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概述

EtherCAT （以太網控制自動化技術） 是由德國倍福公司開發的、基于以太網的開放現場總線系統，EtherCAT為系統的實時性能和拓撲的靈活性樹立了新的標準，同時，它還符合甚至降低了現場總線的使用成本。EtherCAT的特點還包括高精度設備同步，可選線纜冗余，和功能性安全協議（SIL3）。

本期我們來注重介紹一下如何使用Superisys RFID EtherCAT總線網關與歐姆龍NXJ系列PLC通訊進行通訊讀寫。

IACM-P4工業網關

Superisys IACM-P4系列工業網關是一種提供標準工業總線協議的RFID控制器，支持ProfiNet、EtherCAT、Ethernet/IP協議。包含兩個M12 T-CODE電源供電接口，兩個M12 D-CODE 4-PIN 總線接口，4個M12 A-CODE RFID讀寫頭接口。工業以太網傳輸速率最高支持100Mbps，可級聯多個總線模塊到PLC中，提供強大的現場采集數據能力。外殼采用輕便堅固的工程塑料，具有連接范圍廠、通信能力強、環境適應好、防護等級高等特點。

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硬件架構介紹

RFID架構系統主要組成如下：

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? 組態網關設備?

1.1 總線網關xml文件安裝

★ 打開歐姆龍Sysmac stduio軟件，新建一個項目程序，選擇對應的PLC型號及版本號（本例程中使用的是NX1P2-9024DT1 V1.47版本的PLC），選中“配置與設置”欄下的“EtherCAT”選項，右鍵點擊“編輯”選項，進入“EtherCAT”網絡設置界面，如下圖所示：

★ 選中“主設備”右鍵選擇“顯示ESI庫”，選擇“安裝文件”，選擇相應文件夾下的xml文件，點擊“打開”，完成安裝即可，如下圖所示：

1.2 總線網關設備組態

★ 在EtherCAT網絡設置界面的右上方下找到“工具箱”，選中下方 的“Superisys IACM-P4-ECT”設備,將其拖拽至“主設備”欄（或者右鍵點擊插入），完成EtherCAT從站設備（網關）的硬件組態，如下圖所示：

1.3 總線網關IO映射

★ 雙擊“配置和設置”選項下的“I/O映射”欄，點擊“EtherCAT網絡配置”欄下的節點1從站設備，可以看到總線網關設備的輸入輸出映射地址，分別為四個輸入及輸出地址（對應總線網關的四個RFID讀寫頭I/O映射地址），如下圖所示：

雙擊“編程”選項下的“數據”欄下的“全局變量”，根據“Superisys IACM-P4-ECT”從站設備的I/O地址數據類型，分別新建四個RFID讀寫頭對應的輸入輸出映射地址，如下圖所示：

★ 返回“配置和設置”選項下的“I/O映射”欄，點擊“EtherCAT網絡配置”欄下的節點1從站設備，將新建的“全局變量”（對應四個RFID讀寫頭的I/O映射地址變量）依次關聯至總線網關設備的I/O映射地址上，如下圖所示：

點擊“文件”選項下的“保存”按鈕，保存設置組態參數即可。

1.4 總線網關組態參數下載

★ 返回EtherCAT網絡設置界面，配置好PLC的IP地址后，點擊“在線”，選擇“主設備”，點擊右鍵，選擇“寫入從設備節點地址”選項，寫入從設備的節點地址，如下圖所示：

默認的從設備節點地址為0，本例程中已寫入為1。點擊寫入完成地址寫入即可。

★成功寫入從設備節點地址后，在“在線”模式下，傳送下載組態的“EtherCAT網絡配置”參數，不要勾選第三個選項即不下載“EtherCAT”網絡配置“參數的選項，點擊“執行”按鈕，下載硬件配置參數，如下圖所示：

★成功傳送完組態的“EtherCAT網絡配置”參數后，點擊“在線”，查看“EtherCAT網絡”的從設備連接情況，“IACM-P4-ECT”從設備圖標顯示“箭頭”，則表示從設備連接成功，如下圖所示（成功連接）：

從設備節點地址不正確或從設備未連接上，設備會顯示“X”未連接狀態

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?功能塊介紹及使用?

打開“Sysmac stduio”編程軟件，打開“ECTGatewayDemo”樣例程序。

2.1 網關RFID通道I/O的變量地址映射

雙擊例程程序的“全局變量”，根據3.1.3小節分配的I/O地址映射，對應網關讀寫器的輸入輸出地址變量如下圖所示：

2.2 RFID讀寫功能塊介紹

提供的程序：

調用程序：“ECTGatewayDemo”—— RFIDDemo功能塊程序調用；

功能塊：“RFIDDemo”—— RFID讀寫功能處理；

2.3 RFID讀寫功能塊引腳說明

一個“RFID_RW”功能塊實例調用對應一個端口通道的讀寫器，功能塊圖形如下：

★ 功能塊引腳說明

每個功能塊實例對應一個讀寫器，功能塊引腳定義及功能如下：

xRead，xWrite兩個信號互斥，同一時間只能有一個信號為高電平，功能塊只會執行第一個檢測到的有效信號。

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?讀寫頭讀/寫功能示例?

