一,項(xiàng)目背景

在新能源汽車(chē)制造行業(yè)，某汽車(chē)零部件生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線面臨著設(shè)備通信不暢的難題。其生產(chǎn)線上的PLC主站采用的是EtherCAT協(xié)議，而部分變頻器設(shè)備則使用CAN協(xié)議，導(dǎo)致數(shù)據(jù)交互不及時(shí)、設(shè)備協(xié)同效率低，影響了整體生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，亟需一種可靠的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備來(lái)解決這一問(wèn)題。

二，解決方案

經(jīng)過(guò)調(diào)研和評(píng)估，該企業(yè)選擇了遠(yuǎn)創(chuàng)智控的EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。其主要功能是將CAN設(shè)備接入到EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，讓現(xiàn)有的CAN設(shè)備能夠集成到EtherCAT系統(tǒng)，并可提供來(lái)自EtherCAT的數(shù)據(jù)給CAN設(shè)備使用。

三，設(shè)備選型

PLC主站：選用了倍福的CX5140控制器，其具備強(qiáng)大的處理能力和豐富的EtherCAT通信功能，可穩(wěn)定地作為EtherCAT主站與各個(gè)從站設(shè)備進(jìn)行通信。

變頻器：采用了匯川的MD300系列變頻器，該變頻器支持CANopen協(xié)議，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用廣泛，性能穩(wěn)定可靠，能夠滿足生產(chǎn)線上對(duì)電機(jī)調(diào)速等控制需求。

協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)：遠(yuǎn)創(chuàng)智控的EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，在EtherCAT一側(cè)作為從站，在CAN一側(cè)可作為主站，支持CAN自由通信的CAN設(shè)備，其ESI文件由配置工具自動(dòng)生成，支持最大輸入字節(jié)數(shù)為500字節(jié)，最大輸出字節(jié)為500字節(jié)，CAN參數(shù)規(guī)格支持CAN2.0A/B規(guī)范，波特率可在20kbit/s至1Mbit/s之間選擇，最大CAN報(bào)文數(shù)為256條，支持生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式、查詢(xún)/應(yīng)答模式等多種通訊模式。

四，系統(tǒng)架構(gòu)

倍福CX5140控制器通過(guò)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)創(chuàng)智控EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)相連，網(wǎng)關(guān)再與匯川MD300系列變頻器的CAN接口相連接。同時(shí)，還配置了上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)與PLC主站相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的集中監(jiān)控和管理。

五，配置與調(diào)試

網(wǎng)關(guān)配置：首先，正確連接YC-ECT-CAN網(wǎng)關(guān)的電源，通過(guò)配置口將其與電腦相連，給網(wǎng)關(guān)上電。然后，打開(kāi)遠(yuǎn)創(chuàng)智控提供的配置軟件GWModbusBulider，設(shè)置軟件使用的IP地址，點(diǎn)擊菜單欄“設(shè)置——通訊設(shè)置——以太網(wǎng)設(shè)置”，將電腦的IP地址與網(wǎng)關(guān)的IP地址設(shè)置為同一網(wǎng)段。接著，點(diǎn)擊菜單欄“工具——在線”，在彈出的窗口中選擇“CAN配置”，點(diǎn)擊“連接從站”按鈕，連接成功后其他按鈕會(huì)變成可以點(diǎn)擊的狀態(tài)。之后，點(diǎn)擊“讀取配置”按鈕，顯示網(wǎng)關(guān)目前的實(shí)際配置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信要求，填寫(xiě)需要設(shè)置的波特率、CAN報(bào)文等參數(shù)，點(diǎn)擊“寫(xiě)入配置”按鈕，完成網(wǎng)關(guān)的配置。設(shè)置完畢后，將網(wǎng)關(guān)撥碼的第8位撥到OFF，然后重新給網(wǎng)關(guān)供電，使配置生效。

