國產化要求催生

某國企公司支持國家反制，要求國產化。現場的西門子plc300要與國產品牌匯川的plc，即ethercat通訊，

支持國產化：Profinet轉Ethercat實現西門子300與匯川PLC與通訊

一、項目背景

在國企大型汽車制造企業的自動化生產線升級項目中，原有的西門子S7 - 300 PLC控制系統，現我們堅持支持國產，反制美國，根據實際需求將采用國產品牌匯川PLC來控制新增的一些智能設備，如高精度的工業機器人和先進的視覺檢測系統。然而，匯川PLC通常采用EtherCAT協議進行通信，而原有西門子S7 - 300 PLC則支持Profinet協議，兩者之間無法直接進行數據交互。為了實現整個生產線的統一控制和數據共享，決定采用捷米特JM - ECAT - PN網關模塊來完成EtherCAT轉Profinet協議轉換，從而實現匯川PLC與西門子300之間的通訊。

二、系統架構

（一）硬件組成

1. 匯川PLC：選用匯川IS620N系列PLC，具備高速的數據處理能力和豐富的接口，支持EtherCAT協議，主要負責控制新增的工業機器人和視覺檢測系統。

2. 西門子S7 - 300 PLC：使用CPU 315 - 2 DP型號，具有強大的邏輯控制功能和穩定的性能，支持Profinet協議，負責整個生產線的整體邏輯控制和協調。

3. 捷米特JM - ECAT - PN網關模塊：作為協議轉換的核心設備，實現EtherCAT協議轉Profinet，且雙向通訊，確保匯川PLC和西門子S7 - 300 PLC之間的數據能夠準確傳輸。

4. 工業以太網交換機：用于連接匯川PLC、西門子S7 - 300 PLC和捷米特JM-ECAT-PN網關模塊，保證網絡通信的穩定性和可靠性。

5. 其他設備：包括工業機器人、視覺檢測系統、傳感器和執行器等，通過匯川PLC和西門子S7 - 300 PLC進行控制和數據采集。

（二）網絡拓撲

整個系統采用星型網絡拓撲結構，以工業以太網交換機為中心節點，匯川PLC、西門子S7 - 300 PLC和捷米特JM - ECAT - PN網關模塊分別連接到交換機的不同端口。這種拓撲結構具有易于擴展、故障診斷方便等優點，能夠滿足生產線不斷升級和改造的需求。

三、捷米特JM - ECAT - PN網關模塊配置

（一）基本參數設置

1. IP地址：將捷米特JM - ECAT - PN網關模塊的IP地址設置為192.168.1.100，子網掩碼設置為255.255.255.0，網關地址設置為192.168.1.1，確保其與匯川PLC和西門子S7 - 300 PLC處于同一局域網內。

2. 設備名稱：將網關模塊的設備名稱設置為“JM - ECAT - PN Gateway”，方便在網絡中進行識別和管理。

（二）協議轉換配置

1. EtherCAT從站配置：在網關配置軟件中，將匯川PLC作為EtherCAT從站進行添加和配置。設置EtherCAT從站的站號為1，通信周期為1ms，以滿足工業機器人和視覺檢測系統對實時性的要求。

2. Profinet從站配置：將網關模塊作為Profinet從站添加到西門子S7 - 300 PLC的網絡中。設置Profinet從站的設備名稱為“JM - ECAT - PN”，站號為2，通信速率為100Mbps。

3. 數據映射配置：根據匯川PLC和西門子S7 - 300 PLC的實際需求，進行數據映射配置。將匯川PLC的輸入數據（如工業機器人的位置信息、視覺檢測系統的檢測結果等）映射到西門子S7 - 300 PLC的DB1數據塊中，將西門子S7 - 300 PLC的輸出數據（如控制指令、參數設置等）映射到匯川PLC的特定寄存器中。具體映射關系如下：

