在某大型自動化生產(chǎn)線中，前端設備采用西門子PLC進行邏輯控制，而后端檢測單元則配備了歐姆龍PLC。西門子PLC使用Profinet協(xié)議，歐姆龍PLC采用EtherCAT協(xié)議，兩種協(xié)議互不兼容，導致前后端設備數(shù)據(jù)無法直接交互，生產(chǎn)流程出現(xiàn)“斷鏈”，設備間數(shù)據(jù)傳輸延遲高達800ms，系統(tǒng)故障率每月超過12次，嚴重影響生產(chǎn)效率。

Profinet和EtherCAT協(xié)議的底層機制差異。Profinet基于以太網(wǎng)和TCP/IP，適合工廠自動化場景；EtherCAT采用主從架構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸實時性強，兩者的數(shù)據(jù)格式、通信周期及尋址方式均不相同，直接連接無法實現(xiàn)有效通信。

為此，我們采用了Profinet轉(zhuǎn)EtherCAT協(xié)議網(wǎng)關(guān)作為解決方案。該網(wǎng)關(guān)如同一個“翻譯官”，能將Profinet協(xié)議數(shù)據(jù)包解析后，按照EtherCAT協(xié)議格式重新封裝發(fā)送，反之亦然，從而實現(xiàn)兩種協(xié)議設備間的數(shù)據(jù)交互。

實施時，先在西門子PLC編程軟件中導入網(wǎng)關(guān)的GSDML文件，將網(wǎng)關(guān)配置為Profinet從站，設置IP地址和設備名稱，添加輸入輸出字節(jié)數(shù)，下載即可完成西門子PLC的設置。

在歐姆龍PLC編程環(huán)境中，通過EtherCAT主設備添加節(jié)點網(wǎng)關(guān)，設置從站編號以及編輯PDO映射設置輸入輸出字節(jié)，配置Profinet側(cè)和EtherCAT側(cè)的通信參數(shù)，建立兩側(cè)PLC數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，例如將西門子PLC的I 、Q地址數(shù)據(jù)對應到歐姆龍PLC的R、W地址。

系統(tǒng)投用后，數(shù)據(jù)傳輸延遲縮短至20ms以內(nèi)，設備故障率顯著下降至每月2次以下。前后端PLC實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)交互，生產(chǎn)流程更加順暢，維護人員通過一個監(jiān)控界面即可管理兩側(cè)設備，故障排查效率提升60%。Profinet轉(zhuǎn)EtherCAT協(xié)議網(wǎng)關(guān)成功打破通信壁壘，為不同品牌PLC協(xié)同工作提供了可靠保障。

審核編輯 黃宇