S7-300通过PROFIBUS DP对RF300进行操作 - 工控编程吧

1、概述
无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别和数据交换。

数据存储器，用于存储数据。
读写器，实现数据读出和写入。
天线，在数据存储器和读写器间传递射频信号。
通信模块，用于系统集成的接口模块。

1．2 西门子主要的RFID产品
西门子RFID产品主要包括用于工业自动化的 MOBY E、MOBY I 、RF300、MOBY U等，见表1

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表2：RFID产品

1．3 RF300系统集成

随着工业自动化程度的提高，以及应用领域的需求，RFID的技术被越来越多的集成于系统。由于全集成自动化是西门子产品设计的核心理念之一，因此，为RFID集成于自动化系统提供了多种解决方案。
通过RFID的通信接口模块，可将RFID 集成到PC，主流PLC，如: S5、S7、PROFIBUS DP、非西门子PLC、以太网等。
如图1

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图1：RF300的集成方式

2、本文试验设备简介

2．1 硬件设备

RF360T：6GT2800-4AC00，RF300 数据存储器（移动载体）
RF380R：6GT2801-3AA10，RF300读写器
ASM456：6GT2002-0ED00，通讯模块，独立的PROFIBUS DP从站，可连接2个通道
      的读写设备（SLG），用于将RFID系统集成到PROFIBUS DP/DP-V1 。
ECOFAST 连接块：6ES7194-3AA00-0AA0
PROFIBUS ECOFAST 混合直插头
      插针型：6GK1 905-0CA00，每包 5 件
      插座型：6GK1 905-0CB00，每包 5 件
PROFIBUS ECOFAST 终端电阻插头：6GK1 905-0DA10
RF300 SLG电缆：6GT2891-0FH50，5米
PS307：6ES7 307-1KA01-0AA0，S7-300电源模块
CPU315-2PN/DP：6ES7 315-2EH13-0AB0，S7-300 中央处理器
S7-300道轨
PROFIBUS DP电缆

2．2 软件

STEP 7 V5.4 SP5，用于组态、编程
MOBY 系统软件：6GT2 080-2AA10，GSD 文件，FC45，手册

3、FC45
FC45 是STEP 7为RFID识别系统所编写的功能块，SIMATIC S7-300/400 通过通信接口模块连接RFID读写器，通过FC45与RFID识别系统进行数据交换。
本文讲述了怎样使用S7-300，CPU315-2PN/DP 以及ASM 456与RF300的RF 380R连接，通过FC45 与RF300进行数据交换。

3．1 FC45 参数数据块（参数DB）

每一个读写设备，都需要预分配参数，并存储到参数数据块里（参数DB），该参数DB通过UDT 10（用户数据类型）生成。在UDT 10中，定义了输入参数、控制命令、过程信息、以及FC45 的内部变量等。

3．1．1 输入参数

字节0—16，ASM456第一个通道的输入参数，这些参数需要用户预先定义，用于初始化设备的。反之，当参数发生变化，需要进行初始化操作。如图2
字节300—316，是ASM456第二个通道的输入参数。

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图2：UDT10

输入参数包含ASM逻辑地址，通道号，命令DB号，命令DB的起始地址，以及MOBY的控制参数。

其中，MDS_control 参数，取值范围0、1、2：

MDS_control=0，Presence check 关闭，MDS_present状态无指示，MDS_Control关
闭，SLG 发射场只有在 Command_start 启动时才打开。该方式用于多
个SLG近距离安装的使用场合，通过控制Command_start的启动，有效
的避免相互间的干扰。

MDS_control=1，Presence check 打开，当MDS进场，MDS_present状态会置“1”，且
会通过MOBY设备（如ASM456）指示出来。MDS_Control关闭，SLG 发
射场总是处于打开状态，执行过程中MDS离场不出错。该方式为默认设
置方式。

MDS_control=2，仅适用于ASM454。Presence check 打开，MDS_present状态有指
示，MDS_Control打开。ASM Firmware 的选项命令，用于同步MDS用
户程序。
(1)、ASM命令没执行完MDS离场，会出错
(2)、MDS穿过读写窗口，但用户程序没执行操作，会出错

3．1．2 状态和控制

字节18—20，ASM456第一个通道的状态和控制位，用于指示过程信息和错误。如图3

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图3：UDT10

其中命令控制字（参数 DB 的 DBW18）对于编程、操作、和状态监视都非常重要。图4

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图4：DB45.DBW18

字节318—320，ASM456第二个通道的状态和控制位，用于指示过程信息和错误。

3．1．3 错误及其他状态信息

字节21—26，ASM456第一个通道的错误及其他状态信息。如图5

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图5：UDT10

字节321—326，ASM456第二个通道的错误及其他状态信息。

3．1．4 内部变量

字节28—299，FC45内部变量，用于ASM456第一个通道使用，编程时不需要关注。
字节328—599，FC45内部变量，用于ASM456第二个通道使用。

3．2 MOBY 命令

在MOBY启动前需定义MOBY命令。MOBY命令如表6
UDT20是用以定义MOBY命令DB的数据结构。

普通命令	组命令	命令意思
01	41	写数据到MDS(数据载体)
02	42	从MDS读数据
03	43	初始化MDS
04	44	SLG(读写器)状态
06	-- NEXT	命令
08	48	END命令；取消与MDS通信
0A	4A	天线ON/OFF
0B	4B	MDS状态

