一、行業(yè)背景
在新能源汽車與儲能市場的強勁驅(qū)動下，鋰離子電池產(chǎn)能急速擴張。某大型電池制造基地內(nèi)，電極涂布、卷繞、注液、化成等關(guān)鍵工序高度依賴自動化產(chǎn)線。然而，其核心控制系統(tǒng)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：多臺負(fù)責(zé)底層設(shè)備控制的西門子S7-300 PLC（CPU315-2DP）僅配備MPI/DP接口，而新增的S7-1200智能單元、西門子KTP1200觸摸屏及上位機監(jiān)控系統(tǒng)均采用以太網(wǎng)通信。協(xié)議與物理接口的割裂，導(dǎo)致系統(tǒng)集成困難、數(shù)據(jù)流通效率低下，成為產(chǎn)能爬坡的瓶頸。

行業(yè)痛點

協(xié)議鴻溝難跨越：S7-300的MPI協(xié)議與主流的工業(yè)以太網(wǎng)（Profinet、S7 Communication）無法直接對話。

信息孤島林立：S7-300過程數(shù)據(jù)無法實時送達觸摸屏顯示及上位機分析，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控滯后。

布線復(fù)雜成本高：若采用傳統(tǒng)MPI總線擴展或增加CP通訊卡，需鋪設(shè)大量專用電纜，成本高昂且維護困難。

響應(yīng)速度瓶頸：MPI通訊速率（最大187.5Kbps）難以滿足高速產(chǎn)線對實時控制與數(shù)據(jù)采集的需求。

二、解決方案
引入捷米特ETH-S7300-JM01 Plus直通型以太網(wǎng)模塊，將其直接插入S7-300 PLC的MPI/DP端口。該模塊的核心價值在于：

串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)：將PLC的MPI物理層信號透明轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以太網(wǎng)幀。

以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器：支持S7 Communication協(xié)議，無縫對接西門子S7系列設(shè)備（S7-1200/S7-1500）及支持該協(xié)議的HMI/SCADA。

以太網(wǎng)橋接器：構(gòu)建統(tǒng)一以太網(wǎng)平臺，實現(xiàn)S7-300與S7-1200、觸摸屏、上位機的高效數(shù)據(jù)交換。

三、實施過程

硬件部署：

將ETH-S7300-JM01 Plus模塊插入S7-300 CPU的MPI端口。

通過網(wǎng)線將模塊接入車間級工業(yè)交換機，與S7-1200 PLC（192.168.1.10）、KTP1200觸摸屏（192.168.1.20）、上位機服務(wù)器（192.168.1.30）同處一個子網(wǎng)。

為S7-300 PLC（通過模塊）分配固定IP地址（如192.168.1.100）。

S7-300側(cè)配置：

無需修改PLC硬件組態(tài)或程序。模塊以透明橋接方式工作，原有MPI通訊參數(shù)（地址、波特率）保持不變。

S7-1200 PLC通訊：

在S7-1200的TIA Portal項目中，使用“PUT/GET”指令，指定目標(biāo)設(shè)備IP（192.168.1.100）及S7-300的DB塊地址，實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換（如：卷繞機張力設(shè)定值下發(fā)，S7-300狀態(tài)字讀?。?/p>

觸摸屏（KTP1200）組態(tài)：

在WinCC (TIA Portal)中，添加新連接，協(xié)議選擇“S7 Communication”。

指定PLC IP地址（192.168.1.100），機架號/插槽號與S7-300實際一致。

直接綁定S7-300的I/Q/M/DB地址，實現(xiàn)涂布厚度、溫度等關(guān)鍵參數(shù)實時顯示及啟?？刂啤?/p>

上位機（SCADA）集成：

使用 Kepware、WinCC 等OPC服務(wù)器，添加“Siemens TCP/IP Ethernet”驅(qū)動。

配置目標(biāo)設(shè)備IP（192.168.1.100），建立與S7-300的通道，采集電流、電壓、設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)用于MES分析及大屏監(jiān)控。

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：

在交換機上啟用IGMP Snooping，優(yōu)化組播流量。

配置VLAN隔離生產(chǎn)網(wǎng)與管理網(wǎng)，確保通訊安全與實時性。

四、應(yīng)用效果

通訊速率飛躍：MPI（19.2kbps-187.5kbps）升級至百兆/千兆以太網(wǎng)，關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸延遲降低80%，滿足高速涂布機毫秒級響應(yīng)需求。

系統(tǒng)無縫融合：S7-300、S7-1200、HMI、SCADA成功構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，打通信息孤島，設(shè)備狀態(tài)透明化。

布線革命：取消專用MPI電纜，布線成本降低70%，機柜更簡潔，維護便捷性大幅提升。

生產(chǎn)決策智能化：上位機實時獲取全線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)涂布均勻性分析、設(shè)備預(yù)測性維護，設(shè)備綜合效率（OEE）提升15%。

擴展無憂：以太網(wǎng)架構(gòu)靈活支持未來AGV調(diào)度系統(tǒng)、視覺檢測設(shè)備等智能單元的快速接入。

五、行業(yè)前景
在工業(yè)4.0與“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，新能源裝備制造（鋰電、光伏）、半導(dǎo)體、生物醫(yī)藥等高速增長的先進制造領(lǐng)域，對設(shè)備互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)實時性、系統(tǒng)柔性提出極致要求。老設(shè)備智能化改造、異構(gòu)系統(tǒng)集成是普遍需求。捷米特ETH-S7300-JM01 Plus這類即插即用、高效可靠的串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備，以其極低的改造成本和顯著的性能提升，成為打通傳統(tǒng)設(shè)備與智能工廠“任督二脈”的關(guān)鍵工具，市場前景廣闊。

六、總結(jié)
捷米特ETH-S7300-JM01 Plus直通型以太網(wǎng)模塊，憑借其高效的串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)能力、即插即用的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器特性以及強大的以太網(wǎng)橋接功能，成功解決了鋰電制造產(chǎn)線中S7-300 PLC與現(xiàn)代以太網(wǎng)設(shè)備（S7-1200、HMI、SCA·DA）的通訊壁壘。該方案不僅實現(xiàn)了毫秒級數(shù)據(jù)互通、顯著提升生產(chǎn)效率與OEE，更以極簡的布線重構(gòu)了產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備注入智能互聯(lián)新動能。在新能源等先進制造業(yè)智能化升級浪潮中，此類高效、經(jīng)濟的通訊整合方案將持續(xù)釋放核心價值。

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審核編輯 黃宇