一、項目背景

某新能源汽車制造企業，在其生產線上，部分關鍵設備采用了CANopen協議進行通信，而生產線的整體控制與調度則依賴于ROFINET協議主站的PLC系統。這種協議不兼容的情況，導致設備之間的數據交互不暢，生產效率受到影響，無法滿足日益增長的市場需求。為了實現生產線的高效運作，引入能夠實現ROFINET轉CANopen協議轉換網關的設備迫在眉睫。

二、應用設備介紹

1.ROFINET協議主站PLC

西門子S7-1500系列PLC（CPU1518-4PN/DP）：作為工業自動化領域的主流產品，西門子S7-1500系列PLC具有強大的運算能力和豐富的通信接口。其支持ROFINETRT/IRT，能夠實現高速、實時的數據傳輸，負責整個生產線的邏輯控制、數據處理以及與其他設備的通信協調，對生產流程進行精準把控。

三菱R系列PLC（搭配RJ71PN92模塊）：三菱R系列PLC在工業控制中也占據重要地位。通過RJ71PN92模塊，該系列PLC可成為ROFINET協議主站。其具備高度的可靠性和穩定性，在新能源汽車制造的復雜生產環境中，能夠穩定運行，確保生產線的連續工作。

2.CANopen協議主站PLC

施耐德M580系列PLC（搭配BMECXM0100CANopen主站模塊）：施耐德M580系列PLC本身功能強大，通過添加BMECXM0100CANopen主站模塊，可支持CANopen協議。該模塊符合CANopenCiA301V4.2標準，能實現與CANopen從站設備的穩定通信，為使用CANopen協議的設備提供了可靠的控制中樞。

英威騰AX-EM-16000中型PLC：英威騰自主研發的這款中型PLC，具備CANopen主站功能。它支持多種總線協議，在新能源汽車制造行業中，可靈活適配不同的CANopen設備，為生產線的多元化設備通信提供了便利。

3.協議轉換網關

捷米特JM-PN-COP：作為本案例的核心設備，捷米特JM-PN-COP網關模塊專門用于實現ROFINET與CANopen協議轉換。它在ROFINET側作為從站，與ROFINET協議主站PLC相連；在CANopen側作為主站，連接CANopen協議的設備。該網關采用工業級設計，具備出色的抗干擾能力，能在復雜的電磁環境中穩定運行，保障數據傳輸的持續性和準確性。

三、應用過程

1.硬件連接

將捷米特PROFINET轉CANopen網關模塊的ROFINET接口通過以太網網線與西門子S7-1500PLC或三菱R系列PLC（搭配RJ71PN92模塊）的ROFINET接口相連，確保網絡連接穩定。

把網關的CANopen接口通過CAN總線與施耐德M580系列PLC（搭配BMECXM0100模塊）、英威騰AX-EM-16000PLC或其他CANopen從站設備連接。連接時，需注意終端電阻的設置，確保CAN總線通信的穩定性。

2.件配置與數據映射

1.在西門子TIAPortal軟件中，針對S7-1500PLC進行配置，添加捷米特PROFINET轉CANopen網關模塊的GSD文件，使其識別網關為ROFINET從站設備。同樣，在三菱GXWorks軟件中，對R系列PLC進行相應設置，將網關納入ROFINET網絡架構。

2.在施耐德UnityPro軟件中，對M580系列PLC（搭配BMECXM0100模塊）進行CANopen網絡配置，設定相關參數，確保與網關的CANopen通信正常。對于英威騰AX-EM-16000PLC，利用其自帶的編程軟件進行CANopen主站參數設置。

3.進行數據映射，將CANopen設備的數據，如電機轉速、設備運行狀態等信息，映射到ROFINET主站PLC的相應數據塊中。同時，將ROFINET主站PLC發出的控制指令，如設備啟停、速度調整等，映射到CANopen設備可接收的命令格式。

3.實時數據交互與控制

1.生產過程中，ROFINET協議主站PLC（如西門子S7-1500、三菱R系列）通過捷米特PROFINET轉CANopen網關實時采集CANopen協議設備（如施耐德M580、英威騰AX-EM-16000所連接的設備）的運行數據。這些數據包括電機的實時轉速、設備的工作溫度、電流等關鍵參數，并將其反饋到生產線的監控系統中，方便操作人員實時監控設備運行狀態。

1.操作人員在監控系統上發出的控制指令，由ROFINET主站PLC通過網關傳輸到CANopen協議設備，實現對設備的遠程控制。例如，對電機的啟動、停止、轉速調整等操作，以及對生產線上各種執行機構的動作控制，確保生產過程按照預定流程精準執行。

4.故障診斷與報警

1.當CANopen協議設備出現故障時，設備會通過CANopen協議將故障信息傳輸到捷米特PROFINET轉CANopen網關。網關將這些故障信息轉換為ROFINET協議格式，發送給ROFINET主站PLC。

2.ROFINET主站PLC根據預設的故障診斷規則，在監控系統上及時發出報警信息，并記錄故障代碼和發生時間。維修人員可根據這些詳細信息，快速定位故障設備和原因，進行及時維修，減少生產線停機時間，提高生產效率。

四、應用效果

1.現設備無縫通信：通過捷米特PROFINET轉CANopen協議轉換網關，成功解決了ROFINET協議主站PLC與CANopen協議主站PLC及相關設備之間的通信難題，實現了不同協議設備間的無縫對接與數據交互，保障了生產線的流暢運行。

2.提高生產效率：實時、準確的數據交互與控制，使得生產過程中的設備響應速度加快，生產流程更加順暢，減少了設備等待時間和生產停滯情況，整體生產效率得到顯著提升。

3.增強系統靈活性與可擴展性：該網關的應用為生產線后續增加新的ROFINET或CANopen設備提供了便利，只需在現有網絡架構基礎上進行簡單的硬件連接和軟件配置，即可實現設備的接入，大大增強了系統的靈活性和可擴展性，滿足企業未來發展的需求。

4.降低維護成本：統一的通信架構和高效的故障診斷機制，使得設備維護更加便捷。維修人員能夠快速定位和解決故障，減少了因故障排查和維修所耗費的人力、物力和時間成本，降低了企業的整體維護成本。

在新能源汽車制造行業，捷米特PROFINET轉CANopen協議轉換網關通過實現ROFINET轉CANopen協議轉換，有效解決了設備通信難題，提升了生產效率和系統性能，為企業的智能化發展提供了有力支持，具有極高的推廣應用價值。

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審核編輯 黃宇