打通Superisys RFID与欧姆龙NXJ PLC:EtherNetIP网关方案

在智能制造系统中,RFID与PLC的集成是物料追踪的核心环节。本文将详解如何通过EtherNet/IP总线网关 桥接Superisys RFID系统与欧姆龙NXJ系列 PLC,实现毫秒级数据交互。

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一、为什么需要网关?

工业总线通讯相比于MODBUS协议更为稳定,欧姆龙NXJ PLC支持EtherNet/IP协议,但多数RFID读写器(如Superisys U/HF系列)仅支持Modbus RTU 或者MODBUS TCP通信。此时需协议转换网关 (如Anybus Communicator)作为“翻译官”,实现三层架构:

RFID读写器 → EtherNet/IP网关 →PLC

关键点 :网关通过将RFID的私有协议转换成标准的Ethernet/IP工业总线通讯与PLC互连。

硬件构架介绍

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网关亮点 :

✅ 双网口设计,支持级联多个设备,布线灵活;

✅ IP67防护,油污、粉尘环境轻松拿捏;

✅ 3000W浪涌保护,设备安全稳如老狗。

二、四步实现配置

1、组态连接

1.1 总线网关EDS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 V1.18版本的PLC),选中“工具”栏下的“EtherNet/IP连接设置”选项,双击“内置EtherNet/IP端口设定”进入界面,如下图所示:

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在右上方“工具箱🧰”栏右键选择“显示EDS库”,选择“安装”按钮,选择相应文件夹下的EDS文件,点击“打开”,完成安装即可,如下图所示:

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1.2 总线网关设备组态

★ 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(192.168.250.10),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:

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★ 在内置EtherNet/IP端口设定界面的右上方下找到“工具箱🧰”,点击下方“+”图标, 选中刚安装好的总线网关模块(“IACM-P4-EIP”设备),依次设置好节点地址(192.168.250.10)

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★ 选中左上方的连接图标,进入连接组态界面,点击下方的“+”号图标(或者直接将工具箱🧰栏下新添加的目标设备拖拽至连接栏下方),完成网关设备的硬件组态,如下图所示:

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总线网关IO映射

★ 双击“数据”选项下的“全局变量”栏,分别新建一个输入、输出类型的全局变量(128个字节大小的数组类型,对应总线网关的输入、输出内存大小),如下图所示:

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★ 返回“内置EtherNet/IP端口设置”界面,点击左上方的“标签组”,依次新建标签组数据,新建标签组以及标签(标签选择上图中的新建的全局输入输出变量)如下图所示:

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★ 再次点击“连接”图标,在“目标变量”栏下的输入及输出空白处分别填写100和150,总线网关的输入输出即可关联至新建的变量地址中,如下图所示:

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点击“文件”选项下的“保存”按钮,保存设置组态参数即可。

EIP网关组态参数下载

在“在线”模式下,传送下载组态的“EtherNet/IP网络配置”参数,不要勾选第四个选项即不下载“EtherNet/IP”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:

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备注:下载完成后,查看PLC设备的“EtherNet/IP”端口指示灯状态,如果“LINK/ACT”指示灯黄灯闪烁,表明EtherNet/IP从站通讯正常。

2、功能块介绍及使用

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

2.1网关RFID通道I/O的变量地址映射

EtherNet/IP总线网关的四个RFID读写头的I/O映射通过“INOUTRFIDDataMove”功能块来实现映射的,,调用功能块,填写相应的输入输出地址参数即可完成地址每个RFID输入输出地址的映射,如下图所示:

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2.2 RFID读写功能块介绍

提供的程序:

调用程序:“EIPGatewayDemo”—— 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“RFIDDemo”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:

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★ 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:

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3、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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备注: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。

★ 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:

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★ 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:

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备注: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。

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。

3.2读UID数据区

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;

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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

a) 标签靠近到位,标签到位信号xTP信号的值为“1”;

b) 在arrwriteData数组中填充数据要写入的数据;

c) 修改数据长度iWriteLength的值8,单位为字节;

d) 修改起始地址wWriteAddress的值为16#0000;

e) 修改写入命令xWrite 为 “1”;

f) 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。

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3.4读USER区

a) 标签到位,标签到位信号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。

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对比3.2.2的写入User区的数据,可验证写入和读取数据无误。

4、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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三、避坑指南

通信故障 :检查网关IP是否设置正确,从站地址是否匹配等

四、优势与应用行业及场景

优势 :

标准化 :EtherNet/IP 兼容多厂商设备(如 Rockwell、Omron),易于集成。

实时性 :I/O 数据交换周期可低至 2ms(适合高速 RFID 产线)。

灵活性 :网关支持多个RFID ,各个RFID可独立运行,并且可一次性针对最高8K字节数据进行读写。

应用行业及场景:

· 3C

· 光伏锂电

· 汽车

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