三菱电机CC-Link 在涂装生产线RFID系统中的应用案例

根据汽车车身涂装生产线上的车型变化大、生产灵活性大的要求，在汽车生产线过程自动控制系统中采用射频识别技术RFID 和车身信息识别系统，可以对生产过程中各类现场数据的统计、状态监控以及质量检测等信息进行实时采集，及时传送至生产控制中心，实现了从生产的原材料供应、过程控制、质量监控到销售服务的全方位跟踪，使汽车生产的自动化程度、准确率和生产效率大大提高。

　　大部分的RFID控制器多采用串行通信的方式，因此在安装位置距离电控柜较远时，存在着布线不便、抗干扰性差等问题。通过支持CC-Link 的RS232接口模块AJ65BT-R2，可以将串行通信的RFID控制器接入CC-Link现场总线中，实现分散安装、集中控制、节省配线。下面以国内某汽车生产线涂装部分RFID系统为例，来说明CC-Link RS232接口模块的应用。网络配置示意图如下，CC-Link RS232接口模块为AJ65BT-R2，RFID控制器为EMS的Cobalt HF系列。

建立RFID控制器与PLC的通信连接
硬件连接
　　使用AJ65BT-R2模块与EMS RFID控制器通信时，按照如下方式接线，需要注意的是RS和CS必须短接，否则AJ65BT-R2模块报错，无法正常发送数据。软件设置
1．CC-Link网络参数设置
　　AJ65BT-R2是CC-Link智能设备站，占用1站。由于智能站需要使用瞬时传送，除了RX、RY等刷新缓冲区外，还需要分配智能缓冲区。每个CC-Link主站模块最大可提供4096(H1000)字的智能缓冲区，出厂默认设置下每个AJ65BT-R2模块需要占用1536(H600)字的智能缓冲区，其中包括512字的接收报文区和512字的发送报文区。因此，当使用多个AJ65BT-R2模块时，需要注意智能缓冲区的总容量不要超过主站模块支持的最大容量(4096字)。通过设定发送/接收报文区的大小和起始地址来，可以调节AJ65BT-R2模块占用的智能缓冲区的大小。以AJ65BT-R2出厂设置为例，网络设定如下图所示。

2．AJ65BT-R2模块的参数设定
　　AJ65BT-R2模块的通信参数分为两部分：通信波特率、数据长度、停止位等基本串行通信参数通过模块正面的硬件开关来设置；报文报首、报尾格式、超时时间等报文格式参数通过模块内部的缓存设定。
　　PLC程序中需要编写用于模块初始化的程序。程序流程如下： 首先使用G.RITO指令将设定参数写入AJ65BT-R2模块对应的缓冲存储器中，然后置位初始化请求信号(RY04)。以设定接收、发送超时(H112/11A)和接收报尾(H10C/10D)为例，初始化程序如图所示：


3． EMS Cobalt HF系列RFID控制器设定
　　HF系列控制器可以通过上位软件或配置用Tag设定串口通信参数。使用标准Tag时，将配置用Tag放置在控制器RF场中，然后RFID控制器断电和重新上电。当通电以后，RFID控制器将从配置用Tag读入工厂缺省设置和自动重新配置。
编写程序
　　AJ65BT-R2模块与外部设备通信时，采用无协议通信方式。既AJ65BT-R2模块侧不指定报文格式，按外部设备规定的报文格式，编写PLC程序，生成报文，通过AJ65BT-R2模块发送给外部设备。对于外部设备的反馈报文，AJ65BT-R2模块也不做任何操作，完整提供给PLC，由PLC程序对报文做出解析，到接受数据或执行结果。整个通信流程如下：

        　　EMS Cobalt HF系列RFID控制器支持Ethernet/IP、MODBUS、Device Net、Abx FAST、CBX等多种通信协议，其中后两种协议物理接口为RS232。本次调试采用的是Abx FAST协议。生成控制报文时，按照Abx FAST协议格式，对数据执行截取、移位、求和校验等操作。将编辑好的报文通过G.RITO指令写入AJ65BT-R2模块后，置位发送请求标志位(RY0)。 以生成RFID控制器复位指令为例，程序如下：

 

        
　　当AJ65BT-R2模块接收到EMS RFID控制器的反馈报文时，模块的接收读取请求(RX2)将置位。在PLC程序中，使用此信号触发，通过G.RIFR指令将报文读取到PLC内。按照Abx FAST协议格式，对报文进行解析，得到接受数据或执行结果。
FB编程时的注意事项
　　根据用户的要求，PLC程序需要采用FB(Function Block功能块)编程方式，编程软件使用三菱的全系列PLC编程软件GX-Developer。使用GX-Developer进行编程时，FB块内部可以使用ST和梯形图进行编程。因此在将现有的梯形图改为FB块时，指令及连锁逻辑方便基本无需改动，只需将原程序中的软元件改为标签即可。由于程序主要分为对AJ65BT-R2模块进行初始化和对EMS RFID控制器进行读写两部分，因此在制作FB时将程序分为对应的两个FB块：“INITIAL”(初始化用FB)和“READCONTROL”(RFID控制器读写用FB)。
1.计算CC-Link的刷新数据区
　　CC-Link的RX、RY由于参数不同，可能会刷新到不同的IO地址中。因此在需要使用变址计算RX、RY，根据CCLink站号计算出某一站的IO相对于整个CC-Link网络IO地址的偏移量，再加上给定的RX、RY刷新首地址，得出实际XY地址。如下图所示，RX0对应为X0Z2、RY2对应为Y2Z2。
2.计算CC-Link主站模块首地址
　　此外，使用G.RIFR、G.RITO指令时还会用到主站模块的首地址。该数据也需要使用变址，便于从FB块外部给定。如下图所示，G.RITO指令中的模块首地址对应为U0Z8。
　　经测试，使用初始化 FB块可以对AJ65BT-R2模块进行初始化，使用读写控制 FB块可以对EMS的RFID控制器进行读写控制，实现数据的读取、写入、控制器重启等功能。由于可以通过PLC对任意格式的报文进行生成、解析，使用AJ65BT-R2模块，可以方便的实现与各种带有RS232接口的外部设备进行通信。配合CC-Link的扩展性、易用性，可以大大提升设备安装、布置的灵活性，节省配线成本。