- 匯川PLC輸入字節0 - 3映射到西門子S7 - 300 PLC的DB1.DBW0 - DB1.DBW3。

- 西門子S7 - 300 PLC的DB1.DBW4 - DB1.DBW7映射到匯川PLC的輸出寄存器。

四、匯川PLC配置

（一）編程軟件安裝與項目創建

安裝匯川PLC的編程軟件InoProShop，并創建一個新的項目。在項目中添加IS620N系列PLC的設備型號，設置PLC的基本參數，如IP地址為192.168.1.101，子網掩碼為255.255.255.0，網關地址為192.168.1.1。

（二）EtherCAT從站配置

在InoProShop軟件中，添加捷米特JM - ECAT - PN網關模塊作為EtherCAT從站。設置EtherCAT從站的站號為1，與網關模塊中的配置保持一致。配置輸入輸出數據的長度和類型，確保與網關模塊的數據映射配置相匹配。例如，設置輸入數據長度為4字節，輸出數據長度為4字節。

（三）程序編寫

使用梯形圖編程語言編寫匯川PLC的控制程序。程序主要實現對工業機器人和視覺檢測系統的控制和數據采集。例如，通過讀取工業機器人的位置信息，進行邏輯判斷后輸出相應的控制指令，同時將視覺檢測系統的檢測結果發送到西門子S7 - 300 PLC進行處理。

五、西門子S7 - 300 PLC配置

（一）編程軟件安裝與項目創建

安裝西門子S7-300 PLC的編程軟件STEP 7，并創建一個新的項目。在項目中添加CPU 315 - 2 DP型號的PLC設備，設置PLC的基本參數，如IP地址為192.168.1.102，子網掩碼為255.255.255.0，網關地址為192.168.1.1。

（二）Profinet從站配置

在STEP 7軟件中，添加捷米特JM-ECAT-PN網關模塊作為Profinet從站。設置Profinet從站的設備名稱為“JM-ECAT-PN”，站號為2，與網關模塊中的配置一致。配置輸入輸出數據的長度和類型，確保與網關模塊的數據映射配置相匹配。例如，設置輸入數據長度為4字節，輸出數據長度為4字節。

（三）數據塊創建與程序編寫

在STEP 7中創建DB1數據塊，用于存儲從匯川PLC接收的數據和向匯川PLC發送的數據。使用梯形圖編程語言編寫西門子S7 - 300 PLC的控制程序。程序主要實現對整個生產線的邏輯控制和協調，根據從匯川PLC接收的數據進行相應的處理，并將處理結果發送到匯川PLC。

六、調試與優化

（一）硬件連接檢查

在進行調試之前，仔細檢查硬件連接是否正確，包括以太網電纜的連接、電源的供應等。確保所有設備都正常上電，并且網絡通信正常。

（二）軟件配置檢查

檢查匯川PLC、西門子S7 - 300 PLC和捷米特JM-ECAT-PN網關模塊的軟件配置是否正確，特別是IP地址、站號、數據映射等參數。確保所有配置參數都與實際需求一致。

（三）數據傳輸測試

在調試過程中，通過監控軟件觀察匯川PLC和西門子S7 - 300 PLC之間的數據傳輸情況。首先，在匯川PLC中寫入一些測試數據，觀察這些數據是否能夠正確傳輸到西門子S7 - 300 PLC的DB1數據塊中。然后，在西門子S7 - 300 PLC中寫入一些測試數據，觀察這些數據是否能夠正確傳輸到匯川PLC的輸出寄存器中。

（四）性能優化

根據數據傳輸測試的結果，對系統進行性能優化。例如，如果發現數據傳輸存在延遲或丟包的情況，可以調整網關模塊的通信周期、數據映射方式等參數，以提高數據傳輸的穩定性和實時性。

七、項目成果

通過使用捷米特JM - ECAT - PN網關模塊，成功實現了匯川PLC與西門子S7 - 300 PLC之間的通訊，解決了不同協議設備之間的數據交互問題。整個生產線的自動化程度得到了顯著提高，工業機器人和視覺檢測系統能夠與原有的控制系統無縫集成，提高了生產效率和產品質量。同時，系統的穩定性和可靠性也得到了保障，為企業的生產運營提供了有力支持。

審核編輯 黃宇