PLC程序編寫(xiě)：在倍福CX5140控制器中，使用TwinCAT軟件進(jìn)行編程。根據(jù)YC-ECT-CAN網(wǎng)關(guān)的ESI文件，將其添加到TwinCAT的設(shè)備管理器中，配置EtherCAT主站與網(wǎng)關(guān)從站之間的通信參數(shù)，確保數(shù)據(jù)能夠正確地在PLC和網(wǎng)關(guān)之間傳輸。同時(shí)，編寫(xiě)PLC程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的啟動(dòng)、停止、速度調(diào)節(jié)等功能的控制邏輯，以及對(duì)變頻器反饋的數(shù)據(jù)如運(yùn)行狀態(tài)、故障信息等的處理和上傳。

變頻器參數(shù)設(shè)置：對(duì)匯川MD300系列變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，將其CANopen通信參數(shù)與EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的CAN參數(shù)相匹配，包括波特率、節(jié)點(diǎn)地址等，確保變頻器能夠正常地與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。同時(shí)，配置變頻器的控制模式和電機(jī)參數(shù)，使其能夠根據(jù)PLC的指令穩(wěn)定地運(yùn)行。

系統(tǒng)調(diào)試：完成上述配置后，開(kāi)始進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。首先，檢查各個(gè)設(shè)備的電源和通信連接是否正常，通過(guò)網(wǎng)關(guān)的指示燈狀態(tài)初步判斷設(shè)備的上電和通信情況。然后，在PLC中運(yùn)行程序，觀察變頻器是否能夠按照預(yù)期進(jìn)行動(dòng)作，如電機(jī)的啟動(dòng)、停止和速度變化是否正常，同時(shí)檢查上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是否能夠?qū)崟r(shí)地顯示變頻器的運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。若發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，如數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤、設(shè)備不響應(yīng)等，通過(guò)使用調(diào)試工具如CANoe等對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行抓包分析，排查故障原因，如參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、接線問(wèn)題等，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)。

六，應(yīng)用效果

提高生產(chǎn)效率：實(shí)現(xiàn)了PLC與變頻器之間的實(shí)時(shí)、可靠通信，數(shù)據(jù)交互更加及時(shí)準(zhǔn)確，設(shè)備協(xié)同工作效率大幅提高，生產(chǎn)節(jié)拍得以?xún)?yōu)化，整體生產(chǎn)效率提升了約20%。

提升產(chǎn)品質(zhì)量：通過(guò)對(duì)變頻器的精確控制，電機(jī)的運(yùn)行更加平穩(wěn)，生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量一致性顯著提高，產(chǎn)品次品率降低了約15%。

便于維護(hù)管理：上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)線上各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能夠快速定位故障點(diǎn)，為維護(hù)人員提供準(zhǔn)確的信息，縮短了維修時(shí)間，提高了設(shè)備的可利用率。同時(shí)，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，還可提前預(yù)測(cè)設(shè)備的潛在故障，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，進(jìn)一步降低了設(shè)備的維修成本和停機(jī)時(shí)間。

七，總結(jié)與展望

遠(yuǎn)創(chuàng)智控EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),EtherCAT轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)在新能源汽車(chē)制造企業(yè)生產(chǎn)線的成功應(yīng)用，有效地解決了EtherCAT協(xié)議主站與CAN協(xié)議變頻器之間的通信難題，為企業(yè)帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益。未來(lái)，隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的深入推進(jìn)，協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)等設(shè)備將在更多的工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，促進(jìn)不同設(shè)備之間的互聯(lián)互通和協(xié)同工作，推動(dòng)制造業(yè)向智能化、數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。該企業(yè)在此次成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將繼續(xù)探索和拓展協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)備中的應(yīng)用，進(jìn)一步提升企業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力。

（具體內(nèi)容配置過(guò)程及其他相關(guān)咨詢(xún)可聯(lián)系付工。）

審核編輯 黃宇