1 简介

FR系列阅读器是一种高稳定性的非接触式工业级读写设备。

其工作频率为13.56MHz，支持Modbus通信协议，支持ISO/IEC 15693标准和ISO 18000-3M1标准，支持RS232&RS485/LAN接口通信。

对接PLC案例介绍：

l Modbus TCP案例

西门子: S7-1200、CPU 1211C

阅读器：FR系列PoE版

l Modbus RTU案例

西门子: S7-1200、CPU 1211C、CM1241 RS485/422通信模块

阅读器：FR系列串口版

2 对接西门子PLC

此案例PLC为S7-1200（CPU 1211C）CPU：

CPU 将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置 PROFINET、高速运动控制 I/O 以及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中来形成功能强大的控制器。

CPU 提供一个 PROFINET 端口用于通过 PROFINET 网络通信。 还可使用附加模块通过 PROFIBUS、GPRS、RS485、RS232、IEC、DNP3 和 WDC 网络进行通信。

2.1 Modbus TCP案例

2.1.1 电气连接

此案例为FR系列高频阅读器通过PoE网关与PLC组网（TCP/IP协议）：

PLC 1200通过PROFINET端口实现与FR系列高频阅读器的Modbus TCP通信。

系统配置：

图 2.1.1  系统配置

2.1.2 阅读器配置参数

1. 启动计算机，打开“DeviceComTool”软件，查看PoE版阅读器的IP地址和端口号。

图 2.1.2  查看网口地址

注：

设备IP地址可更改，但必须和PLC处于同一网段

2. 确认好使用的IP地址，启动 HiStation 配置软件，通信方式选择“TCP”，输入设备IP地址和端口，点击开始。

图 2.1.3  配置网口连接

3. 将阅读器配置为命令触发。

图 2.1.4  配置命令模式

详情参见《HiStation使用说明书》

2.1.3 在 TIA Portal 中创建项目文件

在 TIA Portal 新建项目文件“Modbus_TCP_HF_1200”，双击“添加新设备”在项目中添加控制器 S7-1200 PLC，选择 CPU 1211C AC/DC/Rly。

图 2.1.5  添加S7-1200 PLC

在 PLC_1 的“设备组态”，点击 CPU PN 口添加子网，并设置 IP地址，本例CPU PN 口 IP 地址为 192.168.1.11。

图 2.1.6  定义IP地址与子网掩码

2.2 Modbus RTU案例

2.2.1 电气连接

此案例为FR系列高频阅读器通过RS485接口与PLC组网：

PLC 1200通过扩展通信模块CM1241 RS485/422通信模块实现与FR系列高频阅读器的Modbus RTU通信。

系统配置：

图 2.2.1  系统配置

2.2.2 阅读器配置参数

1. 启动计算机，进入到计算机的设备管理器当中，查看阅读器在此计算机上使用的串口号（仅适应于 USB 转串口线的版本）；

图 2.2.2  查看串口号

2. 确认好使用的串口号，启动 HiStation 配置软件，通信方式选择“COM”，输入串口号和波特率（阅读器默认波特率 9600bps），点击开始。

图 2.2.3  配置串口连接

3. 将阅读器配置为命令触发，波特率9600bps（波特率可自行配置）

图 2.2.4  配置参数

详情参见《HiStation使用说明书》

2.2.3 在 TIA Portal 中创建项目文件

1. 在 TIA Portal 新建项目文件“Modbus_RTU_HF_1200案例”，双击“添加新设备”在项目中添加控制器 S7-1200 PLC，选择 CPU 1211C AC/DC/Rly。

