PLC與RFID控制器的無協(xié)議通信

0. 引言

　　在大型生產(chǎn)線上，為了實現(xiàn)流水線自動化，PLC與RFID技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用不斷增加。PLC作為一種高可靠性的控制裝置，與RFID進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，不但可以實現(xiàn)對每一個生產(chǎn)過程的控制與管理，而且可以提高自動化生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)效率。

　　歐姆龍公司的CPM2A/2C、CQM1H、C200Hα、CP1、CJ1及CS1等系列PLC都可以支持無協(xié)議通信功能。利用TXD和RXD等指令，通過串行通信端口，PLC與計算機(jī)之間、PLC與PLC之間、PLC與各種通信設(shè)備之間（如變頻器、條形碼讀入器和串行打印機(jī)等）可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)通信[1]。本文選用歐姆龍CP1H型PLC，實現(xiàn)與與歐姆龍的V600系列RFID控制器的無協(xié)議通信。PLC作為上位機(jī)，RFID控制器作為下位機(jī)。

1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　上位PLC與下位RFID控制器之間有1:1和1:N兩種鏈接模式，1臺PLC （上位機(jī)）只能連接32臺RFID（下位機(jī)），本文介紹1:1鏈接模式。系統(tǒng)中PLC與RFID控制器之間通過RS-422總線連接。上位機(jī)與RFID控制器通信時，使用專用的SYSWAY通信協(xié)議，上位機(jī)優(yōu)先發(fā)送通信指令，RFID控制器接收后，首先分析來自主機(jī)的命令，然后對RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀寫。通信結(jié)束后，RFID 控制器返回一個響應(yīng)代碼到主機(jī)。SYSWAY通信協(xié)議支持1:1和1:N通信。當(dāng)主機(jī)與RFID控制器是1對1連接時，采用1:1方式通信;當(dāng)連接主機(jī)的RFID控制器超過一個時，采用1:N方式通信。在1:N通信模式下，可以通過對RFID控制器設(shè)置來實現(xiàn)主機(jī)與RFID控制器的1:1通信。

　　主機(jī)CP1H作為上位機(jī)，由于PLC與RFID控制器之間選用RS-422方式進(jìn)行通信，所以CP1H端口1選用插件CP1W-CIF11，為RS-422/485型。RFID（由V600-CA5D02 RFID控制器、V600-H07天線及V600-D23P66N無源標(biāo)簽三部分組成）作為下位機(jī)，V600-CA5D02 RFID控制器的機(jī)體上分別帶有一個RS-232C與RS-422/485串行通信口，都支持與計算機(jī)、PLC等主機(jī)設(shè)備之間的通信。PLC與RFID控制器的接線如圖1所示。

圖1 PLC與RFID控制器接線
Fig.1 the connection of PLC and RFID controller

　　CP1W-CIF11有一組DIP開關(guān)，共有8個，SW1表示是否使用終端電阻;SW2、SW3表示通信的連接方式：422或485;SW4為空;SW5、SW6表示通信時有無RS控制。在使用其之前，根據(jù)通信的要求對DIP開關(guān)進(jìn)行設(shè)定：SW1為ON，使用終端電阻;SW2、SW3為OFF，使用422連接方式;SW5、SW6為任意。

2. 無協(xié)議通信及其指令

　　無協(xié)議通信，即不使用重試處理、不經(jīng)過數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換處理及具有對應(yīng)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分支等的順序通信協(xié)議。在無協(xié)議且無轉(zhuǎn)換的條件下，通過通信端口的輸入輸出指令（TXD，RXD）發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。無協(xié)議通信過程十分簡單，只需在PLC系統(tǒng)設(shè)定中將串行端口的串行通信模式設(shè)定為無協(xié)議通信。根據(jù)無協(xié)議通信，PLC就可以與帶有RS-232端口或者RS-422/485端口的外部設(shè)備，按照TXD和RXD指令進(jìn)行單方的發(fā)送（數(shù)據(jù)流從PLC到通用外部設(shè)備）和接收數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)流從通用外部設(shè)備到PLC）[2]。無協(xié)議通信的實現(xiàn)步驟如圖2所示。

圖2 無協(xié)議通信的實現(xiàn)步驟
Fig.2 the implement steps of No-Protocol Communication

　　使用無協(xié)議通信發(fā)送和接收消息時，開始代碼及結(jié)束代碼之間的數(shù)據(jù)用TXD指令來發(fā)送，或者是將要插入開始代碼及結(jié)束代碼之間的數(shù)據(jù)用RXD指令來接收。使用TXD指令發(fā)送數(shù)據(jù)時，應(yīng)先將數(shù)據(jù)從I/O存儲器讀取后發(fā)送，使用RXD指令接收數(shù)據(jù)時，順序恰恰相反。TXD/RXD一次發(fā)送和接收的最大數(shù)據(jù)量為256個字節(jié)。無協(xié)議通信時，發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)的開始代碼和結(jié)束代碼由用戶在PLC系統(tǒng)設(shè)定中指定。圖3為歐姆龍CP1H型PLC無協(xié)議通信的指令結(jié)構(gòu)。

圖3 無協(xié)議通信指令