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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總線網關與倍福TwinCAT3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ECT文件安裝

★ 打開TwinCAT3編程軟件，新建一個項目程序，選擇對應的PLC具體型號（本案例使用的是“CX9020”型號，配合“EK1110”EtherCAT通訊模塊），命名完成新建后，將配置文件手動存放在“”目錄下，如下圖所示

選擇相應文件夾下的“Superisys IACM-P4-ECT_V1.0”文件，將其放置該文件夾下即可。

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? 網關設備的組態?

2.1 PLC在線

★ 雙擊“SYSTEM”，在右方彈出的對話框中找到”Choose Target”按鈕,在彈出的“Choose Target system”對話框選擇目標系統，如下圖所示：

★ 點擊“CX Setting”選項欄，可在線查看PLC的設備名稱等信息，如下圖所示：

針對Data Time時間進行手動矯正，如下圖所示：

備注：需要注意系統的時間如果跟實際的時間不匹配的情況下，可能造成PLC程序下載出錯。

2.2 ECT網關掃描

★找到”I/O”欄下面的“Devices”，右鍵選擇“Scan”，掃描EtherCAT從站設備，在彈出的對話框中依次按照圖示進行選擇操作，如下圖所示：

即可掃描出EtherCAT網關設備，如下圖所示，為“Box3”設備：

備注：PLC的ETHERCAT通訊接口與“IACM-P4-ECT”總線網關的通訊連接必須接總線網關的“ETH1”通訊接口。

2.3 ECT網關的變量關聯

★ 在全局變量中新建EtherCAT總線網關的RFID輸入輸出映射變量，如下圖所示：

★ 在“Box3”下的“TxPDO”輸入地址映射中，選擇數組下面【0】~【31】共32個Byte進行地址關聯，關聯至“inputaddr0”地址，點擊“OK”即可，如下圖所示：

其它地址依次關聯即可。

★ 在“Box3”下的“RxPDO”輸入地址映射中，選擇數組下面【0】~【31】共32個Byte進行地址關聯，關聯至“outputaddr0”地址，點擊“OK”即可，如下圖所示：

其它地址依次關聯即可。

備注：EtherCAT總線網關總共占用128個字節的輸入以及輸出地址，分別按照順序分配給RF1 RF4端口，即【0】 【31】分配給RF1，【32】 【63】分配給RF2，【64】 【95】分配給RF3，【96】~【127】分配給RF4。

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? 功能塊的介紹及使用?

打開“TwinCAT3”編程軟件，打開例程程序。

3.1網關RFID通道的變量映射

★ 打開“POUs”下的“MAIN”主函數，RFID通道的輸入輸出地址映射關系如下圖所示：

RF1RF4通道輸入輸出地址分別對應inputaddr0inputaddr3以及outputaddr0~outputaddr3。

3.2 RFID讀寫程序介紹

★ 提供的程序：

調用程序：“POUs”——MAIN主函數任務下下調用 RFID功能塊程序；

功能塊：“HF_ECTGateWayDemo”—— RFID讀寫功能處理；

全局變量：“Global_Variables”——RFID IO映射;

備注：用戶在使用的過程中可將此部分內容賦值至新建程序中。

3.3 RFID讀寫功能塊引腳說明

★ 一個“HF_ECTGateWayDemo”功能塊實例調用對應一個端口通道的讀寫器，功能塊如下：

★ 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：

備注：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。

★ 命令執行時序

1、使能RFID

使能是使RFID工作的必要條件，在整個工作期間是默認保持RFID使能的。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。

2、命令執行

命令的執行以Trigger（xRead或xWrite）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Read datas/Errcode取命令執行的結果。

3、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：

3.4 讀寫器讀/寫功能示例

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，如下圖所示：

“xReady”信號置1，表明讀寫器連接成功，即可進行下一步的讀寫操作：

3.4.1讀UID數據區

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

自動獲取所靠近標簽的UID數據，固定長度8個字節，可在arrUIDData查看；

備注：UID數據出廠時設定，可讀不可寫，數據序列是唯一的；

3.4.2寫USER數據區

a) 標簽靠近到位，標簽到位信號xTP信號的值為“1”；

b) 在arrwriteData數組中填充數據要寫入的數據；

c) 標簽到位，標簽到位信號xTP信號的值為“TRUE”；

d) 修改數據長度iWriteLength的值8，單位為字節；

e) 修改起始地址wWriteAddress的值為16#0000；

備注：在“xWrite”信號命令觸發前，務必先填充好“a~e”項參數。

f) 修改寫入命令xWrite 為 “1”；

g) 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。

3.4.3讀USER區

a) 標簽到位，標簽到位信號xTP信號的值為“TRUE”；

b) 修改數據長度iReadLength的值為8，單位為字節；

c) 修改起始地址wReadAddress的值為16#0000；

備注：在“xRead”信號命令觸發前，務必先填充好“a~c”項參數。

d) 修改寫入命令xRead 為 “1”（必須先復位xWrite信號）；

e) 查看功能塊反饋回來的完成信號xDone和錯誤信號xError。

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3.4.2的寫入User區的數據，可驗證寫入和讀取數據無誤。

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? 錯誤代碼?

讀寫頭自定義錯誤碼（命令執行錯誤時）：

功能塊自定義錯誤碼：

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；

Superisys，以super和intelligent System為寓意，致力成為您可信賴的智能制造合作伙伴！

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審核編輯 黃宇