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如何使用EtherCAT總線網(wǎng)關(guān)與倍福TwinCAT3系列PLC通訊

日期:2026-01-14 15:30:52
摘要:EtherCAT(以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)) 是由德國(guó)倍福公司開(kāi)發(fā)的、基于以太網(wǎng)的開(kāi)放現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng),EtherCAT為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和拓?fù)涞撵`活性樹(shù)立了新的標(biāo)準(zhǔn),同時(shí),它還符合甚至降低了現(xiàn)場(chǎng)總線的使用成本。EtherCAT的特點(diǎn)還包括高精度設(shè)備同步,可選線纜冗余,和功能性安全協(xié)議(SIL3)。 ? ? ? ?本期我們來(lái)注重介紹一下如何使用Superisys RFID EtherCAT總線網(wǎng)關(guān)與倍福TwinCAT3系列PLC通訊進(jìn)行通訊讀寫(xiě)。


Superisys IACM-P4系列工業(yè)網(wǎng)關(guān)是一種提供標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線協(xié)議的RFID控制器,支持ProfiNet、EtherCAT、Ethernet/IP協(xié)議。包含兩個(gè)M12 T-CODE電源供電接口,兩個(gè)M12 D-CODE 4-PIN 總線接口,4個(gè)M12 A-CODE RFID讀寫(xiě)頭接口。工業(yè)以太網(wǎng)傳輸速率最高支持100Mbps,可級(jí)聯(lián)多個(gè)總線模塊到PLC中,提供強(qiáng)大的現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)能力。外殼采用輕便堅(jiān)固的工程塑料,具有連接范圍廠、通信能力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)好、防護(hù)等級(jí)高等特點(diǎn)。

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硬件架構(gòu)介紹

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01?組態(tài)網(wǎng)關(guān)設(shè)備?

1.1 總線網(wǎng)關(guān)ECT文件安裝

★ 打開(kāi)TwinCAT3編程軟件,新建一個(gè)項(xiàng)目程序,選擇對(duì)應(yīng)的PLC具體型號(hào)(本案例使用的是“CX9020”型號(hào),配合“EK1110”EtherCAT通訊模塊),命名完成新建后,將配置文件手動(dòng)存放在“”目錄下,如下圖所示

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


02? 網(wǎng)關(guān)設(shè)備的組態(tài)?

2.1 PLC在線


★ 雙擊“SYSTEM”,在右方彈出的對(duì)話框中找到”Choose Target”按鈕,在彈出的“Choose Target system”對(duì)話框選擇目標(biāo)系統(tǒng),如下圖所示:

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★ 點(diǎn)擊“CX Setting”選項(xiàng)欄,可在線查看PLC的設(shè)備名稱(chēng)等信息,如下圖所示:

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針對(duì)Data Time時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)矯正,如下圖所示:

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備注:需要注意系統(tǒng)的時(shí)間如果跟實(shí)際的時(shí)間不匹配的情況下,可能造成PLC程序下載出錯(cuò)。




2.2 ECT網(wǎng)關(guān)掃描


★找到”I/O”欄下面的“Devices”,右鍵選擇“Scan”,掃描EtherCAT從站設(shè)備,在彈出的對(duì)話框中依次按照?qǐng)D示進(jìn)行選擇操作,如下圖所示:

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即可掃描出EtherCAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備,如下圖所示,為“Box3”設(shè)備:

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備注:PLC的ETHERCAT通訊接口與“IACM-P4-ECT”總線網(wǎng)關(guān)的通訊連接必須接總線網(wǎng)關(guān)的“ETH1”通訊接口。



2.3 ECT網(wǎng)關(guān)的變量關(guān)聯(lián)

★ 在全局變量中新建EtherCAT總線網(wǎng)關(guān)的RFID輸入輸出映射變量,如下圖所示:

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★ 在“Box3”下的“TxPDO”輸入地址映射中,選擇數(shù)組下面【0】~【31】共32個(gè)Byte進(jìn)行地址關(guān)聯(lián),關(guān)聯(lián)至“inputaddr0”地址,點(diǎn)擊“OK”即可,如下圖所示:

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其它地址依次關(guān)聯(lián)即可。


★ 在“Box3”下的“RxPDO”輸入地址映射中,選擇數(shù)組下面【0】~【31】共32個(gè)Byte進(jìn)行地址關(guān)聯(lián),關(guān)聯(lián)至“outputaddr0”地址,點(diǎn)擊“OK”即可,如下圖所示:

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其它地址依次關(guān)聯(lián)即可。

備注:EtherCAT總線網(wǎng)關(guān)總共占用128個(gè)字節(jié)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。


