一、行業(yè)背景與痛點(diǎn)

在快速發(fā)展的食品工業(yè)中，自動化生產(chǎn)線（如烘焙、飲料灌裝、包裝線）對設(shè)備間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互要求極高。以某大型餅干生產(chǎn)廠為例，其生產(chǎn)線包含攪拌、成型、烘烤、冷卻、包裝等多個(gè)工段，設(shè)備分布范圍廣、環(huán)境復(fù)雜（高溫、高濕、粉塵）。核心控制設(shè)備采用臺達(dá)DVP-EX2系列PLC，以其穩(wěn)定性和性價(jià)比著稱。

然而，傳統(tǒng)通訊方式面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：

1.串口瓶頸：DVP-EX2原生僅提供RS232/RS485串口。上位機(jī)（SCADA系統(tǒng)）與HMI（觸摸屏）需分別通過串口連接PLC，布線繁瑣（尤其是長距離時(shí)信號衰減、干擾嚴(yán)重），擴(kuò)展性差，無法滿足多點(diǎn)、高速數(shù)據(jù)采集需求。

2.信息孤島：SCADA系統(tǒng)難以實(shí)時(shí)獲取全生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)（如烘烤溫度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、故障報(bào)警），生產(chǎn)調(diào)度與質(zhì)量管理依賴人工經(jīng)驗(yàn)，效率低下。

3.維護(hù)困難：串口通訊故障排查復(fù)雜，線路老化或接口松動易導(dǎo)致整線停產(chǎn)，嚴(yán)重影響交付時(shí)效。

4.智能化阻礙：缺乏高效的以太網(wǎng)通道，難以接入工廠級MES系統(tǒng)，阻礙了數(shù)據(jù)驅(qū)動決策與智能制造升級。

二、解決方案

針對上述痛點(diǎn)，采用捷米特JM-ETH-DVP以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器作為核心通訊橋梁。該模塊專為臺達(dá)DVP系列PLC設(shè)計(jì)，其核心價(jià)值在于：

·串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)：將PLC的RS232/RS485物理串口透明轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)RJ45以太網(wǎng)接口。

·以太網(wǎng)橋接器：在PLC與上層網(wǎng)絡(luò)（上位機(jī)、HMI）間建立高速TCP/IP通道。

·協(xié)議兼容：完美支持臺達(dá)PLC的ModbusRTUoverTCP協(xié)議，上位機(jī)和HMI可通過標(biāo)準(zhǔn)的ModbusTCP協(xié)議訪問PLC數(shù)據(jù)。

·一機(jī)多聯(lián)：單臺JM-ETH-DVP以太網(wǎng)模塊可同時(shí)被多個(gè)以太網(wǎng)設(shè)備（如SCADA服務(wù)器、工程師站、多臺HMI）訪問，徹底解決串口資源限制。

·工業(yè)級設(shè)計(jì)：寬溫、防塵、抗干擾，適應(yīng)食品廠惡劣環(huán)境。

三、詳細(xì)實(shí)施過程

1.硬件連接：

o將JM-ETH-DVP模塊通過專用通訊線纜牢固連接至DVP-EX2PLC的編程口(RS232)或擴(kuò)展通訊口(RS485)。

o為模塊接入24VDC電源（通常利用PLC的傳感器電源或獨(dú)立開關(guān)電源）。

o使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線將模塊的RJ45端口接入工廠局域網(wǎng)的交換機(jī)。確保SCADA服務(wù)器、HMI操作站均在同一網(wǎng)段。

2.模塊網(wǎng)絡(luò)配置：

o通過模塊內(nèi)置的Web服務(wù)器或?qū)Ｓ门渲霉ぞ?JM-TECH提供)設(shè)置模塊的靜態(tài)IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)（如192.168.1.100/255.255.255.0/192.168.1.1）。

o配置串口參數(shù)（波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位）必須與DVP-EX2PLC的通訊口設(shè)置完全一致（例如：19200,8,1,None）。

o設(shè)置工作模式為TCPServer(推薦)或TCPClient/MODBUSGateway，并指定監(jiān)聽端口（默認(rèn)為502）。

3.PLC設(shè)置(關(guān)鍵)：

o在臺達(dá)WPLSoft或ISPSoft編程軟件中，確認(rèn)PLC通訊口的參數(shù)（波特率等）與JM-ETH-DVP模塊的串口配置精確匹配。此步驟是通訊成功的基礎(chǔ)。

