1、概述
无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别和数据交换。

1．1 RFID基本组成：

数据存储器，用于存储数据。
读写器，实现数据读出和写入。
天线，在数据存储器和读写器间传递射频信号。
通信模块，用于系统集成的接口模块。

1．2 西门子主要的RFID产品
西门子RFID产品主要包括用于工业自动化的 MOBY E、MOBY I 、RF300、MOBY U等，见表1

RFID系统	频率	大距离	大存储	数据传输速率（b/s）	使用温度 （大）	特性
RF 300	13.56MHz	0.15m	20 byte EEPROM 64Kb FRAM	RF300 载体: 8000 ISO 载体: 400/600	读写器 -25˚C~+70˚C 载体 -40˚C~+85˚C +220 ˚C	IQ-Sense 接口模块； 载体无需电池； ISO 15693功能（RF310R/RF380R）
MOBY E	13.56MHz	0.1m	752 byte EEPROM	350	+150 ˚C	载体无需电池
MOBY I	1.81MHz	0.15m	32 Kb FRAM	1250	+85˚C +220 ˚C	载体无需电池
MOBY U	2.45GHz	3m	32 Kb RAM	4800	读写器 -25˚C~+70˚C 载体 -25˚C~+85˚C +220 ˚C	电池

表1：RFID产品

和用于物流管理的 MOBY D、RF600 ，见表2

表2：RFID产品

 

1．3 RF300系统集成

随着工业自动化程度的提高，以及应用领域的需求，RFID的技术被越来越多的集成于系统。由于全集成自动化是西门子产品设计的核心理念，因此，为RFID集成于自动化系统提供了多种解决方案。
通过RFID的通信接口模块，可将RFID 集成到PC，主流PLC，如: S5、S7、PROFIBUS DP、非西门子PLC、以太网等。
如图1

图1：RF300的集成方式

2、本文试验设备简介

2．1 硬件设备

RF360T：6GT2800-4AC00，RF300 数据存储器（移动载体）
RF380R：6GT2801-3AA10，RF300读写器
ASM456：6GT2002-0ED00，通讯模块，独立的PROFIBUS DP从站，可连接2个通道
        的读写设备（SLG），用于将RFID系统集成到PROFIBUS DP/DP-V1 。
ECOFAST 连接块：6ES7194-3AA00-0AA0
PROFIBUS ECOFAST 混合直插头
        插针型：6GK1 905-0CA00，每包 5 件
        插座型：6GK1 905-0CB00，每包 5 件
PROFIBUS ECOFAST 终端电阻插头：6GK1 905-0DA10
RF300 SLG电缆：6GT2891-0FH50，5米

PS307：6ES7 307-1KA01-0AA0，S7-300电源模块
CPU315-2PN/DP：6ES7 315-2EH13-0AB0，S7-300 中央处理器
S7-300道轨
PROFIBUS DP电缆

2．2 软件

STEP 7 V5.4 SP5，用于组态、编程
MOBY 系统软件：6GT2 080-2AA10，GSD 文件，FC45，手册

3、FC45
FC45 是STEP 7为RFID识别系统所编写的功能块，SIMATIC S7-300/400 通过通信接口模块连接RFID读写器，通过FC45与RFID识别系统进行数据交换。
本文讲述了怎样使用S7-300，CPU315-2PN/DP 以及ASM 456与RF300的RF 380R连接，通过FC45 与RF300进行数据交换。

3．1 FC45 参数数据块（参数DB）

每一个读写设备，都需要预分配参数，并存储到参数数据块里（参数DB），该参数DB通过UDT 10（用户数据类型）生成。在UDT 10中，定义了输入参数、控制命令、过程信息、以及FC45 的内部变量等。

3．1．1 输入参数

字节0—16，ASM456个通道的输入参数，这些参数需要用户预先定义，用于初始化设备的。反之，当参数发生变化，需要进行初始化操作。如图2
字节300—316，是ASM456第二个通道的输入参数。

图2：UDT10

输入参数包含ASM逻辑地址，通道号，命令DB号，命令DB的起始地址，以及MOBY的控制参数。

其中，MDS_control 参数，取值范围0、1、2：

MDS_control=0，Presence check 关闭，MDS_present状态无指示，MDS_Control关
闭，SLG 发射场只有在 Command_start 启动时才打开。该方式用于多
个SLG近距离安装的使用场合，通过控制Command_start的启动，有效
的避免相互间的干扰。

