一、項目背景與協(xié)議兼容痛點

某省級化工園區(qū)污水處理廠日處理規(guī)模5萬噸，現(xiàn)場羅克韋爾PowerFlex變頻器（EtherNet/IP協(xié)議）、哈希水質(zhì)儀表等設(shè)備，與中控室和利時DCS（ModbusTCP主站）存在嚴重通訊壁壘。人工調(diào)節(jié)加藥泵導(dǎo)致藥劑浪費率超20%，變頻器與DCS通訊延遲超5分鐘，生化池溶解氧波動±1.2mg/L，每月非計劃停機損失3萬元。捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關(guān)模塊作為EtherNet/IP轉(zhuǎn)ModbusTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，以雙協(xié)議轉(zhuǎn)換能力構(gòu)建智能通訊鏈路，破解設(shè)備互聯(lián)難題。

二、網(wǎng)關(guān)模塊技術(shù)方案與架構(gòu)設(shè)計

（一）核心設(shè)備部署

協(xié)議轉(zhuǎn)換中樞部署12臺捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關(guān)模塊，作為EtherNet/IP轉(zhuǎn)ModbusTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，在EtherNet/IP側(cè)主站掃描變頻器、儀表等從站設(shè)備，ModbusTCP側(cè)作為從站接入DCS，支持01H/03H/06H功能碼，數(shù)據(jù)吞吐量100Mbps。

現(xiàn)場設(shè)備層18臺EtherNet/IP協(xié)議變頻器（控制曝氣風(fēng)機）、6套哈希水質(zhì)分析儀（COD/氨氮監(jiān)測）、2臺ABB機器人（格柵除污）。

中控管理層和利時DCS（ModbusTCP主站），通過網(wǎng)關(guān)模塊實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)集中監(jiān)控。

（二）協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)

網(wǎng)關(guān)模塊通過捷米特配置軟件完成雙向協(xié)議映射

EtherNet/IP轉(zhuǎn)ModbusTCP將變頻器運行頻率（32位整型）映射至Modbus40010寄存器，水質(zhì)pH值（浮點型）映射至40001-40002寄存器，采樣周期100ms；

ModbusTCP轉(zhuǎn)EtherNet/IPDCS下發(fā)的曝氣風(fēng)量指令（40100寄存器）經(jīng)網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)換為EtherNet/IP控制幀，實現(xiàn)變頻器遠程調(diào)速。

三、網(wǎng)關(guān)模塊應(yīng)用成效與價值提升

（一）智能調(diào)控功能落地

實時數(shù)據(jù)交互水質(zhì)數(shù)據(jù)從采集到DCS顯示延遲壓縮至150ms，監(jiān)測誤差控制在±0.02pH、±5mg/LCOD，為精準加藥提供數(shù)據(jù)支撐；

工藝閉環(huán)控制當(dāng)氨氮濃度＞15mg/L時，網(wǎng)關(guān)模塊觸發(fā)DCS通過協(xié)議轉(zhuǎn)換下發(fā)指令，變頻器自動提升曝氣風(fēng)量，溶解氧穩(wěn)定在2.0±0.3mg/L，加藥泵調(diào)節(jié)精度達0.5ml/分鐘；

故障預(yù)警響應(yīng)變頻器過流故障代碼經(jīng)網(wǎng)關(guān)模塊1秒內(nèi)上傳DCS，自動切換備用設(shè)備，故障處理時間從4小時縮短至30分鐘。

（二）量化效益分析

效能提升藥劑用量減少18%（年省12萬元），曝氣能耗降低15%（年節(jié)電8.6萬度），污水處理合格率從92%提升至99.5%；

運維優(yōu)化設(shè)備故障率下降60%（月減停機損失2.4萬元），精簡運維人員3名（年省人力成本24萬元）；

技術(shù)升級網(wǎng)關(guān)模塊作為EtherNet/IP轉(zhuǎn)ModbusTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，構(gòu)建“數(shù)據(jù)采集-分析-調(diào)控”閉環(huán)，為后續(xù)接入數(shù)字孿生平臺奠定基礎(chǔ)。

四、行業(yè)應(yīng)用與技術(shù)價值

捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關(guān)模塊以EtherNet/IP轉(zhuǎn)ModbusTCP協(xié)議轉(zhuǎn)換能力，成為污水處理智能化升級的核心樞紐。其在化工園區(qū)污水廠的實踐驗證了

協(xié)議兼容性支持異構(gòu)協(xié)議設(shè)備即插即用，無需替換原有硬件，改造成本降低60%；

環(huán)境適應(yīng)性-20℃~60℃寬溫運行，滿足污水廠潮濕、腐蝕性環(huán)境需求；

擴展靈活性單網(wǎng)關(guān)模塊支持32個EtherNet/IP從站接入，可根據(jù)處理規(guī)模靈活擴容。

作為工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換的標準化產(chǎn)品，該網(wǎng)關(guān)模塊為環(huán)保行業(yè)提供了從“設(shè)備互聯(lián)”到“智能運維”的完整路徑，在市政污水、工業(yè)廢水處理等場景具有廣泛推廣價值。

審核編輯 黃宇