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Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4TheorieIn dieser Unterlage soll auf die Daten eines RFID-Transponders schreibend und lesendzugegriffen werden.Hierzu verwenden wir den RFID-Sensor RF210R IO-Link an einem IO-Link Master CM 4xIO-Link.Dieser muss mit der Software S7-PCT-Port Configuration Tool in Betrieb genommen werden.Im Programm werden Bausteine aus der Bibliothek “IOL READ WRITE DATA LIB V3.1“ verwendet.Die grundlegenden Informationen aus den SIEMENS-Handbüchern werden hier zur Verfügunggestellt.4.1 IO-Link Master CM 4xIO-LinkIO-Link ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen einem Master und einem Device.Über ungeschirmte Standardkabel können am IO-Link Master sowohl konventionelle als auchintelligente Sensoren/Aktoren in bewährter 3-Leiter-Technik angeschlossen werden. Schaltzustands- und Datenkanal sind in bewährter DC 24 V-Technik ausgeführt.4.1.1 Technische EigenschaftenDas IO-Link Master-Modul CM 4xIO-Link hat folgende technische Eigenschaften:–Serielles Kommunikationsmodul mit 4 Ports (Kanäle)–SIO-Modus (Standard IO Modus)–IO-Link Master gemäß IO-Link Spezifikation V1.1–Time-based IO (Zeitstempelung) ab FW V2.0–Datenübertragungsraten COM1 (4,8 kBd), COM2 (38,4 kBd), COM3 (230,4 kBd)–Geeignet zum Anschluss von bis zu 4 IO-Link Devices (3-Leiter-Anschluss) bzw.4 Standardgeber oder Standardaktoren–Leitungslänge ungeschirmt, maximal 20m–Portweise parametrierbare Diagnose–Automatische Sicherung der Master- und Deviceparameter über elektronischesKodierelement–Die IO-Link-Port – Konfiguration erfolgt mit dem S7-PCT-Port Configuration Tool–Variabler Adressbereich der E/A-Daten mit bis zu 32 Byte Eingängen und 32 ByteAusgängen ab FW V2.0 / 144 Byte Eingängen und 128 Byte Ausgängen ab FW V2.1–IO-Link Portkonfiguration ohne S7-PCT ab FW V2.2Frei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx8

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.1.2 Beschreibung des IO-Link Master CM 4xIO-Link1)2)3)4)5)6)7)Modultyp und -bezeichnungLED für DiagnoseQR-CodeAnschlussplanLEDs für Status- und FehleranzeigenLED für nnzeichnung ModultypFunktions- und FirmwarestandBU-TypFarbcode zur Auswahl derFarbkennzeichnungsschilder12) Artikelnummer4.1.3 Status- und Fehleranzeigen1)2)3)4)5)Diagnose (DIAG)Portstatus/IO-Link Status (Cn)Kanalstatus im SIO-Modus (QN)Portfehler (Fn)Versorgungsspannung l (PWR)(grün/rot)(grün)(grün)(rot)(grün)Frei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx9

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.1.4 Gerätetausch IO-Link Master CM 4xIO-Link mit elektronischemKodierelementWenn Sie das Kommunikationsmodul von der BaseUnit ziehen, bleibt ein Teil des elektronischenKodierelements in der BaseUnit stecken. In diesem Teil sind die Parameter des IO-Link MasterCM 4xIO-Link sowie die Parameter der IO-Link Devices gespeichert. Ein neu gesteckter (nochnicht parametrierter) IO-Link Master übernimmt die Parameter vom elektronischen Kodierelement.Hinweis:–Ziehen und Stecken Sie das Kommunikationsmodul IO-Link Master CM 4xIO-Link nur beiabgeschalteter Last. Wenn Sie das Kommunikationsmodul IO-Link Master CM 4xIO-Link beieingeschalteter Last stecken, kann dies zu einem Schaden am DezentralenPeripheriesystem ET 200SP und somit gefährlichen Zuständen in Ihrer Anlage führen.Weitere Details sehen Sie bitte in den Handbüchern unter support.automation.siemens.comFrei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx4