MDS_control=1，Presence check 打开，当MDS进场，MDS_present状态会置“1”，且
会通过MOBY设备（如ASM456）指示出来。MDS_Control关闭，SLG 发
射场是处于打开状态，执行过程中MDS离场不出错。该方式为默认设
置方式。

MDS_control=2，仅适用于ASM454。Presence check 打开，MDS_present状态有指
示，MDS_Control打开。ASM Firmware 的选项命令，用于同步MDS用
户程 序。
(1)、ASM命令没执行完MDS离场，会出错
(2)、MDS穿过读写窗口，但用户程序没执行操作，会出错

3．1．2 状态和控制

字节18—20，ASM456个通道的状态和控制位，用于指示过程信息和错误。如图3

图3：UDT10

其中命令控制字（参数 DB 的 DBW18）对于编程、操作、和状态监视都非常重要。图4

图4：DB45.DBW18

字节318—320，ASM456第二个通道的状态和控制位，用于指示过程信息和错误。

3．1．3 错误及其他状态信息

字节21—26，ASM456个通道的错误及其他状态信息。如图5

图5：UDT10

字节321—326，ASM456第二个通道的错误及其他状态信息。

3．1．4 内部变量

字节28—299，FC45内部变量，用于ASM456个通道使用，编程时不需要关注。
字节328—599，FC45内部变量，用于ASM456第二个通道使用。

关于参数DB，请参考FC45手册第三章：21737722

3．2 MOBY 命令

在MOBY启动前需定义MOBY命令。MOBY命令如表6
UDT20是用以定义MOBY命令DB的数据结构。

普通命令	组命令	命令意思
01	41	写数据到MDS(数据载体)
02	42	从MDS读数据
03	43	初始化MDS
04	44	SLG(读写器)状态
06	-- NEXT	命令
08	48	END命令；取消与MDS通信
0A	4A	天线ON/OFF
0B	4B	MDS状态

表6：MOBY命令

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

４、组态编程

４.1 连接设备

本文实验设备如图6

图6：设备连接图

 

4．1．1 模块连结
将ASM456 ECOFAST 连结模块到基本模块，如图7

图7：ASM456 ECOFAST模块

ASM456基本模块：6GT2002-0ED00
ECOFAST 连接块：6ES7194-3AA00-0AA0

4．1．2 设置PROFIBUS DP 地址
通过地址设定插头设置PROFIBUS DP 地址，如图8

图8：DP设置插头

PROFIBUS DP 地址设置插头：6ES7 194-1KB00-0XA0

4．1．3 连接ECOFAST 混合插头
连接PROFIBUS DP网线和电源，如图9

图9：ECOFAST 混合插头

插座：6GK1 905-0CA00，电源、DP线接入ASM456
插头：6GK1 905-0CA00，电源、DP线从ASM456接出到其他站
如果是DP末端站，ASM456需要使用终端电阻插头：6GK1 905-0DA10

4．1．4 连接RF360T 到ASM456

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

4．2 STEP 7创建项目

4．2．1 创建项目
打开STEP7 创建新项目 ASM456-FC45，见图10

图10：创建项目

4．2．2 安装ASM456 GSD 文件

两种方式找到ASM456 GSD文件：

MOBY软件CD: datenprofi_gsd.

或

网上下载ASM456 GSD 文件：113562

4．2．3 组态ASM456

安装ASM456 GSD文件后，在STEP7硬件列表中出现该产品。如图11

图11：STEP7硬件列表

硬件组态，设置CPU315-2PN/DP MPI/DP 接口为DP 主站，ASM456 作为3号从站连接到主站。双击ASM456 ，选择User mode 为 FB45/FC45，MOBY mode 为MOBY U/D/RF300 normal addressing，通信传输速率115.2Kbaud。如图12