o無需修改PLC原有程序邏輯。JM-ETH-DVP透明傳輸數(shù)據(jù)，PLC仍認(rèn)為自己通過串口與設(shè)備通訊。

4.上位機(jī)(SCADA)配置：

o在SCADA系統(tǒng)（如組態(tài)王、WinCC、Ignition）的驅(qū)動列表中選擇“ModbusTCP/IP”驅(qū)動。

o新建設(shè)備，填寫JM-ETH-DVP模塊的IP地址(192.168.1.100)和端口號(502)。

o配置站號（即PLC的Modbus從站地址）。

o建立變量標(biāo)簽，映射到PLC的D(數(shù)據(jù)寄存器)、M(輔助繼電器)等地址。SCADA即可實(shí)時(shí)讀寫PLC數(shù)據(jù)。

5.觸摸屏(HMI)配置：

o在HMI編程軟件（如臺達(dá)DOPSoft、威綸通EBPro）中，選擇通訊接口為“Ethernet”。

o選擇ModbusTCP協(xié)議。

o設(shè)置遠(yuǎn)程設(shè)備的IP地址為JM-ETH-DVP模塊的IP(192.168.1.100)，端口502，并指定PLC站號。

o按常規(guī)方式在HMI畫面上綁定PLC變量地址。HMI即可通過以太網(wǎng)與PLC交互。

6.聯(lián)調(diào)與測試：

o使用網(wǎng)絡(luò)命令(Ping)測試模塊網(wǎng)絡(luò)連通性。

o利用Modbus調(diào)試工具(如ModScan、ModbusPoll)模擬上位機(jī)或HMI，測試對PLC寄存器的讀寫功能。

o在SCADA和HMI上驗(yàn)證關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)（如溫度、速度、啟停狀態(tài)）的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

o進(jìn)行壓力測試，模擬多客戶端并發(fā)訪問，確保通訊穩(wěn)定性。

四、應(yīng)用效果

通訊速率顯著提升：以太網(wǎng)替代串口，數(shù)據(jù)傳輸速率從kbps級躍升至100Mbps，PLC與SCADA/HMI間的數(shù)據(jù)交換延遲降至毫秒級，設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)實(shí)時(shí)性極大提高。

1.布線簡化，成本降低：摒棄長距離串行電纜，利用現(xiàn)有工廠以太網(wǎng)架構(gòu)，節(jié)省布線成本50%以上，安裝維護(hù)更加便捷。

2.“一拖多”高效互聯(lián)：單臺JM-ETH-DVP以太網(wǎng)模塊成功實(shí)現(xiàn)SCADA服務(wù)器、中控室HMI、現(xiàn)場工程師站筆記本等多終端同時(shí)、穩(wěn)定訪問同一臺DVP-EX2PLC，打破信息孤島。

3.系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)：工業(yè)以太網(wǎng)抗干擾能力遠(yuǎn)超串口，結(jié)合模塊的可靠設(shè)計(jì)，通訊故障率下降90%，產(chǎn)線因通訊問題導(dǎo)致的非計(jì)劃停機(jī)大幅減少。

4.智能化基礎(chǔ)夯實(shí)：為PLC數(shù)據(jù)無縫接入MES/ERP系統(tǒng)鋪平道路，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、過程追溯、質(zhì)量分析、能耗管理，餅干廠生產(chǎn)管理效率提升20%。

5.維護(hù)便捷性提升：網(wǎng)絡(luò)化使得遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷和程序更新成為可能，工程師響應(yīng)速度更快。

五、總結(jié)

在食品機(jī)械自動化領(lǐng)域，老舊設(shè)備通訊升級是提升效率與競爭力的關(guān)鍵。本案例通過為臺達(dá)DVP-EX2PLC加裝JM-ETH-DVP串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器（以太網(wǎng)橋接器），成功解決了傳統(tǒng)串口通訊在速度、距離、擴(kuò)展性、可靠性方面的固有瓶頸。該方案實(shí)施快捷（無需改動PLC程序）、成本效益高，實(shí)現(xiàn)了PLC與上位機(jī)SCADA系統(tǒng)及多臺觸摸屏HMI的高速、穩(wěn)定、并發(fā)以太網(wǎng)通訊。

JM-ETH-DVP作為可靠的串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)橋梁，不僅顯著提升了現(xiàn)有生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)交互效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了維護(hù)成本，更重要的是為食品工廠的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級奠定了堅(jiān)實(shí)的設(shè)備層數(shù)據(jù)接入基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，此類以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換方案是盤活存量PLC設(shè)備、賦能傳統(tǒng)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型的高效路徑。

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審核編輯 黃宇