03? 功能塊的介紹及使用

?打開(kāi)“TwinCAT3”編程軟件,打開(kāi)例程程序。


3.1網(wǎng)關(guān)RFID通道的變量映射


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

RF1~RF4通道輸入輸出地址分別對(duì)應(yīng)inputaddr0~inputaddr3以及outputaddr0~outputaddr3。

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3.2 RFID讀寫(xiě)程序介紹

★ 提供的程序:

調(diào)用程序:“POUs”——MAIN主函數(shù)任務(wù)下下調(diào)用 RFID功能塊程序;

功能塊:“HF_ECTGateWayDemo”—— RFID讀寫(xiě)功能處理;

全局變量:“Global_Variables”——RFID IO映射;

備注:用戶(hù)在使用的過(guò)程中可將此部分內(nèi)容賦值至新建程序中。



3.3 RFID讀寫(xiě)功能塊引腳說(shuō)明



★ 一個(gè)“HF_ECTGateWayDemo”功能塊實(shí)例調(diào)用對(duì)應(yīng)一個(gè)端口通道的讀寫(xiě)器,功能塊如下:

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★ 功能塊引腳說(shuō)明

每個(gè)功能塊實(shí)例對(duì)應(yīng)一個(gè)讀寫(xiě)器,功能塊引腳定義及功能如下:

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備注:xRead,xWrite兩個(gè)信號(hào)互斥,同一時(shí)間只能有一個(gè)信號(hào)為高電平,功能塊只會(huì)執(zhí)行第一個(gè)檢測(cè)到的有效信號(hào)。

★ 命令執(zhí)行時(shí)序

1、使能RFID

使能是使RFID工作的必要條件,在整個(gè)工作期間是默認(rèn)保持RFID使能的。具體的時(shí)序如下所示。默認(rèn)的RFID使能置位后,Ready未置位,則表示總線模塊與RFID通訊異常。

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2、命令執(zhí)行

命令的執(zhí)行以Trigger(xRead或xWrite)上升沿信號(hào)開(kāi)始,在給Trigger信號(hào)置位之前,先將命令/參數(shù)/數(shù)據(jù)填充好。在命令執(zhí)行期間保持Trigger信號(hào)置位,若取消當(dāng)面命令的執(zhí)行,將Trigger復(fù)位即可,Trigger后輸入數(shù)據(jù)取的狀態(tài)信息將復(fù)位。命令執(zhí)行完后可從Read datas/Errcode取命令執(zhí)行的結(jié)果。

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3、長(zhǎng)數(shù)據(jù)分包傳輸

在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,可能存在一次無(wú)法傳輸完數(shù)據(jù)的情況,此時(shí)需要分包進(jìn)行傳輸。以PLC啟動(dòng)長(zhǎng)數(shù)據(jù)傳輸為例,時(shí)序圖如下:

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★ 從標(biāo)簽讀取數(shù)據(jù)

當(dāng)標(biāo)簽在讀取范圍時(shí),通過(guò)讀取功能可從標(biāo)簽指定起始地址讀取特定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。命令的執(zhí)行以”xRead”引腳上升沿觸發(fā),在進(jìn)行讀取時(shí),需要先填充部分引腳參數(shù),涉及到的參數(shù)如下:

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★ 寫(xiě)入數(shù)據(jù)至標(biāo)簽

當(dāng)標(biāo)簽靜止在讀取范圍時(shí),通過(guò)寫(xiě)入功能可以向一個(gè)標(biāo)簽指定的地址寫(xiě)入特定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。命令的執(zhí)行以”xWrite”引腳上升沿觸發(fā),在命令觸發(fā)前,需要填寫(xiě)以下參數(shù):

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3.4 讀寫(xiě)器讀/寫(xiě)功能示例



本例程使用RFID1第一個(gè)接口進(jìn)行測(cè)試。

當(dāng)讀寫(xiě)器成功連接上后,可對(duì)讀寫(xiě)器進(jìn)行讀/寫(xiě)操作,如下圖所示:

“xReady”信號(hào)置1,表明讀寫(xiě)器連接成功,即可進(jìn)行下一步的讀寫(xiě)操作:




3.4.1讀UID數(shù)據(jù)區(qū)



a) 標(biāo)簽靠近讀寫(xiě)器,讀寫(xiě)器自動(dòng)感應(yīng)標(biāo)簽,標(biāo)簽到位信號(hào)“xTP”變?yōu)椤癟RUE”;

自動(dòng)獲取所靠近標(biāo)簽的UID數(shù)據(jù),固定長(zhǎng)度8個(gè)字節(jié),可在arrUIDData查看;

