一、項目背景

某新能源汽車制造企業(yè)，在其生產(chǎn)線上，部分關鍵設備采用了CANopen協(xié)議進行通信，而生產(chǎn)線的整體控制與調(diào)度則依賴于ROFINET協(xié)議主站的PLC系統(tǒng)。這種協(xié)議不兼容的情況，導致設備之間的數(shù)據(jù)交互不暢，生產(chǎn)效率受到影響，無法滿足日益增長的市場需求。為了實現(xiàn)生產(chǎn)線的高效運作，引入能夠?qū)崿F(xiàn)ROFINET轉CANopen協(xié)議轉換網(wǎng)關的設備迫在眉睫。

二、應用設備介紹

1.ROFINET協(xié)議主站PLC

西門子S7-1500系列PLC（CPU1518-4PN/DP）：作為工業(yè)自動化領域的主流產(chǎn)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?qū)崿F(xiàn)高速、實時的數(shù)據(jù)傳輸，負責整個生產(chǎn)線的邏輯控制、數(shù)據(jù)處理以及與其他設備的通信協(xié)調(diào)，對生產(chǎn)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(yè)控制中也占據(jù)重要地位。通過RJ71PN92模塊，該系列PLC可成為ROFINET協(xié)議主站。其具備高度的可靠性和穩(wěn)定性，在新能源汽車制造的復雜生產(chǎn)環(huán)境中，能夠穩(wěn)定運行，確保生產(chǎn)線的連續(xù)工作。

2.CANopen協(xié)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(xié)議。該模塊符合CANopenCiA301V4.2標準，能實現(xiàn)與CANopen從站設備的穩(wěn)定通信，為使用CANopen協(xié)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(fā)的這款中型PLC，具備CANopen主站功能。它支持多種總線協(xié)議，在新能源汽車制造行業(yè)中，可靈活適配不同的CANopen設備，為生產(chǎn)線的多元化設備通信提供了便利。

3.協(xié)議轉換網(wǎng)關

捷米特JM-PN-COP：作為本案例的核心設備，捷米特JM-PN-COP網(wǎng)關模塊專門用于實現(xiàn)ROFINET與CANopen協(xié)議轉換。它在ROFINET側作為從站，與ROFINET協(xié)議主站PLC相連；在CANopen側作為主站，連接CANopen協(xié)議的設備。該網(wǎng)關采用工業(yè)級設計，具備出色的抗干擾能力，能在復雜的電磁環(huán)境中穩(wěn)定運行，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)某掷m(xù)性和準確性。

三、應用過程

1.硬件連接

將捷米特PROFINET轉CANopen網(wǎng)關模塊的ROFINET接口通過以太網(wǎng)網(wǎng)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(wǎng)絡連接穩(wěn)定。

把網(wǎng)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(wěn)定性。

2.件配置與數(shù)據(jù)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(wǎng)關模塊的GSD文件，使其識別網(wǎng)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(wǎng)關納入ROFINET網(wǎng)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(wǎng)絡配置，設定相關參數(shù)，確保與網(wǎng)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(shù)設置。

3.進行數(shù)據(jù)映射，將CANopen設備的數(shù)據(jù)，如電機轉速、設備運行狀態(tài)等信息，映射到ROFINET主站PLC的相應數(shù)據(jù)塊中。同時，將ROFINET主站PLC發(fā)出的控制指令，如設備啟停、速度調(diào)整等，映射到CANopen設備可接收的命令格式。

3.實時數(shù)據(jù)交互與控制

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

1.操作人員在監(jiān)控系統(tǒng)上發(fā)出的控制指令，由ROFINET主站PLC通過網(wǎng)關傳輸?shù)紺ANopen協(xié)議設備，實現(xiàn)對設備的遠程控制。例如，對電機的啟動、停止、轉速調(diào)整等操作，以及對生產(chǎn)線上各種執(zhí)行機構的動作控制，確保生產(chǎn)過程按照預定流程精準執(zhí)行。

4.故障診斷與報警

1.當CANopen協(xié)議設備出現(xiàn)故障時，設備會通過CANopen協(xié)議將故障信息傳輸?shù)浇菝滋?strong>PROFINET轉CANopen網(wǎng)關。網(wǎng)關將這些故障信息轉換為ROFINET協(xié)議格式，發(fā)送給ROFINET主站PLC。

2.ROFINET主站PLC根據(jù)預設的故障診斷規(guī)則，在監(jiān)控系統(tǒng)上及時發(fā)出報警信息，并記錄故障代碼和發(fā)生時間。維修人員可根據(jù)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(chǎn)線停機時間，提高生產(chǎn)效率。

四、應用效果

1.現(xiàn)設備無縫通信：通過捷米特PROFINET轉CANopen協(xié)議轉換網(wǎng)關，成功解決了ROFINET協(xié)議主站PLC與CANopen協(xié)議主站PLC及相關設備之間的通信難題，實現(xiàn)了不同協(xié)議設備間的無縫對接與數(shù)據(jù)交互，保障了生產(chǎn)線的流暢運行。

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

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

4.降低維護成本：統(tǒng)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(yè)的整體維護成本。

在新能源汽車制造行業(yè)，捷米特PROFINET轉CANopen協(xié)議轉換網(wǎng)關通過實現(xiàn)ROFINET轉CANopen協(xié)議轉換，有效解決了設備通信難題，提升了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)性能，為企業(yè)的智能化發(fā)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