图 2.2.5  添加S7-1200 PLC

2. 在 PLC_1 的“设备组态”，点击 CPU PN 口添加子网，并设置 IP地址，本例CPU PN 口 IP 地址为 192.168.1.11。

图 2.2.6  定义IP地址与子网掩码

2.2.4 添加CM1241 RS485/422通信模块

1. 切换到网络视图，在硬件目录/通信模块/点到点/CM 1241（RS422/RS485）/6ES7 241-1CH32-0XB0，选中并拖入PLC。

图 2.2.7  添加通信模块

2. 配置参数：双击通信模块，配置协议“自由口”、操作模式“半双工”、波特率“9600kbps”、奇偶校验位“无”、数据位“8位字节”、停止位“1”。

图 2.2.8  配置参数

3 PLC程序

3.1 Modbus TCP案例程序

3.1.1  主程序

打开PLC程序块Main，在 STEP 7 Professional V15 SP1 指令卡的选件包中，包含了 S7-1200 对西门子工业识别系统产品的操作指令，打开 PLC 的编程界面，通过双击、拖拽的方式添加指令。

程序段1：调用函数FC1。

图3.1.1  数据读取

程序段2：调用函数FC2。

图3.1.2  数据写入

3.1.2  函数

FR系列PoE版作为Modbus Server服务端；PLC 1200作为Modbus Client客户端。

指令：MB_CLIENT（Modbus TCP客户端），主动与服务端建立TCP连接，执行符合Modbus TCP协议的读写寄存器操作。

l 数据读取（FC1）

程序段1：读标签UID（读（0x03命令码）保持寄存器40029~40032）。

图3.1.3  读标签UID

程序段5：读标签数据块（读（0x03命令码）保持寄存器40033~40036）。

图3.1.4  读标签数据块

l 数据写入（FC2）

程序段1：写数据块（写（0x10命令码）保持寄存器40033~40036）。

图3.1.5  写标签数据块

3.1.3  数据块

l 标签数据

建立全局数据块（DB）,用以存储设备读取到的信息。

图3.1.6  标签数据

l Modbus_Connect_DB_Connection_HF（需要自己建立连接参数）

图3.1.7  Modbus_Connect_DB_Connection_HF

l MB_CLIENT_DB

图3.1.8  MB_CLIENT_DB

3.1.4 下载组态

对组态好的硬件进行编译。

图 3.1.8  编译组态成功

编译成功后下载组态

图 3.1.9  下载组态

CPU 1211C运行后，RUN/STOP绿灯常亮，表明PLC运行正常。

3.2 Modbus RTU案例程序

3.2.1 主程序

打开PLC程序块Main，在 STEP 7 Professional V15 SP1 指令卡的选件包中，包含了 S7-1200 对西门子工业识别系统产品的操作指令，打开 PLC 的编程界面，通过双击、拖拽的方式添加指令。

程序段1：调用函数FC1。

图3.2.1  数据读取

程序段2：调用函数FC2。

图3.2.2  数据写入

Startup（OB100）：暖启动执行一次，告诉通信模块执行Modbus RTU协议。

图3.2.3  Startup程序

3.2.2 函数

FR系列阅读器作为Modbus 从站；PLC 1200作为Modbus 主站。

指令：MB_MASTER（Modbus 主站），主动与从站建立Modbus RTU连接，执行符合Modbus RTU协议的读写寄存器操作。

l 数据读取（FC1）

程序段1：读标签UID（读（0x03命令码）保持寄存器40029~40032）。

图3.2.4  读标签UID

程序段2：读标签数据块（读（0x03命令码）保持寄存器40033~40036）。

图3.2.5  读标签数据块

l 数据写入（FC2）

程序段1：写数据块（写（0x10命令码）保持寄存器40033~40036）。

图3.2.6  写标签数据块

3.2.3 数据块

l 标签数据

建立全局数据块（DB）,用以存储设备读取或写入的信息。

图3.2.7  标签数据

数据块需要配置属性为非优化的块访问（即去掉优化的快访问勾选）。

图3.2.8  非优化的块访问

3.2.4 下载组态

对组态好的硬件进行编译。

图 3.2.9  编译组态成功

编译成功后下载组态

图 3.2.10  下载组态

CPU 1211C运行后，RUN/STOP绿灯常亮，表明PLC运行正常。

4 故障诊断与排除

当系统发生故障时，可以使用以下方法进行分析、诊断。

4.1  使用设备上的LED灯进行诊断

详情参见各FR系列工业高频RFID操作说明书

4.2  使用 Ident 指令块状态字进行诊断

请参考 SIMATIC Ident 功能手册 4 错误信息部分。

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/106368029

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