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.2 Software S7-PCT-Port Configuration ToolMit dem S7-PCT-Port Configuration Tool lassen sich IO-Link-Master-Module von SIEMENS undIO-Link-Devices beliebiger Hersteller parametrieren. Die Parameterdaten der IO-Link-Gerätekann man hier einstellen, verändern, kopieren und im TIA Portal-Projekt sichern.Das S7-PCT-Port Configuration Tool wird über die Hardwarekonfiguration der IO-Link-Masteraufgerufen.4.2.1 Eigenschaften des S7-PCT-Port Configuration ToolEigenschaften des S7-PCT-Port Configuration Tool–Kostenlos verfügbar als Download im w/32469496)–Importieren IODD (IO Device Description) zu IO-Link-Devices unterschiedlicher Hersteller–Projektierungsscreens (Register) in S7-PCT mit Klartext und Produktbild direkt aus der IODDdes zertifizierten Devices–Zentrale Datenspeicherung aller Projektdaten im TIA Portal-Projekt–Umfangreiche Test- und Diagnosefunktionen–Auslesen von Identifikationsdaten aus den Devices–Rücklesen der Geräteinformationen einschließlich ParametrierungStellen Sie sicher, dass die aktuellen IODD-Dateien (IO-Link V1.1) im Katalog enthalten sind.Falls dies nicht der Fall ist, importieren Sie diese über das Menü "Extras" "IODD importieren".Die aktuellen IODD-Dateien finden Sie auf der DVD "RFID-Systems Software & Documentation"(6GT2080-2AA20) oder auf den Seiten des Siemens Industry Online 972/dl.Weitere Details sehen Sie bitte in den Handbüchern unter support.automation.siemens.comFrei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx5

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.3 Reader SIMATIC RF210R IO-LinkSIMATIC RF200 IO-Link ist ein induktives Identifikationssystem, kompatibel mit der Norm ISO15693, das speziell für den Einsatz in der industriellen Produktion zur Steuerung undOptimierung des Materialflusses konzipiert wurde. Mit der Kommunikationsschnittstelle IO-Link,können Reader unterhalb der Feldbusebene eingesetzt werden.SIMATIC RF200 IO-Link stellt eine einfache und günstige Möglichkeit für RFID-Anwendungendar.1) RF200 IO-Link-Schnittstelle2) LED-BetriebsanzeigeDie Betriebszustände des Readers werden durch die LED angezeigt. Die LED kann die FarbenGrün, Rot oder Gelb und die Zustände aus, an oder blinkt annehmen.Der IO-Link-Reader liest wahlweise die UID oder User-spezifische Daten eines Transpondersaus und bildet diese in zyklisch aktualisierte Prozessdaten ab. User-spezifische Daten könnenauch geschrieben werden.Diese Daten können über den IO-Link-Master von einem PC oder einer Steuerung ausgelesenwerden.Frei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx6

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.3.1 Technische Daten der RF200 IO-Link-ReaderDer IO-Link-Reader verfügt über folgende Merkmale:–Punkt-zu-Punkt Kommunikation, keine Adresseinstellung des IO-Link-Device nötig–Unterstützt ausschließlich IO-Link-Master nach Spezifikation V1.1–IO-Link-Übertragungsgeschwindigkeit 230,4 kbit/s–Maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit Funkübertragung 26,6 kbit/s–Prozessdaten im Prozessabbild: 32 Byte Eingänge und 32 Byte Ausgänge–Nutzdaten im Prozessabbild: 28 Byte Eingänge und 28 Byte Ausgänge–Typische Übertragungszeit für Nutzdaten pro Byte- bei Schreibzugriff (bei 28 Byte-Block) 3,6 ms/Byte- bei Lesezugriff (bei 28 Byte-Block) 2,4 ms/Byte–Übertragung von Servicedaten parallel zu Prozessdaten–Parameter Up-/Download-Funktionalität für Gerätetausch (Parameterserver)–SIO-Modus (Reader zeigt auf der Datenleitung (C/Q) die Anwesenheit eines Transponders)–IODD-Datei zur Unterstützung von Parametrierung, Diagnose und Datenzugriff–Schutzart IP67–RFID-Betriebsfrequenz Nennwert 13,56 MHz nach ISO 15693, ISO 18000-3Frei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx7

