今回はまたIOLINKの記事になります。前回はProfinetのIO-LINK Masterと繋がりましたが、次はEthernet/IP IO-LINK Masterを試してみます。理論が同じでも、違うのでEthernet/IPとProfinetの仕様問題だけです。注目するのはProfinetであろうかEthernet/IPであろうかIO-LINKデバイスにとって変わりません。IO-LINK Deviceのプログラムをそのまま流用できます。

Configuration

こちらが今回の構成になります。TwinCAT3でTF6281を使用し、Ethernet/IP Scannerを立ち上げ、Molex製のEthernet/IP IO-Link Master TCIEI-888P-DYU と繋がります。一方、TwinCAT3もTF6281のEthernet/IP APIを使ってExplict MessageをAdapterに送信します。

Module-TCIEI-888P-DYU

こちらは今回使用するEthernet/IP IO-Link Masterです。Molex製のTCIEI-888P-DYUです。

Signal Map

モジュールは主に電源部分・信号部分・NETWORK部分の3つに分かれています。

Overview

Wiring

Ui/Uo

こちらは電源の配線図です。

LED

Basic Information

こちらは各LEDの意味です。おおまけに言いますと緑・赤・青い色に分かれています。

赤はアラームの意味で、緑はNormal、そして青い色はIO-LINKの状態を表しています。

I/O Port

こちらは各Portの配線です。

IP setting

RotaryスイッチからIPの設定ができます。Defaultは192.168.1.xですが、そのxはRotaryスイッチの設定により決めます。例えばx100は1、x10は5、x1は3になると、そのデイバスのIpは192.168.1.153になります。

IO Connections

こちらはこのモジュールの最大IO Connection数です。

Exclusive Ownerx1で、Listen OnlyやInput Onlyは最大で7までになります。

Data map

モジュールのデバイスMapです。アプリケーションにより、I/OとStatusだけか、I/O・Status・IO-LINKデータを取得するかを設定できます。

Assmbly #113

こちらは今回の記事で使用するAssmebly#113です。

DIOデータと各Portの32Byte IO-LINK DeviceデータのAssemblyです。

Download EDS

Ethernet/IP通信するにはEDS FileはMustではないが、ImportできるEngineering ToolsならImportしてください。こっちのほうが間違いにくいです。

下記のLINKからHarshIO 600 EtherNet/IP IO-Link Master EDS FileをDownloadします。

https://www.molex.com/molex/mysst/searchBrad.action?partnumber=TCIEI-888P-DxU&itemSoftware=true&itemDocument=true&ItemTechNote=true&ItemDemo=true

TwinCAT

次はTwinCAT3側です。TwinCAT3はFunction TF6281 を使用しEthernet/IP Scannerを立ち上げて、Molex製のTCIEI-888P-DYU Ethernet/IP IO-LINK Masterと接続しリアルタイム通信します。

Reference Link

Project#Codesys x Profinet x IO-LINK

Beckhoff#TwinCAT3 TF6281 Ethernet/IP Scanner立ち上げよう

Point1- Scanner IP Setting

よく忘れる設定ですが、TwinCAT3ではEthernet/IP Scannerもう1つのVirtual IPが必要です。Defaultは0.0.0.0で設定しないと繋がりません。TC3 EIP Scanner>Settings>F800.0>F800.21とF800.22を設定してください。

Point2-Adapter IP Setting

Adapter側のIPも実機に合わせてください。Box 1>右クリック>Change IP Addressで変更できます。

Point3-Network Adapter Setting

実機とTwinCAT3を繋がってるNetworkカードInterfaceもよく設定が抜けます。TC3 EIP Scanner>Adapter>Searchします。