3.1命令執行時序

** ★ **使能RFID

使能是使RFID工作的必要條件，調用RFID讀寫功能塊后，默認保持RFID使能。具體的時序如下所示。默認的RFID使能置位后，Ready未置位，則表示總線模塊與RFID通訊異常。

★ 命令執行

命令的執行以Trigger上升沿信號開始，在給Trigger信號置位之前，先將命令/參數/數據填充好。在命令執行期間保持Trigger信號置位，若取消當面命令的執行，將Trigger復位即可，Trigger后輸入數據取的狀態信息將復位。命令執行完后可從、Done/Err以及Errcode等信息獲取命令執行的結果。

★長數據分包傳輸

在實際應用的過程中，可能存在一次無法傳輸完數據的情況，此時需要分包進行傳輸。以PLC啟動長數據傳輸為例，時序圖如下：

★ 從標簽讀取數據

當標簽在讀取范圍時，通過讀取功能可從標簽指定起始地址讀取特定長度的數據。命令的執行以”xRead”引腳 上升沿觸發 ，在進行讀取時，需要先填充部分引腳參數，涉及到的參數如下：

**★ **寫入數據至標簽

當標簽靜止在讀取范圍時，通過寫入功能可以向一個標簽指定的地址寫入特定長度的數據。命令的執行以”xWrite”引腳上升沿觸發，在命令觸發前，需要填寫以下參數：

本例程中一次性讀寫標簽內存操作最大字節數為2000，大于2000字節請聯系我司技術人員進行修改。

本例程使用RFID1第一個接口進行測試。

當讀寫器成功連接上后，可對讀寫器進行讀/寫操作。

“xReady”信號置1，表明讀寫器連接成功，xTP表示感應到芯片。

3.2讀UID數據區

當讀寫器成功連接上后，可對讀寫器進行讀/寫操作:

“xReady”信號置1，表明讀寫器連接成功，“xTP”信號置1，表明讀寫器感應到標簽；

打開“編程”下的“RFIDFunction”調用程序，在“視圖”下的“監視窗口”下添加相應的讀寫操作變量名稱，修改對應的變量值可對標簽進行讀寫操作。

a)標簽靠近讀寫器，讀寫器自動感應標簽，標簽到位信號“xTP”自動變為“TRUE”；

b)arrUIDData[0] – arrUIDData[7] 自動獲取所靠近標簽的UID數據，固定長度8個字節；

UID數據出廠時設定，可讀不可寫，數據序列是唯一的；

3.3 寫USER數據區

1. 標簽靠近到位，標簽到位信號xTP信號的值為“1”；
2. 在arrwriteData數組中填充數據要寫入的數據；
3. 修改數據長度iWriteLength的值8，單位為字節；
4. 修改起始地址wWriteAddress的值為16#0000；
5. 修改寫入命令xWrite 為 “1”；
6. 查看功能塊反饋回來的完成信號xWriteDone和錯誤信號xWriteError。

如果xWriteDone值為“1”且xWriteError值為“0”，則說明數據已寫入完成；

如果xWriteError為“1”，則說明數據寫入失敗；

如下圖所示：從起始地址0開始，寫入8個字節數據進入標簽的用戶區成功。

3.4讀USER區

1. 標簽到位，標簽到位信號xTP信號的值為“TRUE”；
2. 修改數據長度iReadLength的值為8，單位為字節；
3. 修改起始地址wReadAddress的值為16#0000；
4. 修改寫入命令xRead 為 “1”（必須先復位xWrite信號）；
5. 查看功能塊反饋回來的完成信號xReadDone和錯誤信號xReadError。

如果xReadDone值為“1” 且xReadError值為“0”，則說明數據已讀取完成；

如果xReadError為“1”，則說明數據讀取失敗;

如下圖所示：從起始地址0開始，讀取8個字節標簽的用戶區數據成功。

對比3.3.2的寫入User區的數據，可驗證寫入和讀取數據無誤。

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?錯誤碼?

4.1 錯誤碼詳細定義

功能塊輸出參數wErrCode包含以下錯誤信息：

主推產品Main product

1

工業RFID低頻讀寫器

2

工業RFID高頻讀寫器

3

工業RFID超高頻讀寫器

4

工業RFID總線通訊模塊

5

工業RFID高頻載碼體

6

工業RFID超高頻載碼體

產品優勢Product advantage

關于我們About us

蘇培（Superisys）成立于2018年，是工業識別、通訊、傳感和數據的技術提供商，在中國武漢擁有生產基地、在長沙、和加拿大多倫多擁有研發中心和技術中心，旗下擁有工業識別，工業通訊，以及工業傳感和數據解決方案產品線；擁有多項發明專利和著作權、參與多項傳感器和激光設備的國際標準，已成為北美、和亞太地區在工業自動化AIOT領域知名的產品品牌；真正實現“Designed In Toronto&Made in China”；

Superisys的產品和解決方案廣泛應用于全球的汽車、新能源、光伏、消費電子、家電、工程機械、航空、航天、軌道交通、石油化工、服裝等行業；用我們的“可靠”與“創新”推動這些行業的工業4.0的全場景達成，成為全球工業傳感和通訊在工業4.0領域智能化的參與者；

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審核編輯 黃宇