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備注:UID數(shù)據(jù)出廠時(shí)設(shè)定,可讀不可寫(xiě),數(shù)據(jù)序列是唯一的;




3.4.2寫(xiě)USER數(shù)據(jù)區(qū)


a) 標(biāo)簽靠近到位,標(biāo)簽到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“1”;

b) 在arrwriteData數(shù)組中填充數(shù)據(jù)要寫(xiě)入的數(shù)據(jù);

c) 標(biāo)簽到位,標(biāo)簽到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“TRUE”;

d) 修改數(shù)據(jù)長(zhǎng)度iWriteLength的值8,單位為字節(jié);

e) 修改起始地址wWriteAddress的值為16#0000

備注:在“xWrite”信號(hào)命令觸發(fā)前,務(wù)必先填充好“a~e”項(xiàng)參數(shù)。

f) 修改寫(xiě)入命令xWrite 為 “1”;

g) 查看功能塊反饋回來(lái)的完成信號(hào)xWriteDone和錯(cuò)誤信號(hào)xWriteError。

如果xWriteDone值為“1”且xWriteError值為“0”,則說(shuō)明數(shù)據(jù)已寫(xiě)入完成;

如果xWriteError為“1”,則說(shuō)明數(shù)據(jù)寫(xiě)入失敗;

如下圖所示:從起始地址0開(kāi)始,寫(xiě)入8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)入標(biāo)簽的用戶(hù)區(qū)成功。

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3.4.3讀USER區(qū)

a) 標(biāo)簽到位,標(biāo)簽到位信號(hào)xTP信號(hào)的值為“TRUE”;

b) 修改數(shù)據(jù)長(zhǎng)度iReadLength的值為8,單位為字節(jié);

c) 修改起始地址wReadAddress的值為16#0000

備注:在“xRead”信號(hào)命令觸發(fā)前,務(wù)必先填充好“a~c”項(xiàng)參數(shù)。

d) 修改寫(xiě)入命令xRead 為 “1”(必須先復(fù)位xWrite信號(hào));

e) 查看功能塊反饋回來(lái)的完成信號(hào)xDone和錯(cuò)誤信號(hào)xError。

如果xReadDone值為“1” 且xReadError值為“0”,則說(shuō)明數(shù)據(jù)已讀取完成;

如果xReadError為“1”,則說(shuō)明數(shù)據(jù)讀取失敗;

如下圖所示:從起始地址0開(kāi)始,讀取8個(gè)字節(jié)標(biāo)簽的用戶(hù)區(qū)數(shù)據(jù)成功。

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對(duì)比3.4.2的寫(xiě)入U(xiǎn)ser區(qū)的數(shù)據(jù),可驗(yàn)證寫(xiě)入和讀取數(shù)據(jù)無(wú)誤。


04? 錯(cuò)誤代碼

?讀寫(xiě)頭自定義錯(cuò)誤碼(命令執(zhí)行錯(cuò)誤時(shí)):

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功能塊自定義錯(cuò)誤碼:

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主推產(chǎn)品Main product


1工業(yè)RFID低頻讀寫(xiě)器

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2工業(yè)RFID高頻讀寫(xiě)器

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3工業(yè)RFID超高頻讀寫(xiě)器

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4工業(yè)RFID總線通訊模塊

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5工業(yè)RFID高頻載碼體

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6工業(yè)RFID超高頻載碼體

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產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)Product advantage

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關(guān)于我們About us

 蘇培(Superisys)成立于2018年,是工業(yè)識(shí)別、通訊、傳感和數(shù)據(jù)的技術(shù)提供商,在中國(guó)武漢擁有生產(chǎn)基地、在長(zhǎng)沙、和加拿大多倫多擁有研發(fā)中心和技術(shù)中心,旗下?lián)碛泄I(yè)識(shí)別,工業(yè)通訊,以及工業(yè)傳感和數(shù)據(jù)解決方案產(chǎn)品線;擁有多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和著作權(quán)、參與多項(xiàng)傳感器和激光設(shè)備的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),已成為北美、和亞太地區(qū)在工業(yè)自動(dòng)化AIOT領(lǐng)域知名的產(chǎn)品品牌;真正實(shí)現(xiàn)“Designed In Toronto&Made in China”;

       Superisys的產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于全球的汽車(chē)、新能源、光伏、消費(fèi)電子、家電、工程機(jī)械、航空、航天、軌道交通、石油化工、服裝等行業(yè);用我們的“可靠”與“創(chuàng)新”推動(dòng)這些行業(yè)的工業(yè)4.0的全場(chǎng)景達(dá)成,成為全球工業(yè)傳感和通訊在工業(yè)4.0領(lǐng)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(lài)的智能制造合作伙伴!


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