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.3.2 Übertragungsfenster und Schreib-/LeseabstandDer Reader erzeugt ein induktives Wechselfeld. Das Feld ist nahe am Reader am größten,allerdings ist der Schreib-/Leseabstand "Null" zwischen Reader und Transponder nichtempfehlenswert.Die Feldstärke des Wechselfeldes nimmt mit der Entfernung zum Reader stark ab. Die Verteilungdes Feldes ist abhängig von Aufbau und Geometrie der Antennen im Reader und Transponder.Voraussetzung für die Funktion des Transponders ist eine Mindestfeldstärke am Transponder,die im Abstand Sg (Grenzabstand) vom Reader gerade noch erreicht wird.Das folgende Bild zeigt das Übertragungsfenster der Readers SIMATIC RF210R zwischenTransponder und gsfensterSa:Arbeitsabstand zwischen Transponder und chteAbstandzwischenReader-Oberseite und Transponder, bei dem die Übertragung unter normalenBedingungen gerade noch funktioniert).L:Durchmesser eines Übertragungsfensters.SP:Schnittpunkt der Symmetrieachse des Transponders.Frei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx8

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.3.3 Arbeiten im statischen und dynamischen BetriebWird im statischen Betrieb gearbeitet, so kann der Transponder bis in den Bereich desGrenzabstandes (Sg) bearbeitet werden. Der Transponder muss dabei genau über dem Readerpositioniert sein:TransponderÜbertragungsfensterIm statischen Betrieb kann die Verweildauer tv (applikationsabhängig) beliebig lang sein. DieVerweildauer muss mindestens so lange sein, bis die Kommunikation mit dem Transponderabgeschlossen wurde.Das Arbeiten im dynamischen Betrieb wird bei RF200 IO-Link nicht empfohlen.4.3.4 EinbaurichtlinienTransponder und Reader mit ihren Antennen sind induktiv arbeitende Geräte. Jede Art von Metallin der Nähe dieser Geräte beeinflusst deren Arbeitsweise. Bei der Projektierung und beim Einbausind einige Punkte zu beachten:–Mindestabstand zwischen zwei Readern bzw. deren Antennen–Mindestabstand von zwei benachbarten Transpondern–Einbau mehrerer Reader oder deren Antennen auf Metallrahmen oder –trägerzur Abschirmung–Ein bündiger Einbau der Komponenten in Metall reduziert die Felddaten; in kritischenAnwendungen ist ein Test empfehlenswert.–Metallfreier Raum bei bündigem Einbau von Readern oder deren Antennenund Transpondern in Metall–Die Montage direkt auf Metall ist nur bei speziell dafür zugelassenen Transpondern erlaubt.–Wird im Übertragungsfenster gearbeitet, so ist darauf zu achten, dass keine Metallschiene(oder ähnliches) das Übertragungsfeld schneidet. Die Metallschiene würde die Felddatenbeeinflussen.Frei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx9

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.3.5 AnschlusskabelDas Anschlusskabel besitzt eine Länge von 5 m oder 10 m.Aufbau des Verbindungskabels zwischen IO-Link Master mit Einzeladeranschlusstechnik undReader:Bertiebsart sorSLG-SteckerM12, Buchse (4-olig)blauschwarz4.3.6 Pinbelegung RF200-Reader mit IO-Link-SchnittstellePinGeräteseite4-pol. M12PinBelegung124 VDC2reserviert3GND4IO-Link-Datensignal bzw. Schaltausgang im SIO-Mode4.3.7 Anschlussbelegungen der IO-Link Master von SiemensAnschlussbelegung für Elektronikmodule CM 4xIO-Link egungC/CQ2Erläuterungen3C/CQ34C/CQ4 C/Q: Kommunikations-5RES6RES7RES8RES9L 110L 211L 312L 413M14M(positiv)15M16M M: MasseL 24 V DCMMasseFarbkennzeichnungsschildsignal RES: reserviert, darf nichtbelegt werden L : VersorgungsspannungCC046SE7193-6CP04-2MA0Weitere Details sehen Sie bitte in den Handbüchern unter support.automation.siemens.comFrei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx10

