一、項目背景與需求

某新能源汽車電池模組生產(chǎn)廠商為提升產(chǎn)線智能化水平，需實現(xiàn)HMI人機界面（MODBUSTCP主站）與分布式IO系統(tǒng)（EtherNet/IP從站）的實時數(shù)據(jù)交互。原系統(tǒng)中，HMI采用研華TPC-1581T型號（支持MODBUSTCP協(xié)議），分布式IO采用羅克韋爾Allen-Bradley1734-AENT型號（EtherNet/IP協(xié)議）。由于協(xié)議不兼容，導致設備間無法直接通信，影響產(chǎn)線節(jié)拍與質(zhì)量控制精度。為此，企業(yè)引入捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關，通過EtherNet/IP轉(zhuǎn)MODBUSTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關，實現(xiàn)跨協(xié)議設備無縫集成。

二、設備選型與核心參數(shù)

1.HMI人機界面

o品牌：研華（Advantech）

o型號：TPC-1581T

o協(xié)議：MODBUSTCP主站

o功能：實時顯示產(chǎn)線狀態(tài)、下發(fā)控制指令（如啟動/停止機械臂）、采集傳感器數(shù)據(jù)。

2.分布式IO系統(tǒng)

o品牌：羅克韋爾自動化（RockwellAutomation）

o型號：1734-AENT

o協(xié)議：EtherNet/IP從站

o功能：連接產(chǎn)線上的傳感器（如溫度、壓力、位置傳感器）和執(zhí)行器（如氣缸、電磁閥），實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制輸出。

3.協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關

o品牌：捷米特（Gemitec）

o型號：JM-EIPM-TCP

o核心參數(shù)：

§協(xié)議支持：EtherNet/IP主站（最大126個從站）、MODBUSTCP服務器/客戶端

§通信速率：1Mbps（適配高速控制需求）

§數(shù)據(jù)長度：輸入/輸出各500字節(jié)

§環(huán)境適應性：工作溫度-25℃~55℃，IP20防護等級

§冗余設計：雙電源供電、雙網(wǎng)口環(huán)網(wǎng)冗余

三、EtherNet/IP轉(zhuǎn)MODBUSTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換配置流程

1.硬件連接與IP規(guī)劃

·網(wǎng)絡拓撲：

oHMI（TPC-1581T）與網(wǎng)關通過工業(yè)交換機連接，IP地址規(guī)劃為192.168.1.10（HMI）、192.168.1.100（網(wǎng)關MODBUSTCP端口）。

o分布式IO（1734-AENT）通過RJ45直連網(wǎng)關EtherNet/IP端口，IP地址為192.168.1.20。

·物理連接：

o網(wǎng)關采用MDI/MDIX自檢測技術，支持交叉線/直連線自適應，簡化布線復雜度。

2.網(wǎng)關參數(shù)配置

1.EtherNet/IP主站設置

o使用EIPscan軟件創(chuàng)建工程，添加1734-AENT作為從站，設置輸入/輸出數(shù)據(jù)長度各16字節(jié)。

o定義實例ID（InstanceID）：

§輸入數(shù)據(jù)（傳感器反饋）映射至Instance100（生產(chǎn)者標簽）。

§輸出數(shù)據(jù)（控制指令）映射至Instance150（消費者標簽）。

2.MODBUSTCP服務器配置

o通過GWConfig軟件配置網(wǎng)關為MODBUSTCP服務器模式，端口502。

o映射寄存器地址：

§機械臂目標位置寫入HMI的MB3100（MODBUS地址40001）。

§傳感器實時狀態(tài)讀取至HMI的MB2000（MODBUS地址41001）。

3.數(shù)據(jù)交互驗證

o在HMI端調(diào)用MODBUSTCP指令塊（如MB_SERVER），設置非優(yōu)化訪問模式DB塊，將控制指令映射至Q區(qū)，狀態(tài)反饋映射至I區(qū)。

o通過TIAPortal變量表與1734-AENT的RSLogix5000軟件，驗證位置指令（X/Y/Z坐標）實時同步至分布式IO，且故障信號（如碰撞報警）準確上傳至HMI。

四、EtherNet/IP轉(zhuǎn)MODBUSTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換的應用效果

1.效率提升

o跨協(xié)議通信實現(xiàn)后，電池模組裝配節(jié)拍從120秒/件縮短至90秒/件，產(chǎn)能提升25%。

o網(wǎng)關響應時間≤15ms，滿足產(chǎn)線高速控制需求。

2.質(zhì)量控制優(yōu)化

oHMI實時顯示傳感器數(shù)據(jù)，支持動態(tài)調(diào)整機械臂路徑，產(chǎn)品不良率從1.2%下降至0.3%以下。

3.系統(tǒng)擴展性增強

o網(wǎng)關支持多設備接入，為未來新增視覺檢測單元（如基恩士CV-X系列）預留接口，避免協(xié)議重復開發(fā)成本。

4.容錯與穩(wěn)定性

o模擬網(wǎng)絡中斷測試中，網(wǎng)關自動重連機制確保10秒內(nèi)恢復通信，保障產(chǎn)線連續(xù)運行。

五、技術亮點與行業(yè)價值

1.透明通信機制

o捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關通過內(nèi)部緩沖區(qū)映射技術，實現(xiàn)EtherNet/IP與MODBUS TCP數(shù)據(jù)區(qū)的透明傳輸，用戶無需修改原有設備程序。

2.工業(yè)級可靠性

o網(wǎng)關通過EFTLevel4、浪涌Level2認證，適應電磁干擾強烈的產(chǎn)線環(huán)境，MTBF（平均無故障時間）超過10萬小時。

3.標準化配置流程

o提供EDS文件導入、GSD文件集成等標準化工具，縮短工程部署周期。例如，本案中從設備選型到正式投產(chǎn)僅耗時3周。

六、總結(jié)與展望

本案例驗證了EtherNet/IP轉(zhuǎn)MODBUSTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關技術在智能制造領域的核心價值。捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關通過高兼容性、低延遲和強穩(wěn)定性，成功解決了異構(gòu)協(xié)議設備間的通信壁壘，為新能源汽車、半導體封裝等高增長行業(yè)提供了可復制的智能化升級方案。未來，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生技術的深化，此類協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關將成為構(gòu)建“系統(tǒng)智能”的關鍵基礎設施，推動制造業(yè)向全鏈路數(shù)字化演進。

更多詳細內(nèi)容或具體配置過程可咨詢羽工。

審核編輯 黃宇