正しいInterfaceを設定しましょう。

Point4-Import EDS File

知ってると思いますが、TC3 EIP Scanner>右クリック>Import EDS FileでDownloadしたEDS Fileを入れ込むことできます。

Point5-Select the Right Device

当たり前の話ですが、間違ってDeviceを選んだら通信できませんので、気をつけましょう。

Point6-Scanner AmsNetID

Append IO Connection

IO Connectionを追加します。Box 1>右クリック>Append IO Connection>LO_PD_32bytesをクリックします。

それはAssembly#113です。

Configuration

次はモジュールの設定を行います。IO-LINK Masterは各Portを普通のIOとして使うか、IO-Link デバイスとして使うかを設定できますね。その設定を紹介します。

先程追加したConnectionをDouble Clickします。

Config InstanceのTabを開くとPortの設定とかはできます。

Example1-Configure port0 as DI

では最初にPort0をDigital Inputとして設定します。

C0 Mode>Valueを選択しSIを選択します。

IN ChannelInput変数をクリックします。

いまはESTOPがリリースしてる状態なので、1になります。

そして緊急停止を押すと、Valueが0になります。

Example2-Configurare Other port as Input

次は別のPortでInputを設定してみてIN ChannelInputの変換をみてみます。

C2 Modeを見つけて、先と同じくSIに設定します。

In ChannelInput変数をクリックします。

Port2がOnになると、Valueが4になります。

つまり、そのValueは1つのChannelの状態をすべてまとめて、Bit0はPort0、Bit1はPort1のようなイメージです。

Example3-Configure port0 as DO

次はPort0をDigital出力として説明します。CO Mode>SOに設定します。

Box1>Connection1>Outputs>OUT DATA CHANNELを開きます。

1を書き込みますとPort1が出力します。

Example4-Configure port0 as IO-LINK

最後のExampleはPort0をIO-LINK Modeに設定します。

Port0のIO-LINKデータはC0 IO-Link PDIN…に確認できます。

このようにRFIDから読み取ったデータが格納されます。

そしてMolexデバイスのIPにChromeなどのBrowserを入力します。

このように各Portやデバイスの状態を確認できます。

C0をクリックしPort0が繋がってるIO-LINK Device情報が取れますね。

Program

Reference Link

こちらのProfinet IO-LINK Masterとほぼ同じプログラムです。注目するのはProfinetであろうかEthernet/IPであろうかIO-LINKデバイスにとって変わりません。

Project#Codesys x Profinet x IO-LINK

Bouns: Explict Messages

もちろんEthernet/IP IO-Link Masterと通信するだけではつまらないので、BounsとしてはBeckhoff TwinCAT3からExplict messagesをTargetに送信する方法を紹介します。

FB_GET_ATTRIBUTE_SINGLE

こちらのFunction Blockを使用し、TargetにGET_Attribute_Single Servicesを送信します。

VAR_INPUT

Name	Type	Description
sNetId	T_AmsNetID	TwinCAT EtherNet/Ip ScannerのAMSNetId
sIPv4Addr	T_IPv4Addr	Target デバイスのIP
bExecute	BOOL	立ち上げで実行
nClass	WORD	CIP Class番号
nInstance	WORD	CIP Service Instance 番号
nAttribute	WORD	CIP Service Attribute 番号
pDst	POINTER TO BYTE	Copyされる変数のPointerADR関数で取得可能
nMaxLen	WORD	pDst 変数の最大SizeSizeOf関数で取得可能
nSessionTimeoutMSec	DWORD	Session Timeout、Default=30s
nCmdTimeoutMSec	DWORD	Command Timeout,Default=7.5s
bRackComm	BOOL	PLCがCompactLogixならTrue
nPort	BYTE	CPUのPort番号(TF6281はPort1だけSupport)
nSlot	BYTE	Slot番号

VAR_OUTPUT

bBusy	BOOL	True=実行中、TargeからFeedbackが来たらFalseになります。
bError	BOOL	True=Errorあり
nErrId	UDINT	Error情報
nDataLen	WORD	Targetからの返答データサイズ(Bytes)