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.4 Bibliothek IOL READ WRITE DATA LIB V3.1 (LRfidIOL V15)Mit den Bausteinen dieser Bibliothek können die RF200 IO-Link Reader (V1.0/V1.1) über einesehr einfache Anwenderschnittstelle ansteuern.Getestete SIMATIC Bausteine mit eindeutig definierten Schnittstellen können für die Realisierungder Aufgabenstellung genutzt werden.Hinweis:–Die Bibliothek steht bei der SCE Lern-/Lehrunterlage “SCE DE 102-101 RFIDSensor RF210R IO-Link ET 200SP S7-1500 “ im Ordner Projekte zur Verfügung, kannaber auch beim SIEMENS Produkt-Support unter folgendem 5887 gefunden werden.4.4.1 Bausteine der BibliothekDie Kommunikation zwischen der CPU und einem RF200 Reader mit IO-Link Schnittstelle asLesenvonentsprechendparametrierten Adressbereichen (Ein- und Ausgangsbereiche) des RF200 IO-Link-Readersrealisiert.Nachfolgende Tabelle listet alle zur Bibliothek “IOL READ WRITE DATA LIB V3.1(LRfidIOL V15)" gehörenden Bausteine auf.BausteinFunktionBeschreibung/ EinordnungLRfidIOL ReadLesenLRfidIOL WriteSchreibenLRfidIOL AntennaAntenne Ein/AusschaltenFunktionsbaustein zum Lesen vomTransponder.Funktionsbaustein zum Schreiben aufTransponder.Funktionsbaustein zum Ein-/Ausschaltender Antenne eines RF200 IO-LinkReader.Frei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx11

Lern-/Lehrunterlage TIA Portal Modul 102-101, Edition 2019 Digital Industries, FA4.4.2"LRfidIOL Read"Der Bibliotheksbaustein "LRfidIOL Read" liest einen Datenblock vom Transponder. Die WORDlengthWORDhwldHW SUBMODULEAktiviert den Leseauftrag bei positive Flanke.Anfangsadresse der zu lesenden Daten auf demTransponder.Länge der Daten, die vom Transponder gelesenwerden.Hardware-Kennung des OLOUTPUTIN / OUTINPUTTabelle zeigt die Aufrufschnittstelle des Bibliotheksbausteins FB "LRfidIOL Read".Anfangsadresse des angeschlossenen Readers(PCT Tool)Beispiel: Anfangsadresse 0.0, muss im PORT ADRder Wert “0” eingetragen werden.Bereich in der S7-CPU, in dem die gelesenen Datenabgelegt werden (Globaler Datenbaustein).TRUE, wenn der letzte Auftrag ohne Fehlerabgeschlossen wurde (für einen Zyklus).FALSE, wenn ein neuer Befehl gestartet wird.TRUE wenn der Baustein “LRfidIOL Read” aktiv ist.FALSE, wenn der Auftrag beendet wurde, oder einFehler auftrat.FALSE, wenn ein Befehl fehlerfrei beendet wurde,TRUE, wenn während der Abarbeitung ein Fehlerauftritt (für ein Zyklus). Standardwert: FALSE DW#16#00, wenn ein Befehl fehlerfrei beendetwurde. Im Fehlerfall (ERROR TRUE) Hex-Wert ungleichnull (siehe Kapitel 2.4). Es bleibt für einen Zyklusauf diesen Wert.Anwesenheits-Bit. Dieses Bit wird nur gesetzt, wennsich ein Transponder im Feld des Readers befindet.Frei verwendbar für Bildungs- / F&E-Einrichtungen. Siemens 2019. Alle Rechte -et200sp-s7-1500-r1901-de.docx12

Lern-/Lehrunte

(weitere Informationen siehe Readme/Liesmich auf den TIA Portal Installations-DVDs) 2 Software SIMATIC STEP 7 Professional im TIA Portal - ab V15.1 3 Software WinCC Advanced im TIA Portal - ab V15.1 4 Software S7-PCT-Port Configuration Tool - ab V3.5 5 Steuerung SIMATIC S7-1500, z. B. CPU 1516F-3 PN/DP - ab Firmware V2.5 mit Memory Card