西門子SIMATIC S7-200, EM253 定位模塊

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6ES7253-1AA22-0XA0 SIMATIC S7-200,EM253 定位擴展模塊, 200 kHz,zur 控制 von Schrittmotoren oder Servo- Antrieben,Open loop 控制, 編程 über Micro/WIN

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1、概述
無線射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別和數(shù)據(jù)交換。

1．1 RFID基本組成：

數(shù)據(jù)存儲器，用于存儲數(shù)據(jù)。
讀寫器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀出和寫入。
天線，在數(shù)據(jù)存儲器和讀寫器間傳遞射頻信號。
通信模塊，用于系統(tǒng)集成的接口模塊。

1．2 西門子主要的RFID產(chǎn)品
西門子RFID產(chǎn)品主要包括用于工業(yè)自動化的 MOBY E、MOBY I 、RF300、MOBY U等，見表1

表1：RFID產(chǎn)品

和用于物流管理的 MOBY D、RF600 ，見表2

表2：RFID產(chǎn)品

1．3 RF300系統(tǒng)集成

隨著工業(yè)自動化程度的提高，以及應(yīng)用領(lǐng)域的需求，RFID的技術(shù)被越來越多的集成于系統(tǒng)。由于全集成自動化是西門子產(chǎn)品設(shè)計的核心理念，因此，為RFID集成于自動化系統(tǒng)提供了多種解決方案。
通過RFID的通信接口模塊，可將RFID 集成到PC，主流PLC，如: S5、S7、PROFIBUS DP、非西門子PLC、以太網(wǎng)等。
如圖1

圖1：RF300的集成方式

2、本文試驗設(shè)備簡介

2．1 硬件設(shè)備

RF360T：6GT2800-4AC00，RF300 數(shù)據(jù)存儲器（移動載體）
RF380R：6GT2801-3AA10，RF300讀寫器
ASM456：6GT2002-0ED00，通訊模塊，獨立的PROFIBUS DP從站，可連接2個通道
        的讀寫設(shè)備（SLG），用于將RFID系統(tǒng)集成到PROFIBUS DP/DP-V1 。
ECOFAST 連接塊：6ES7194-3AA00-0AA0
PROFIBUS ECOFAST 混合直插頭
        插針型：6GK1 905-0CA00，每包 5 件
        插座型：6GK1 905-0CB00，每包 5 件
PROFIBUS ECOFAST 終端電阻插頭：6GK1 905-0DA10
RF300 SLG電纜：6GT2891-0FH50，5米

PS307：6ES7 307-1KA01-0AA0，S7-300電源模塊
CPU315-2PN/DP：6ES7 315-2EH13-0AB0，S7-300 中央處理器
S7-300道軌
PROFIBUS DP電纜

2．2 軟件

STEP 7 V5.4 SP5，用于組態(tài)、編程
MOBY 系統(tǒng)軟件：6GT2 080-2AA10，GSD 文件，F(xiàn)C45，手冊

3、FC45
FC45 是STEP 7為RFID識別系統(tǒng)所編寫的功能塊，SIMATIC S7-300/400 通過通信接口模塊連接RFID讀寫器，通過FC45與RFID識別系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。
本文講述了怎樣使用S7-300，CPU315-2PN/DP 以及ASM 456與RF300的RF 380R連接，通過FC45 與RF300進行數(shù)據(jù)交換。

3．1 FC45 參數(shù)數(shù)據(jù)塊（參數(shù)DB）

每一個讀寫設(shè)備，都需要預分配參數(shù)，并存儲到參數(shù)數(shù)據(jù)塊里（參數(shù)DB），該參數(shù)DB通過UDT 10（用戶數(shù)據(jù)類型）生成。在UDT 10中，定義了輸入?yún)?shù)、控制命令、過程信息、以及FC45 的內(nèi)部變量等。

3．1．1 輸入?yún)?shù)

字節(jié)0—16，ASM456個通道的輸入?yún)?shù)，這些參數(shù)需要用戶預先定義，用于初始化設(shè)備的。反之，當參數(shù)發(fā)生變化，需要進行初始化操作。如圖2
字節(jié)300—316，是ASM456第二個通道的輸入?yún)?shù)。

圖2：UDT10

輸入?yún)?shù)包含ASM邏輯地址，通道號，命令DB號，命令DB的起始地址，以及MOBY的控制參數(shù)。

其中，MDS_control 參數(shù)，取值范圍0、1、2：

MDS_control=0，Presence check 關(guān)閉，MDS_present狀態(tài)無指示，MDS_Control關(guān)
閉，SLG 發(fā)射場只有在 Command_start 啟動時才打開。該方式用于多
個SLG近距離安裝的使用場合，通過控制Command_start的啟動，有效
的避免相互間的干擾。