FB_CUSTOM_SERVICE

こちらのFunction Blockを使用し、Targetに Servicesを送信します。

VAR_INPUT

Name	Type	Description
sNetId	T_AmsNetID	TwinCAT EtherNet/Ip ScannerのAMSNetId
sIPv4Addr	T_IPv4Addr	Target デバイスのIP
bExecute	BOOL	立ち上げで実行
nServiceCode	BYTE	CIP Service Code
nClass	WORD	CIP Class番号
nInstance	WORD	CIP Service Instance 番号
nAttribute	WORD	CIP Service Attribute 番号
pDst	POINTER TO BYTE	Copyされる変数のPointerADR関数で取得可能
nMaxLen	WORD	pDst 変数の最大SizeSizeOf関数で取得可能
nSessionTimeoutMSec	DWORD	Session Timeout、Default=30s
nCmdTimeoutMSec	DWORD	Command Timeout,Default=7.5s
bRackComm	BOOL	PLCがCompactLogixならTrue
nPort	BYTE	CPUのPort番号(TF6281はPort1だけSupport)
nSlot	BYTE	Slot番号

VAR_OUTPUT

bBusy	BOOL	True=実行中、TargeからFeedbackが来たらFalseになります。
bError	BOOL	True=Errorあり
nErrId	UDINT	Error情報
nDataLen	WORD	Targetからの返答データサイズ(Bytes)

Implemention

DUT

DUT_EIP_Object01

こちらはCIP Object 01の構造に沿って定義します。

TYPE DUT_EIP_Object01 :
STRUCT
VendorID :UINT;
DeviceType :UINT;
ProductCode :UINT;
Revision_Major :USINT;
Revision_Minor :USINT;
Status :UINT;
SerialNumber :UINT;
ProductName :STRING(31);
State :UINT;
ConfigurationConsistencyValue :UINT;
HeatbeatInterval:UINT;
END_STRUCT
END_TYPE

DUT_EIP_Adapter_State

こちらはTwinCAT のAdapter Statusにそって定義します。

TYPE DUT_EIP_Adapter_State :
STRUCT
RemoteNodeNoConnection :BOOL;
RemoteNodeNotReachable :BOOL;
TCPClientInitFailed :BOOL;
UDPClientInitFailed :BOOL;
ConnectionDisconnected :ARRAY[1..8]OF BOOL;
END_STRUCT
END_TYPE

DUT_EIP_DevState

こちらはTwinCAT のEthernet/IP Statusにそって定義します。

TYPE DUT_EIP_DevState :
STRUCT
LinkError :BOOL;
IOResetRequired :BOOL;
WatchdogTriggered :BOOL;
MasterNoValidIP :BOOL;
TCPServerUnable :BOOL;
UDPServerUnable :BOOL;
Normal :BOOL;
Error :BOOL;

END_STRUCT
END_TYPE

DUT_Contrinex_RLS_1181_320

こちらは今回使用するIO-LINK Devicesです。Contrinex社製のRFID Readerです。(Reference LinkのCodesys Profinet IO-Link Masterと同じものを使っていますので、Contrinex社製のRFID Readerの説明はあちらのLinkで参考にしてください。)

TYPE DUT_Contrinex_RLS_1181_320 :
STRUCT
Status :DUT_Contrinex_RLS_1181_320_Byte0Status;
UID_LSB :DINT;
UID_MSB :DINT;
_ :ARRAY[0..6]OF BYTE;
END_STRUCT
END_TYPE

DUT_Contrinex_RLS_1181_320_Byte0Status

同じく、Reference LinkのCodesys Profinet IO-Link Masterと同じものを使っていますので、Contrinex社製のRFID Readerの説明はあちらのLinkで参考にしてください。

