RFID identifikační systémy jsou velmi využívané ve výrobní, montážní a manipulační technice. Neméně důležité jsou v oblasti automatizace skladů a dalších systémů. My si ukážeme a vyzkoušíme RFID systém ifm electronic ve spolupráci s PLC Simatic. To ovšem až v další části, neboť jak uvidíme dále, je velmi výhodné využít k seznámení a nastavení samostatný systém a vestavěný webový server.
Jádro RFID identifikace tvoří vždy řídicí/vyhodnocovací jednotka, do které se připojí další periferie, jako čtecí hlavy pro ID Tagy, nebo-li nosiče informace, transpondéry. Každá vyhodnocovací jednotka je z primární strany vybavena rozhraním pro připojení do PLC systému, ifm electronic nabízí systém DTE100 s rozhraním Profibus DP, dále DTE 101 s Profinet komunikací, DTE102 s EtherNet/IP a DTE104 s EtherNet TCP/IP. To vše pro pásmo 13.56 MHz nebo 125kHz. |
DTE101 je určena k montáži na DIN lištu a překvapil nás masivní chladič ze spodní strany. Ovšem jakmile nahlédnete do parametrů zjistíte, že jednotlivé porty jednotky se dají použít jako klasické I/O se zatížením 0,5 a 1A. Samotná jednotka si pak při napájení 24VDC může říci i o 3A proudu. Podle údajů na boční straně má krytí IP67. Chvíli jsme hledali ještě výkonové tranzistory a místo pro připojení reproduktorů, neboť rub krásně připomíná dřívější nf výkonové zesilovače. |
Čtecí hlava ANT513 je pro připojení k jednotce osazena M12 konektorem. Můžete se setkat i s pojmem anténa. Jak je patrné z obrázku, dá se oranžová část otáčet. Krytí také IP67. |
Nosič informace, ID tag pak vypadá například takto. Podobný systém se používá třeba v aquaparcích, neboť ID tag nepotřebuje napájení, a jakmile se přiblíží ke čtecí hlavě na dosah, dá se do něj zapsat nebo z něj přečíst informaci. Tu si pak podrží i mimo dosah antény. |
Tak a stačí propojit a zapnout. Vlevo nahoře napájení, ve dvojce portu anténa a Profinet síť. Vše je na konektory M12 ale s vnějším závitem, aby bylo dodrženo vysoké krytí po připojení. Nepoužité vstupy se zakrývají šroubovací černou zátkou. |
Čtecí hlava - anténa signalizuje zelenou LED provoz. Náš transpondér je pro ni zatím daleko. |
Jakmile se dostane ID tag k dosahu, okamžitě žlutá LED signalizuje komunikaci s nosičem. Tato konkrétní hlava ANT513 snímá do vzdálenosti 60mm. |
Nejzajímavější to ovšem začne být až po připojení vyhodnocovací jednotky do sítě. Nejprve ale upravíme IP adresu, defaultní z výroby nám samozřejmě nepasuje. |
Celý webový server je naprosto přehledný a velmi rychlý, na nic se nečeká. Na úvodní stránce máte ještě k dispozici GSDML soubor pro DTE101 do Step7 nebo TIA Portal. Nás ale zajímá hlavně anténa, čtení a eventuální zápis do nosiče. Klikněte si na obrázek pro zvětšení. |
Všechny I/O porty jsou neaktivní, naši dvojku nastavíme pro připojení RWH, což asi znamená read-write head. Jak bylo uvedeno, můžeme ostatní porty využít jako vstupy/výstupy do PLC. |
Tady už vidíme připojenou anténu, pokud ji odpojíme, barevná ikona antény zešedne. Vpravo nahoře šedá LED signalizuje, že vyhodnocovací jednotka není připojena přes Profinet k nějakému PLC masteru. Pokud je ale připojení aktivní, LED zezelená a nejdou přes webový server provádět změny. |
Tady již máme v dosahu hlavy náš ID tag. Každý má své jedinečné identifikační číslo - UID, ve formátu podobně jako MAC adresa. Opět pokud ID tag oddálíme, vše zešedne a vrátí se k předchozímu obrázku. Kliknutím na ikonu transpondéru uvidíme, jakou informaci nese. |
Takhle. Ikony číst a zapsat jsou jasné. |
Zapsali a přečetli jsme si 20 bytes, zapíšeme dále něco jiného. |
Tady třeba jen 10 bytes. |
A plnou palbu, 240 bytes. Zvýrazněné UID nahoře budeme za chvíli potřebovat pro kontrolu. |
Nyní to nejdůležitější. Abychom mohli informace správně zapisovat a číst v PLC, potřebujeme GSD soubor a výhodné je využít firemní ifm funkční blok do PLC programu Step7 pro obsloužení jednotky. Ten najdete na webu ifm a je určen pro PLC Simatic řady S7-300/400 a Step7 V5.5. Jak to opravdu funguje ve spolupráci s PLC S7-300 si proto ukážeme v dalším článku.
My jsme pro krátké otestování ještě vyzkoušeli využít GSD soubor i pro TIA Portal a připojit jednotku k S7-1200, i když jen v omezeném režimu čtení UID z nosiče (ID tagu).
GSDML soubor(y) nyní klasickým způsobem instalujeme do TIA Portal. Klikněte si na obrázek pro zvětšení. |
Jestliže vše proběhlo bez potíží, najdeme pak v HW konfiguraci Profinet zařízení čtecí hlavu DTE101 ve dvou FW verzích a jednotlivé moduly do slotů. |
Což pak stačí klasicky namrskat do projektu k CPU1212C. I/O adresy našeho druhého portu si nastavíme na 300. Klikněte si na obrázek pro zvětšení. |
Po nahrání do PLC máme vše zelené a bez chyby. |
Když už nemůžeme využít celý programový blok pro obsloužení jednotky, tak se podíváme, jak si překontrolujeme UID přiloženého nosiče. To se nám objeví na vstupech po přiložení ID tagu ke čtecí hlavě. Je to od třetího byte identifikační UID číslo našeho nosiče. |
Závěr:
Díky vestavěnému webovému serveru se dá vše vyzkoušet a teprve poté se vrhnout na PLC program. Plnohodnotnou funkci RFID jednotky si ukážeme u Simatic S7-315 s Profinet portem příště. Ovšem nic Vám nebrání si celou funkci obsluhy RFID jednotky pro PLC řady S7-1200/1500 napsat sami, nebo upravit a využít jednotlivé programové bloky pro jednotku Profibus z příkladu na webu ifm. Prakticky ale zřejmě více využijete jednotku s PLC S7-300, pro řadu S7-1200 cena RFID sestavy zatím převyšuje cenu samotné S7-1200.
Jaroslav Blažek
Doplňující odkazy k článku:
Vyhodnocovací jednotka DTE101: http://www.ifm.com/products/cz/ds/DTE101.htm
Identifikační systémy ifm electronic, download files: http://www.ifm.com/ifmcz/web/idsys-download.htm