MDS_control=1，Presence check 打開，當MDS進場，MDS_present狀態(tài)會置“1”，且
會通過MOBY設(shè)備（如ASM456）指示出來。MDS_Control關(guān)閉，SLG 發(fā)
射場是處于打開狀態(tài)，執(zhí)行過程中MDS離場不出錯。該方式為默認設(shè)
置方式。

MDS_control=2，僅適用于ASM454。Presence check 打開，MDS_present狀態(tài)有指
示，MDS_Control打開。ASM Firmware 的選項命令，用于同步MDS用
戶程 序。
(1)、ASM命令沒執(zhí)行完MDS離場，會出錯
(2)、MDS穿過讀寫窗口，但用戶程序沒執(zhí)行操作，會出錯

3．1．2 狀態(tài)和控制

字節(jié)18—20，ASM456個通道的狀態(tài)和控制位，用于指示過程信息和錯誤。如圖3

圖3：UDT10

其中命令控制字（參數(shù) DB 的 DBW18）對于編程、操作、和狀態(tài)監(jiān)視都非常重要。圖4

圖4：DB45.DBW18

字節(jié)318—320，ASM456第二個通道的狀態(tài)和控制位，用于指示過程信息和錯誤。

3．1．3 錯誤及其他狀態(tài)信息

字節(jié)21—26，ASM456個通道的錯誤及其他狀態(tài)信息。如圖5

圖5：UDT10

字節(jié)321—326，ASM456第二個通道的錯誤及其他狀態(tài)信息。

3．1．4 內(nèi)部變量

字節(jié)28—299，F(xiàn)C45內(nèi)部變量，用于ASM456個通道使用，編程時不需要關(guān)注。
字節(jié)328—599，F(xiàn)C45內(nèi)部變量，用于ASM456第二個通道使用。

關(guān)于參數(shù)DB，請參考FC45手冊第三章：21737722

3．2 MOBY 命令

在MOBY啟動前需定義MOBY命令。MOBY命令如表6
UDT20是用以定義MOBY命令DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

表6：MOBY命令

注：
0是MOBY基本命令，適用于所有MOBY SLG 和 ASM，其他命令要視MOBY 和 ASM 而定。

４、組態(tài)編程

４.1 連接設(shè)備

本文實驗設(shè)備如圖6

圖6：設(shè)備連接圖

4．1．1 模塊連結(jié)
將ASM456 ECOFAST 連結(jié)模塊到基本模塊，如圖7

圖7：ASM456 ECOFAST模塊

ASM456基本模塊：6GT2002-0ED00
ECOFAST 連接塊：6ES7194-3AA00-0AA0

4．1．2 設(shè)置PROFIBUS DP 地址
通過地址設(shè)定插頭設(shè)置PROFIBUS DP 地址，如圖8

圖8：DP設(shè)置插頭

PROFIBUS DP 地址設(shè)置插頭：6ES7 194-1KB00-0XA0

4．1．3 連接ECOFAST 混合插頭
連接PROFIBUS DP網(wǎng)線和電源，如圖9

圖9：ECOFAST 混合插頭

插座：6GK1 905-0CA00，電源、DP線接入ASM456
插頭：6GK1 905-0CA00，電源、DP線從ASM456接出到其他站
如果是DP末端站，ASM456需要使用終端電阻插頭：6GK1 905-0DA10

4．1．4 連接RF360T 到ASM456

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

4．2 STEP 7創(chuàng)建項目

4．2．1 創(chuàng)建項目
打開STEP7 創(chuàng)建新項目 ASM456-FC45，見圖10

圖10：創(chuàng)建項目

4．2．2 安裝ASM456 GSD 文件

兩種方式找到ASM456 GSD文件：

MOBY軟件CD: datenprofi_gsd.