TYPE DUT_Contrinex_RLS_1181_320_Byte0Status :
STRUCT
b00NBTag :BIT; //Number of Tags in front of RWM
b01NBTag :BIT; //Number of Tags in front of RWM
b02NBTag :BIT; //Number of Tags in front of RWM
b03NBTag :BIT; //Number of Tags in front of RWM
b04ANT :BIT; //0=RF Field OFF
b05TAG :BIT; //0=No tag present in front of RWM
b06,b07 :BIT;
END_STRUCT
END_TYPE

uDUT_Contrinex_RLS_1181_320

同じく、Reference LinkのCodesys Profinet IO-Link Masterと同じものを使っていますので、Contrinex社製のRFID Readerの説明はあちらのLinkで参考にしてください。

TYPE uDUT_Contrinex_RLS_1181_320 :
UNION
raw:ARRAY[0..31]OF BYTE;
Data:DUT_Contrinex_RLS_1181_320;
END_UNION
END_TYPE

Function Block

FB_Contrinex_RLS_1181_320

同じく、Reference LinkのCodesys Profinet IO-Link Masterと同じものを使っていますので、Contrinex社製のRFID Readerの説明はあちらのLinkで参考にしてください。

VAR

FUNCTION_BLOCK FB_Contrinex_RLS_1181_320
VAR_INPUT
END_VAR
VAR_OUTPUT
UIDLSB :DINT;
UIDMSB :DINT;
UID :LINT;
TagsInfrontOFRWM :BYTE;
TagOnRWM :BOOL;
RFFieldON :BOOL;
END_VAR
VAR

Device AT%I* :uDUT_Contrinex_RLS_1181_320;
END_VAR

PROGRAM

UIDLSB:=Device.Data.UID_LSB;
UIDMSB:=Device.Data.UID_MSB;

UID:=SHL(DINT_TO_LINT(Device.Data.UID_MSB),32);
UID:=UID+Device.Data.UID_LSB;

TagsInfrontOFRWM.0:=Device.Data.Status.b00NBTag;
TagsInfrontOFRWM.1:=Device.Data.Status.b01NBTag;
TagsInfrontOFRWM.2:=Device.Data.Status.b02NBTag;
TagsInfrontOFRWM.3:=Device.Data.Status.b03NBTag;

TagOnRWM:=Device.Data.Status.b05TAG;
RFFieldON:=Device.Data.Status.b04ANT;

Function

FC_Get_Adapter_State

こちらはEthernet IP Scannerの現在状態を取得し返答します。

VAR

FUNCTION FC_Get_Adapter_State : DUT_EIP_Adapter_State
VAR_INPUT
in:UINT;
END_VAR

PROGRAM

FC_Get_Adapter_State.RemoteNodeNoConnection[1]:=in.1;
FC_Get_Adapter_State.RemoteNodeNoConnection[2]:=in.2;
FC_Get_Adapter_State.RemoteNodeNoConnection[3]:=in.3;

FC_Get_Adapter_State.UDPClientInitFailed:=in.12;
FC_Get_Adapter_State.TCPClientInitFailed:=in.13;
FC_Get_Adapter_State.RemoteNodeNotReachable:=in.14;
FC_Get_Adapter_State.RemoteNodeNoConnection:=in.15;

FC_Get_DevState

こちらは各Adapterの現在状態を取得し返答します。

VAR

FUNCTION FC_Get_DevState : DUT_EIP_DevState
VAR_INPUT
in :UINT;
END_VAR

PROGRAM

FC_Get_DevState.Normal:=in =0;
FC_Get_DevState.Error:=in<>0;

FC_Get_DevState.LinkError:=in.0;
FC_Get_DevState.IOResetRequired:=in.4;
FC_Get_DevState.WatchdogTriggered:=in.5;
FC_Get_DevState.UDPServerUnable:=in.12;
FC_Get_DevState.TCPServerUnable:=in.13;
FC_Get_DevState.MasterNoValidIP:=in.14;

MAIN

プログラムは難しいところなく、RWM()はCodesysの参考例とほぼ一緒にで、そしてBeckhoff TwinCAT3のEthernet/IP APIを使用しGet_Attribute_SingleとGet_Attribute_All Service MessageをAdapterに送信します。

