如何使用苏培EtherCAT总线网关与欧姆龙NXJ系列PLC通讯

01

概述

EtherCAT （以太网控制自动化技术） 是由德国倍福公司开发的、基于以太网的开放现场总线系统，EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议（SIL3）。

本期我们来注重介绍一下如何使用Superisys RFID EtherCAT总线网关与欧姆龙NXJ系列PLC通讯进行通讯读写。

IACM-P4工业网关

Superisys IACM-P4系列工业网关是一种提供标准工业总线协议的RFID控制器，支持ProfiNet、EtherCAT、Ethernet/IP协议。包含两个M12 T-CODE电源供电接口，两个M12 D-CODE 4-PIN 总线接口，4个M12 A-CODE RFID读写头接口。工业以太网传输速率最高支持100Mbps，可级联多个总线模块到PLC中，提供强大的现场采集数据能力。外壳采用轻便坚固的工程塑料，具有连接范围厂、通信能力强、环境适应好、防护等级高等特点。

02

硬件架构介绍

RFID架构系统主要组成如下：

01

✦ 组态网关设备✦

1.1 总线网关xml文件安装

★ 打开欧姆龙Sysmac stduio软件，新建一个项目程序，选择对应的PLC型号及版本号（本例程中使用的是NX1P2-9024DT1 V1.47版本的PLC），选中“配置与设置”栏下的“EtherCAT”选项，右键点击“编辑”选项，进入“EtherCAT”网络设置界面，如下图所示：

★ 选中“主设备”右键选择“显示ESI库”，选择“安装文件”，选择相应文件夹下的xml文件，点击“打开”，完成安装即可，如下图所示：

1.2 总线网关设备组态

★ 在EtherCAT网络设置界面的右上方下找到“工具箱”，选中下方 的“Superisys IACM-P4-ECT”设备,将其拖拽至“主设备”栏（或者右键点击插入），完成EtherCAT从站设备（网关）的硬件组态，如下图所示：

1.3 总线网关IO映射

★ 双击“配置和设置”选项下的“I/O映射”栏，点击“EtherCAT网络配置”栏下的节点1从站设备，可以看到总线网关设备的输入输出映射地址，分别为四个输入及输出地址（对应总线网关的四个RFID读写头I/O映射地址），如下图所示：

双击“编程”选项下的“数据”栏下的“全局变量”，根据“Superisys IACM-P4-ECT”从站设备的I/O地址数据类型，分别新建四个RFID读写头对应的输入输出映射地址，如下图所示：

★ 返回“配置和设置”选项下的“I/O映射”栏，点击“EtherCAT网络配置”栏下的节点1从站设备，将新建的“全局变量”（对应四个RFID读写头的I/O映射地址变量）依次关联至总线网关设备的I/O映射地址上，如下图所示：

点击“文件”选项下的“保存”按钮，保存设置组态参数即可。

1.4 总线网关组态参数下载

★ 返回EtherCAT网络设置界面，配置好PLC的IP地址后，点击“在线”，选择“主设备”，点击右键，选择“写入从设备节点地址”选项，写入从设备的节点地址，如下图所示：

默认的从设备节点地址为0，本例程中已写入为1。点击写入完成地址写入即可。

★成功写入从设备节点地址后，在“在线”模式下，传送下载组态的“EtherCAT网络配置”参数，不要勾选第三个选项即不下载“EtherCAT”网络配置“参数的选项，点击“执行”按钮，下载硬件配置参数，如下图所示：

★成功传送完组态的“EtherCAT网络配置”参数后，点击“在线”，查看“EtherCAT网络”的从设备连接情况，“IACM-P4-ECT”从设备图标显示“箭头”，则表示从设备连接成功，如下图所示（成功连接）：

从设备节点地址不正确或从设备未连接上，设备会显示“X”未连接状态

02

✦功能块介绍及使用✦

打开“Sysmac stduio”编程软件，打开“ECTGatewayDemo”样例程序。

2.1 网关RFID通道I/O的变量地址映射

双击例程程序的“全局变量”，根据3.1.3小节分配的I/O地址映射，对应网关读写器的输入输出地址变量如下图所示：

2.2 RFID读写功能块介绍

提供的程序：

调用程序：“ECTGatewayDemo”—— RFIDDemo功能块程序调用；

功能块：“RFIDDemo”—— RFID读写功能处理；

2.3 RFID读写功能块引脚说明

一个“RFID_RW”功能块实例调用对应一个端口通道的读写器，功能块图形如下：

★ 功能块引脚说明

每个功能块实例对应一个读写器，功能块引脚定义及功能如下：

xRead，xWrite两个信号互斥，同一时间只能有一个信号为高电平，功能块只会执行第一个检测到的有效信号。

03

✦读写头读/写功能示例✦

3.1命令执行时序

** ★ **使能RFID

使能是使RFID工作的必要条件，调用RFID读写功能块后，默认保持RFID使能。具体的时序如下所示。默认的RFID使能置位后，Ready未置位，则表示总线模块与RFID通讯异常。

