EtherNet/IP轉(zhuǎn)Modbus TCP實(shí)現(xiàn)三菱變頻器與制造執(zhí)行系統(tǒng)連接通訊的配置案例

一、案例背景

在一家汽車零部件生產(chǎn)工廠，有一批三菱變頻器用于控制生產(chǎn)設(shè)備的電機(jī)轉(zhuǎn)速，如車床、銑床等設(shè)備的主軸電機(jī)。工廠的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）采用 MODBUS TCP 協(xié)議，需要獲取變頻器的運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，以便進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度和設(shè)備管理。

二、硬件設(shè)備

三菱變頻器：支持標(biāo)準(zhǔn)的EtherNet/IP協(xié)議

工廠的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）：支持標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS TCP協(xié)議

捷米特JM-EIPM-TCP協(xié)議網(wǎng)關(guān)：實(shí)現(xiàn)連接EtherNet/IP設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)到Modbus TCP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)關(guān)可實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，既允許現(xiàn)有的、低成本的EtherNet/IP設(shè)備集成到Modbus TCP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也可提供來(lái)自Modbus TCP的數(shù)據(jù)給EtherNet/IP設(shè)備使用。

三、設(shè)備配置及安裝

三菱變頻器：分布在各個(gè)生產(chǎn)區(qū)域，控制著不同電機(jī)的轉(zhuǎn)速，每個(gè)變頻器都配備了 EtherNet/IP 通信模塊，通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備進(jìn)行通信，內(nèi)部存儲(chǔ)了電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速、輸出電流、輸出電壓、運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)。

捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關(guān)：捷米特 JM-EIPM-TCP 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊具有兩個(gè)獨(dú)立的以太網(wǎng)接口，一個(gè)接口用于連接三菱變頻器所在的 EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)接口則連接 MES 系統(tǒng)所在的 MODBUS TCP 網(wǎng)絡(luò)。

MES 系統(tǒng)：基于 MODBUS TCP 協(xié)議的 MES 系統(tǒng)運(yùn)行在工廠的服務(wù)器上，負(fù)責(zé)生產(chǎn)計(jì)劃的制定、生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控和設(shè)備的管理等。

四、技術(shù)指標(biāo)

在Modbus TCP一側(cè)為Modbus TCP Server；

功能碼：支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、 10H號(hào)功能；

在EtherNet/IP側(cè)，該設(shè)備將作為支持EtherNet/IP通訊掃描器。

支持波特率：10kbit/s, 20kbit/s, 50kbit/s, 100kbit/s, 125kbit/s, 250kbit/s, 500kbit/s, 800kbit/s, 1Mbit/s，其它波特率可以定制.

最大連接數(shù)：126個(gè)從站

供電：24VDC(±5％)，最大功率 3.5W

工作環(huán)境溫度：-25～55℃，濕度≤95%

防護(hù)等級(jí)：IP20

五、配置步驟

EtherNet/IP側(cè)配置：對(duì)JM-EIPM-TCP模塊的 EtherNet/IP 側(cè)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，輸入三菱變頻器的 IP 地址范圍。根據(jù)三菱變頻器的 EtherNet/IP 通信手冊(cè)，確定數(shù)據(jù)標(biāo)簽的訪問(wèn)方式，設(shè)置關(guān)鍵參數(shù)的讀取規(guī)則，包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)更新周期。

創(chuàng)建工程

雙擊EIPscan軟件圖標(biāo)

EIPscan Test Tool打開軟件，在彈出窗口選擇PC本機(jī)IP地址，如下圖：

選擇“OK”按鈕打開軟件，如下圖：

添加EIP模擬從站配置

鼠標(biāo)右擊選擇剛才選擇IP地址對(duì)應(yīng)的電腦圖標(biāo)，如圖所示：

在彈出菜單欄選項(xiàng)選擇第三項(xiàng)“Configure Assembly”，彈出窗口如下：

首先添加EIP從站對(duì)網(wǎng)關(guān)主站輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，在“Instance”欄寫入值“100”、在第一格“Byte”欄寫入配置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度“2”、勾選“static”以及“Producing”選項(xiàng)，如圖所示：

點(diǎn)擊“Add”按鈕，將配置添加到數(shù)據(jù)確認(rèn)區(qū)，如圖所示：

點(diǎn)擊“OK”按鈕，將EIP從站配置添加到軟件配置中，如圖所示：

MODBUS TCP側(cè)配置：設(shè)置模塊自身的 IP 地址和 MODBUS TCP 端口號(hào)，將從變頻器讀取的電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)映射到 MODBUS TCP 的保持寄存器中，如將電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)映射到地址 40001，輸出電流映射到 40002、輸出電壓映射到 40003 等。

MODBUS TCP側(cè)Modbus Poll軟件在線觀察，所有命令界面無(wú)報(bào)錯(cuò)信息顯示，Err指示數(shù)字不變化則通訊正常，如圖所示：

MES系統(tǒng)配置：在MES系統(tǒng)中添加新的MODBUS TCP設(shè)備，設(shè)備地址設(shè)置為JM-EIPM-TCP模塊的IP地址。根據(jù)數(shù)據(jù)映射關(guān)系，在MES系統(tǒng)中配置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示項(xiàng)和監(jiān)控界面。

六、運(yùn)行與測(cè)試

啟動(dòng)捷米特JM-EIPM-TCP模塊和MES系統(tǒng)，在MES系統(tǒng)中查看各個(gè)數(shù)據(jù)顯示窗口是否有數(shù)據(jù)更新。通過(guò)操作變頻器，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，觀察 MES 系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速顯示窗口的數(shù)據(jù)是否實(shí)時(shí)變化，同時(shí)檢查輸出電流、電壓等其他參數(shù)的顯示是否準(zhǔn)確。通過(guò)捷米特JM-EIPM-TCP模塊成功實(shí)現(xiàn)了三菱變頻器與MES系統(tǒng)之間的通信，MES系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地獲取變頻器的運(yùn)行參數(shù)，大大提高了生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控效率和管理水平。

審核編輯 黃宇