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如何使用苏培Superisys PROFINET总线网关与西门子1200系列PLC通讯


概述

       PROFINET 是一种实时以太网标准,面向各种工业应用 (包括工厂自动化、过程自动化和楼宇自动化)所需的高速、确定性通信。  

       PROFINET 最初在西门子主导下作为常用的 PROFIBUS 现场总线技术的网络扩展而开发,现在得到了 PROFIBUS & PROFINET International 的支持。

       本期我们来注重介绍一下Superisys RFID如何使用PROFINET总线网关与西门子1200系列PLC进行通讯读写

IACM-P4工业网关

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        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 网络接口与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,具有连接范围广泛、通信能力强、环境适应好、防护等级高等特点。

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可同时连接4个RFID读写头进行独立操作;

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支持ProfiNet、EtherCAT、EtherNet/IP协议;

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IP67的防护等级,能够适应油污、粉尘、潮湿等恶劣工况;

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双网口,集成交换机功能,可组星型网络和树型网络;

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电源输入带反接保护和3000W浪涌保护,RFID端口带防反接和过压过流保护。


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硬件架构介绍

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RFID架构系统主要组成如下:


控制器

(PLC)

下发命令控制读写头进行操作;

网关总线

控制器

PLC与网关总线控制器进行通讯,间接控制读写头;

读写头

(超高频

/高频)

获取控制器的命令,执行对载码体的读/写数据操作;

载码体

(超高频

/高频)

存储数据的载体,数据存储区域划分如下:

高频载码体有UID区(通常只有8 byte/只读且唯一)、USER区(实际内存大小因载码体类型而异/可读可写);

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✦ 组态连接



1.1 总线网关GSD文件安装



打开西门子TIA软件,新建一个项目程序,在“选项”栏下方选择“管理通用站描述文件(GSD)”选项,选择GSD文件的相应文件夹,如下图所示:

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勾选相应文件夹下的GSD文件,点击“安装”,完成即可。




1.2 总线网关设备组态



★ 双击“设备组态”,选择 “网络视图”,在右方的“硬件目录”下依次点击“其它现场设备”——“Gateway”——“Superisys”——“IACM-P4”——“Superisys_PN_V2.32”,将其拖拽至“网络视图”空白栏,如下图所示:

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★ 双击“IACM-P4-PN”设备,选择硬件模块的“网口”图标双击,修改配置PN网关的IP地址为192.168.0.10(默认),如下图所示:

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设置完成,编译好点击“保存”即可。




1.3 PN网关组态参数下载



★ 选择“设备组态”图标,在上方选项栏点击“下载到设备”,选择好相应的PC网络接口以及子网连接,“搜索”到PLC的IP地址后,点击“下载”按钮对“硬件组态”进行下载(本例程使用西门子1200系列型号的PLC,IP地址设置为:192.168.0.8)下载完硬件组态后,点击上方“转至在线”按钮,选择“网络设备”栏,如下图所示:

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通常进行一个PN总线网关使用测试时,“IACM-P4-PN”总线网关是直接显示正常在线的,如上图所示,显示绿色;

(用户也可通过总线网关状态指示灯对连接状态进行确认)


★ 在进行多个PN总线网关的连接测试时,通常后续PN总线网关需要重新分配设备名称,点击“转至在线”后,“IACM-P4-PN_1”总线网关会显示未能正常连接,选择“DP-NORM”模块,右键选择“分配设备名称”,在出现的“分配PROFINET设备名称”的串口中,点击“更新列表”按钮,选中更新出现的“IACM-P4”设备,点击“分配名称”按钮对PN总线网关设备进行PROFINET设备名称在线分配,如下图所示:

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★ 分配完成后,关闭“分配PROFINET设备名称”弹窗,点击“转至离线”按钮,再次进行“设备组态”下载,下载完成后,再次点击“转至在线”按钮,查看PN总线网关设备的在线连接状态,如下图所示:

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✦功能块介绍



2.1网关RFID通道的变量映射



选择例程程序的“IACM-P4-PN”模块,右键选择“属性”,点击“系统常数”,对应网关读写头的输入输出地址映射自动分配如下图所示:

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2.2 RFID读写功能块引脚说明



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

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★ 功能块引脚说明

每个功能块实例对应一个读写头,功能块引脚定义及功能如下:

输入引脚定义解析:

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输出引脚定义解析:

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输入输出引脚定义:

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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。




2.3 RFID读写头输入输出地址映射



本例程中,PN总线网关的各个RFID地址映射通过组态的“硬件标识符”进行映射的,如下图所示,RFID1的输入、输出硬件标识符分别是“282”、“283”,分别将数字填写到相应的RFID1调用功能块“IN_Address”和“OUT_Address”引脚即可:

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✦读写头读/写功能示例



3.1命令执行时序



 ★ 载码体ID读取

调用RFID读写功能块后,默认保持RFID使能;当读写头感应到载码体的在位信号(xTP)的上升沿,自动上传载码体ID数据,当载码体离开读写头感应区域时,载码体ID数据自动清空,具体的时序如下图所示:

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★ 命令执行

在执行读写载码体内存数据命令时,需要先填写好读写的参数(读写载码体内存的起始地址,字节长度,写入的数据填充区数据内容等),然后再触发读写命令,具体的命令执行时序如下图所示:

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在xRead/Write执行过程中,在未收到(xRead/WriteDone、xRead/WriteError)信号时,请不要手动复位xRead/Write信号,也建议用xTP信号去替代xRead信号进行自动读取触发。




3.2读UID数据区



★ 操作步骤如下:

a) 载码体靠近读写头,读写头自动感应载码体,载码体到位信号“xTP”变为“TRUE”;

b) arrUIDData[0] – arrUIDData[7] 自动获取所靠近载码体的UID数据,固定长度8个字节;

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备注: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



★ 写入数据至载码体

当载码体静止在读取范围时,通过写入功能可以向一个载码体指定的地址写入特定长度的数据;命令的执行以”xWrite”高电平开始,在命令执行前,需要填写以下参数:

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★ 写入操作步骤如下:

a) 载码体靠近到位,载码体到位信号xTP信号的值为“1”;

b) 在arrwriteData数组中填充数据要写入的数据;

c) 载码体到位,载码体到位信号xTP信号的值为“TRUE”;

d) 修改数据长度iWriteLength的值8,单位为字节;

e)修改起始地址wWriteAddress的值为16#0000;

f) 修改写入命令xWrite 为 “1”;

g) 查看功能块反馈回来的完成信号xWriteDone和错误信号xWriteError。


如下图所示:从起始地址0开始,写入8个字节数据进入载码体的用户区成功。

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3.4读USER区



★ 从载码体读取数据

载码体在读取范围时,通过读取功能可从载码体指定起始地址读取特定长度的数据;命令的执行以”xRead”高电平开始,在命令执行前,需要先填充部分引脚参数:

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★ 读取操作步骤如下:

a) 载码体到位,载码体到位信号xTP信号的值为“TRUE”;

b) 修改数据长度iReadLength的值为8,单位为字节;

c) 修改起始地址wReadAddress的值为16#0000;

d) 修改写入命令xRead 为 “1”(必须先复位xWrite信号);

e) 查看功能块反馈回来的完成信号xReadDone和错误信号xReadError。


如下图所示:从起始地址0开始,读取8个字节载码体的用户区数据成功。

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✦错误码



4.1 错误码详细定义



读写头自定义错误码(命令执行错误时):

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功能块自定义错误码:

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