★ 命令执行

命令的执行以Trigger上升沿信号开始，在给Trigger信号置位之前，先将命令/参数/数据填充好。在命令执行期间保持Trigger信号置位，若取消当面命令的执行，将Trigger复位即可，Trigger后输入数据取的状态信息将复位。命令执行完后可从、Done/Err以及Errcode等信息获取命令执行的结果。

★长数据分包传输

在实际应用的过程中，可能存在一次无法传输完数据的情况，此时需要分包进行传输。以PLC启动长数据传输为例，时序图如下：

★ 从标签读取数据

当标签在读取范围时，通过读取功能可从标签指定起始地址读取特定长度的数据。命令的执行以”xRead”引脚 上升沿触发 ，在进行读取时，需要先填充部分引脚参数，涉及到的参数如下：

**★ **写入数据至标签

当标签静止在读取范围时，通过写入功能可以向一个标签指定的地址写入特定长度的数据。命令的执行以”xWrite”引脚上升沿触发，在命令触发前，需要填写以下参数：

本例程中一次性读写标签内存操作最大字节数为2000，大于2000字节请联系我司技术人员进行修改。

本例程使用RFID1第一个接口进行测试。

当读写器成功连接上后，可对读写器进行读/写操作。

“xReady”信号置1，表明读写器连接成功，xTP表示感应到芯片。

3.2读UID数据区

当读写器成功连接上后，可对读写器进行读/写操作:

“xReady”信号置1，表明读写器连接成功，“xTP”信号置1，表明读写器感应到标签；

打开“编程”下的“RFIDFunction”调用程序，在“视图”下的“监视窗口”下添加相应的读写操作变量名称，修改对应的变量值可对标签进行读写操作。

a)标签靠近读写器，读写器自动感应标签，标签到位信号“xTP”自动变为“TRUE”；

b)arrUIDData[0] – arrUIDData[7] 自动获取所靠近标签的UID数据，固定长度8个字节；

UID数据出厂时设定，可读不可写，数据序列是唯一的；

3.3 写USER数据区

1. 标签靠近到位，标签到位信号xTP信号的值为“1”；
2. 在arrwriteData数组中填充数据要写入的数据；
3. 修改数据长度iWriteLength的值8，单位为字节；
4. 修改起始地址wWriteAddress的值为16#0000；
5. 修改写入命令xWrite 为 “1”；
6. 查看功能块反馈回来的完成信号xWriteDone和错误信号xWriteError。

如果xWriteDone值为“1”且xWriteError值为“0”，则说明数据已写入完成；

如果xWriteError为“1”，则说明数据写入失败；

如下图所示：从起始地址0开始，写入8个字节数据进入标签的用户区成功。

3.4读USER区

1. 标签到位，标签到位信号xTP信号的值为“TRUE”；
2. 修改数据长度iReadLength的值为8，单位为字节；
3. 修改起始地址wReadAddress的值为16#0000；
4. 修改写入命令xRead 为 “1”（必须先复位xWrite信号）；
5. 查看功能块反馈回来的完成信号xReadDone和错误信号xReadError。

如果xReadDone值为“1” 且xReadError值为“0”，则说明数据已读取完成；

如果xReadError为“1”，则说明数据读取失败;

如下图所示：从起始地址0开始，读取8个字节标签的用户区数据成功。

对比3.3.2的写入User区的数据，可验证写入和读取数据无误。

04

✦错误码✦

4.1 错误码详细定义

功能块输出参数wErrCode包含以下错误信息：

主推产品Main product

1

工业RFID低频读写器

2

工业RFID高频读写器

3

工业RFID超高频读写器

4

工业RFID总线通讯模块

5

工业RFID高频载码体

6

工业RFID超高频载码体

产品优势Product advantage

关于我们About us

苏培（Superisys）成立于2018年，是工业识别、通讯、传感和数据的技术提供商，在中国武汉拥有生产基地、在长沙、和加拿大多伦多拥有研发中心和技术中心，旗下拥有工业识别，工业通讯，以及工业传感和数据解决方案产品线；拥有多项发明专利和著作权、参与多项传感器和激光设备的国际标准，已成为北美、和亚太地区在工业自动化AIOT领域知名的产品品牌；真正实现“Designed In Toronto&Made in China”；

Superisys的产品和解决方案广泛应用于全球的汽车、新能源、光伏、消费电子、家电、工程机械、航空、航天、轨道交通、石油化工、服装等行业；用我们的“可靠”与“创新”推动这些行业的工业4.0的全场景达成，成为全球工业传感和通讯在工业4.0领域智能化的参与者；

Superisys，以super和intelligent System为寓意，致力成为您可信赖的智能制造合作伙伴！

请留下你指尖的温度

关注苏培智能

审核编辑 黄宇