VAR

PROGRAM MAIN
VAR
//IO-Link Devices
RWM1 :FB_Contrinex_RLS_1181_320;
//Get Attribute Signle
Get_Attribute_Single:FB_GET_ATTRIBUTE_SINGLE;
bExecute_Get_Attribute_Single :BOOL;
RawData_GetAttribute_Signle:ARRAY[0..255]OF BYTE;
ProductName :STRING(31);
R_TRIG_Get_Attribute_Single:R_TRIG;
//Get Attribute All
RawData_GetAttribute_All :ARRAY[0..255]OF BYTE;
R_TRIG_Get_Attribute_All :R_TRIG;
bExecute_Get_Attribute_All :BOOL;
Custom_Service:FB_CUSTOM_SERVICE;
SourceOffset :UINT;
NumberOfBytes :UINT;
Object01 :DUT_EIP_Object01;
//Configuration
sIPv4Addr :T_IPv4Addr;
sNetId :T_AmsNetID;

END_VAR

PROGRAM

//IO Link Devices
RWM1();

//Explict Message
sIPv4Addr:=’192.168.1.11′;
sNetId:=’192.168.1.18.2.1′;

//Example1, Get Attribute Single
R_TRIG_Get_Attribute_Single(
CLK:=bExecute_Get_Attribute_Single
);
IF R_TRIG_Get_Attribute_Single.Q THEN
MEMSET(
ADR(RawData_GetAttribute_Signle)
,16#0
,SIZEOF(RawData_GetAttribute_Signle)
);
END_IF
Get_Attribute_Single(
sIPv4Addr:=sIPv4Addr
,sNetId:=’192.168.1.18.2.1′
,bExecute:=bExecute_Get_Attribute_Single
,nClass:=1
,nInstance:=1
,nAttribute:=7
,pDst:=ADR(RawData_GetAttribute_Signle)
,nMaxLen:=SIZEOF(RawData_GetAttribute_Signle)
);

IF NOT Get_Attribute_Single.bBusy AND bExecute_Get_Attribute_Single THEN

MEMMOVE(
destAddr:=ADR(ProductName)
,srcAddr:=ADR(RawData_GetAttribute_Signle)
,n:=Get_Attribute_Single.nDataLen
);
bExecute_Get_Attribute_Single:=FALSE;
END_IF

//Example2, Get Attribute All
R_TRIG_Get_Attribute_All(
CLK:=bExecute_Get_Attribute_Single
);
IF R_TRIG_Get_Attribute_All.Q THEN
MEMSET(
ADR(RawData_GetAttribute_All)
,16#0
,SIZEOF(RawData_GetAttribute_All)
);
END_IF
Custom_Service(
sNetId:=sNetId
,sIPv4Addr:=sIPv4Addr
,nClass:=1
,nInstance:=1
,nAttribute:=1 //can not be zero
,nServiceCode:=16#1
,pSrc:=0
,nMaxLen:=SIZEOF(RawData_GetAttribute_All)
,bExecute:=bExecute_Get_Attribute_All
,pDst:=ADR(RawData_GetAttribute_All)
);

IF NOT Custom_Service.bBusy AND bExecute_Get_Attribute_All THEN
//The first 14 Bytes
MEMMOVE(
ADR(Object01)
,ADR(RawData_GetAttribute_All)
,TO_UINT(14)
);
MemMove(
ADR(Object01.ProductName)
,ADR(RawData_GetAttribute_All[15])
,TO_UINT(RawData_GetAttribute_All[14])
);
//13=Frame Bytes size before Product Name
//+1 is mean the Data[14] is the data leneght of Product Name, but not include this byte
SourceOffset:=13+RawData_GetAttribute_All[14]+1;
NumberOfBytes:=Custom_Service.nDataLen-SourceOffset;
MemMove(
ADR(Object01.State)
,ADR(RawData_GetAttribute_All[SourceOffset])
,TO_UINT(NumberOfBytes)
);

bExecute_Get_Attribute_All:=FALSE;
END_IF;