如何用EtherNet/IP网关实现Superisys RFID与施耐德PLC的无缝通讯？

摘要 ： EtherNet/IP作为工业自动化领域的“通用语言”，近年来在Profinet、EtherCAT的夹击下为何能逆势增长？本文将以Superisys RFID与施耐德M241 PLC的通讯为例，拆解其协议优势与落地实践。

正文 ：

1、EtherNet/IP的“上位史”

背景：由ODVA与ControlNet国际联合开发，基于CIP协议，美国的工控设备制造商Rockwell/Allen-Bradley已经围绕EtherNet/IP进行了标准化，其他厂商如日系Omron也在其设备上支持了EtherNet/IP，EtherNet/IP已经变得越来越受欢迎。

优势：兼容标准以太网硬件，支持实时I/O和数据交换，比传统现场总线更开放。

2、Superisys网关的硬核实力

双M12总线接口+4路RFID读写头，支持Profinet/EtherCAT/EtherNet/IP三协议自由切换，堪称工业界的“多面手”。       

IP67防护+3000W浪涌保护，在汽车厂喷涂车间的实测中抗住了油污和高压水枪冲洗。

3、与施耐德M241 PLC的配置要点

步骤：通过Studio 5000添加EDS文件，设置CIP连接路径，标签映射避免数据冲突。

避坑：注意RFID读写头的响应时间需匹配PLC扫描周期，否则可能丢包。

01✦ 组态网关设备✦

1.1 总线网关EDS文件安装

打开施耐德Somachine软件，打开例程程序，在“工具”栏下方选择“设备库”选项，一次选择“现场总线”下的“Ethernet/IP从设备”，点击右边“安装”按钮，选择EDS文件的相应文件夹，选中所需安装的EDS文件，如下图所示：

点击“打开”，即可完成EDS文件的安装。

1.2 总线网关设备组态

★ 在右边设备树下选择“Ethernet_1”下的“工业以太网管理器”，右键选择“添加设备，在弹出的对话框中选择“IACM-P4-EIP”设备，双击该设备或点击对话框下方栏的“添加设备”即可成功添加总线网关设备，如下图所示：

★ 双击“IACM-P4-EIP”设备，分别配置总线网关设备的通讯参数，如下图所示，分别配置设备的IP地址、连接通道参数、IO映射等。

IP地址参数配置：

连接通道参数配置：

IO映射参数配置：

设置完成，编译好点击“保存”即可。

 

1.3 EIP总线网关IP地址设置

★ 使用总线网关助手软件，点击“工具”栏下的“网关搜索器”，点击搜索（“IACM-P4-EIP”设备）,双击搜索出来的网关设备，修改IP地址（192.168.1.10），点击设置，重启后生效，完成EtherNet/IP从站设备（网关）的IP设置，如下图所示：

 

02✦功能块介绍及使用✦

打开“EIPGateway_Demo_128V1.1”例程程序。

 

2.1 网关RFID通道的变量映射

参照3.1.2中的IO映射配置，在“GVL”全局变量下关联总线网关的IO映射，如下图所示：

 

2.2 RFID读写程序介绍

提供的程序：

调用程序：“POU”—— RFID功能程序调用；

功能块：RFIDIODATA_MOVE——总线网关各RFID端口IO地址映射处理

功能块：“RFID_RW”—— RFID读写功能处理；

 

2.3 RFID功能块引脚说明

一个“RFIDIODATA_MOVE”功能块实例调用对应一个总线网关（4个RFID通道），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总线网关，功能块引脚定义及功能如下：

输入引脚定义解析：

 

输出引脚定义解析：

一个“RFID_RW”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：

★ 功能块引脚说明

每个功能块实例对应一个总线网关，功能块引脚定义及功能如下：

输入引脚定义解析：

输出引脚定义解析：

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

★ 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）的上升沿是，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：

 

★ 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：

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

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；

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：

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)在arrWriteData数组中填充要写入的数据”

g)修改写入命令xWrite 为 “1”；

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

 

3.4读USER区

从载码体读取数据

当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：

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；

f)xReadDone信号置位后可在arrReadData数组中查看读取的数据内容。

 

04✦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）：

功能块自定义错误码：

讨论 ：

你认为EtherNet/IP未来会被TSN（时间敏感网络）取代吗？

实际项目中遇到过哪些协议兼容性问题？

审核编辑 黄宇