或

網(wǎng)上下載ASM456 GSD 文件：113562

4．2．3 組態(tài)ASM456

安裝ASM456 GSD文件后，在STEP7硬件列表中出現(xiàn)該產(chǎn)品。如圖11

圖11：STEP7硬件列表

硬件組態(tài)，設(shè)置CPU315-2PN/DP MPI/DP 接口為DP 主站，ASM456 作為3號從站連接到主站。雙擊ASM456 ，選擇User mode 為 FB45/FC45，MOBY mode 為MOBY U/D/RF300 normal addressing，通信傳輸速率115.2Kbaud。如圖12

圖12：STEP7硬件組態(tài)

ASM456 邏輯首地址256。如圖13

圖13：ASM456硬件地址

編譯并下載到CPU315-2PN/DP，CPU 運行，通信建立。

4．2．4 打開FC45例子程序

解壓MOBY 軟件CD中的程序文件 ， datenFC45.ARJ。如圖14

圖14：例子程序

拷貝例子程序到項目中。

由UDT10生成的DB45是MOBY 參數(shù)DB，其中包含ASM456邏輯地址，通道號，命令DB號，以及命令DB的起始地址。如圖15

圖15：DB45

該程序是RF300單載體操作，因此，參數(shù)DB中參數(shù)MOBY_mode選擇5，RESET_Long參數(shù)選擇1（True）。如圖16

圖16：DB45

4．2．5 編程序
在OB100（S7-300啟動初始化程序）中置位每一個通道的init_Run。如圖17

圖17：OB100程序

在OB1中周期性執(zhí)行FC45，啟動MOBY命令。如圖18

圖18：OB1程序

OB 122 評估出ASM 模塊故障信號。如圖19

圖19：OB122程序

5、調(diào)試

5．1 MOBY啟動

由于選擇MDS_Control默認設(shè)置“1”，讀寫設(shè)備在監(jiān)測MDS是否進場。如果變量Ready=True，Error=false，一旦MDS進入讀/寫窗口，ASM456上PRE燈點亮，MOBY 狀態(tài)字的MDS_Present 被置位，此時，通過Command_Start 即可啟動MOBY命令。

如果Ready= false，則請檢查是否在OB100中被初始化，或檢查FC45是否在OB1中被周期性執(zhí)行。

如果Error= True，則應(yīng)檢查錯誤原因。錯誤信息會被分別記錄在error_MOBY，error_FC，或error_BUS。具體信息請參閱下文或FC45手冊第五章。

5．2 MOBY命令

使用UDT 20可以生成命令DB塊，本例命令DB塊為DB47，通過修改命令DB塊的命令參數(shù)和命令地址，可以實現(xiàn)對RF360T的讀、寫、初始化等操作。

5．2．1 寫操作

例如，將數(shù)據(jù)從DB48的DBB0到DBB9共5個字節(jié)寫到MDS地址0開始的地址。

命令格式：表3

表3：寫命令

命令DB塊。如圖20

圖20：DB47

5．2．2 讀操作

例如，將數(shù)據(jù)從MDS地址0開始的10個字節(jié)讀到DB50的DBB0到DBB9。

命令格式，如表4

表4：讀命令

命令DB塊，如圖21

圖21：DB47

5．2．3 初始化MDS

例如，將RF360T初始化為0，RF360T為8Kbyte ，地址空間為2000H。

命令格式，如表5

表5：初始化命令

命令DB塊，如圖22

圖22：DB47

6、錯誤診斷

MOBY的操作，一般有以下兩種故障類型。

6．1 導致CPU停機的故障

ASM456有故障，而OB86沒有下載到CPU；
ASM456有故障，OB122沒有編程并下載到CPU；
如果只有當執(zhí)行FC45時，CPU才故障停機，可能的故障原因有：
? 參數(shù)DB或參數(shù)DB的起始地址不正確；
? 命令DB不正確；
? 數(shù)據(jù)DB不存在或空間不夠大。

6．2 error=1故障
當MOBY某通道的error 被置位，會有如下三類錯誤：

6．2．1 Error_MOBY
這類故障是由ASM和MOBY讀/寫設(shè)備引發(fā)的，主要有以下兩種
? ASM456和MOBY讀/寫設(shè)備以及MDS之間的通信故障；
? ASM456不能執(zhí)行命令。

此類故障發(fā)生時，ASM上ERR燈閃爍。

6．2．2 Error_FC

FC45故障，主要原因是參數(shù)DB或命令DB中參數(shù)賦值錯誤。

6．2．3 Error_BUS

此類錯誤是發(fā)生在PROFIBUS DP傳輸層的故障，通過PROFIBUS的系統(tǒng)診斷軟件（如PROFIBUS tracer）或BT200可得到詳細的信息。FC45手冊5.2給出的故障代碼是SFC58/59的RET_VAL參數(shù)的一些值，具體信息請參考書冊《S7-300/400系統(tǒng)和標準函數(shù)》或STEP7在線幫助。

關(guān)鍵詞
RFID（MOBY）、讀寫器（SLG）、標簽（MDS）、天線、RF300、ASM456、PLC、PROFIBUS DP、FC45。

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