表6：MOBY命令

注：
01/41，02/42，03/43是MOBY基本命令，适用于所有MOBY SLG 和 ASM，其他命令要视MOBY 和 ASM 而定。

４、组态编程

４.1 连接设备

本文实验设备如图6

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图6：设备连接图

4．1．1 模块连结
将ASM456 ECOFAST 连结模块到基本模块，如图7

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图7：ASM456 ECOFAST模块

ASM456基本模块：6GT2002-0ED00
ECOFAST 连接块：6ES7194-3AA00-0AA0

4．1．2 设置PROFIBUS DP 地址
通过地址设定插头设置PROFIBUS DP 地址，如图8

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图8：DP设置插头

PROFIBUS DP 地址设置插头：6ES7 194-1KB00-0XA0

4．1．3 连接ECOFAST 混合插头
连接PROFIBUS DP网线和电源，如图9

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图9：ECOFAST 混合插头

插座：6GK1 905-0CA00，电源、DP线接入ASM456
插头：6GK1 905-0CA00，电源、DP线从ASM456接出到其他站
如果是DP末端站，ASM456需要使用终端电阻插头：6GK1 905-0DA10

4．1．4 连接RF360T 到ASM456

使用的RF300 SLG电缆：6GT2891-0FH50，5米，连接RF380R 到ASM456。

4．2 STEP 7创建项目

4．2．1 创建项目
打开STEP7 创建新项目 ASM456-FC45，见图10

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图10：创建项目

4．2．2 安装ASM456 GSD 文件

两种方式找到ASM456 GSD文件：

MOBY软件CD: \daten\profi_gsd.

或

4．2．3 组态ASM456

安装ASM456 GSD文件后，在STEP7硬件列表中出现该产品。如图11

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图11：STEP7硬件列表

硬件组态，设置CPU315-2PN/DP MPI/DP 接口为DP 主站，ASM456 作为3号从站连接到主站。双击ASM456 ，选择User mode 为 FB45/FC45，MOBY mode 为MOBY U/D/RF300 normal addressing，通信传输速率115.2Kbaud。如图12

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图12：STEP7硬件组态

ASM456 逻辑首地址256。如图13

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图13：ASM456硬件地址

编译并下载到CPU315-2PN/DP，CPU 运行，通信建立。

4．2．4 打开FC45例子程序

解压MOBY 软件CD中的程序文件， daten\FC45.ARJ。如图14

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图14：例子程序

拷贝例子程序到项目中。

由UDT10生成的DB45是MOBY 参数DB，其中包含ASM456逻辑地址，通道号，命令DB号，以及命令DB的起始地址。如图15

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图15：DB45

该程序是RF300单载体操作，因此，参数DB中参数MOBY_mode选择5，RESET_Long参数选择1（True）。如图16

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图16：DB45

4．2．5 编程序
在OB100（S7-300启动初始化程序）中置位每一个通道的init_Run。如图17

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图17：OB100程序

在OB1中周期性执行FC45，启动MOBY命令。如图18

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图18：OB1程序

OB 122 评估出ASM 模块故障信号。如图19

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图19：OB122程序

5、调试

5．1 MOBY启动

由于选择MDS_Control默认设置“1”，读写设备总在监测MDS是否进场。如果变量Ready=True，Error=false，一旦MDS进入读/写窗口，ASM456上PRE灯点亮，MOBY 状态字的MDS_Present 被置位，此时，通过Command_Start 即可启动MOBY命令。

如果Ready= false，则请检查是否在OB100中被初始化，或检查FC45是否在OB1中被周期性执行。

如果Error= True，则应检查错误原因。错误信息会被分别记录在error_MOBY，error_FC，或error_BUS。具体信息请参阅下文或FC45手册第五章。

5．2 MOBY命令

使用UDT 20可以生成命令DB块，本例命令DB块为DB47，通过修改命令DB块的命令参数和命令地址，可以实现对RF360T的读、写、初始化等操作。

5．2．1 写操作

例如，将数据从DB48的DBB0到DBB9共5个字节写到MDS地址0开始的地址。

命令格式：表3

命令 [hex]	子命令 [hex]	长度 [dec]	MDS地址 [hex]	DB块 [dec]	DB块起始地址[dec]
1	0	10	0	48	0

表3：写命令

命令DB块。如图20

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RFID系统	频率	最大距离	最大存储	数据传输速率（b/s）	使用温度（最大）	特性
RF 300	13.56MHz	0.15m	20 byte EEPROM 64Kb FRAM	RF300 载体: 8000 ISO 载体: 400/600	读写器 -25˚C~+70˚C 载体 -40˚C~+85˚C +220 ˚C	IQ-Sense 接口模块；载体无需电池； ISO 15693功能（RF310R/RF380R）
MOBY E	13.56MHz	0.1m	752 byte EEPROM	350	+150 ˚C	载体无需电池
MOBY I	1.81MHz	0.15m	32 Kb FRAM	1250	+85˚C +220 ˚C	载体无需电池
MOBY U	2.45GHz	3m	32 Kb RAM	4800	读写器 -25˚C~+70˚C 载体 -25˚C~+85˚C +220 ˚C	电池