图12：STEP7硬件组态

ASM456 逻辑首地址256。如图13

图13：ASM456硬件地址

编译并下载到CPU315-2PN/DP，CPU 运行，通信建立。

4．2．4 打开FC45例子程序

解压MOBY 软件CD中的程序文件 ， datenFC45.ARJ。如图14

图14：例子程序

拷贝例子程序到项目中。

由UDT10生成的DB45是MOBY 参数DB，其中包含ASM456逻辑地址，通道号，命令DB号，以及命令DB的起始地址。如图15

图15：DB45

该程序是RF300单载体操作，因此，参数DB中参数MOBY_mode选择5，RESET_Long参数选择1（True）。如图16

图16：DB45

4．2．5 编程序
在OB100（S7-300启动初始化程序）中置位每一个通道的init_Run。如图17

图17：OB100程序

在OB1中周期性执行FC45，启动MOBY命令。如图18

图18：OB1程序

OB 122 评估出ASM 模块故障信号。如图19

图19：OB122程序

5、调试

5．1 MOBY启动

由于选择MDS_Control默认设置“1”，读写设备在监测MDS是否进场。如果变量Ready=True，Error=false，一旦MDS进入读/写窗口，ASM456上PRE灯点亮，MOBY 状态字的MDS_Present 被置位，此时，通过Command_Start 即可启动MOBY命令。

如果Ready= false，则请检查是否在OB100中被初始化，或检查FC45是否在OB1中被周期性执行。

如果Error= True，则应检查错误原因。错误信息会被分别记录在error_MOBY，error_FC，或error_BUS。具体信息请参阅下文或FC45手册第五章。

5．2 MOBY命令

使用UDT 20可以生成命令DB块，本例命令DB块为DB47，通过修改命令DB块的命令参数和命令地址，可以实现对RF360T的读、写、初始化等操作。

5．2．1 写操作

例如，将数据从DB48的DBB0到DBB9共5个字节写到MDS地址0开始的地址。

命令格式：表3

命令 [hex]	子命令 [hex]	长度 [dec]	MDS地址 [hex]	DB块 [dec]	DB块起始地址[dec]
1	0	10	0	48	0

表3：写命令

命令DB块。如图20

图20：DB47

5．2．2 读操作

例如，将数据从MDS地址0开始的10个字节读到DB50的DBB0到DBB9。

命令格式，如表4

命令 [hex]	子命令 [hex]	长度 [dec]	MDS地址 [hex]	DB块 [dec]	DB块起始地址 [dec]
2	0	10	0	50	0

表4：读命令

命令DB块，如图21

图21：DB47

5．2．3 初始化MDS

例如，将RF360T初始化为0，RF360T为8Kbyte ，地址空间为2000H。

 

命令格式，如表5

命令 [hex]	子命令 [hex]	长度 [dec]	MDS地址 [hex]	DB块 [dec]	DB块起始地址 [dec]
3	0	--	2000	--	--

表5：初始化命令

命令DB块，如图22

图22：DB47

6、错误诊断

MOBY的操作，一般有以下两种故障类型。

6．1 导致CPU停机的故障

ASM456有故障，而OB86没有下载到CPU；
ASM456有故障，OB122没有编程并下载到CPU；
如果只有当执行FC45时，CPU才故障停机，可能的故障原因有：
• 参数DB或参数DB的起始地址不正确；
• 命令DB不正确；
• 数据DB不存在或空间不够大。

6．2 error=1故障
当MOBY某通道的error 被置位，会有如下三类错误：

6．2．1 Error_MOBY
这类故障是由ASM和MOBY读/写设备引发的，主要有以下两种
• ASM456和MOBY读/写设备以及MDS之间的通信故障；
• ASM456不能执行命令。

此类故障发生时，ASM上ERR灯闪烁。

6．2．2 Error_FC

FC45故障，主要原因是参数DB或命令DB中参数赋值错误。

6．2．3 Error_BUS

此类错误是发生在PROFIBUS DP传输层的故障，通过PROFIBUS的系统诊断软件（如PROFIBUS tracer）或BT200可得到详细的信息。FC45手册5.2给出的故障代码是SFC58/59的RET_VAL参数的一些值，具体信息请参考书册《S7-300/400系统和标准函数》或STEP7在线帮助。

关键词
RFID（MOBY）、读写器（SLG）、标签（MDS）、天线、RF300、ASM456、PLC、PROFIBUS DP、FC45。