一、行業(yè)痛點(diǎn)分析

在現(xiàn)代制造業(yè)的沖壓車間中，自動(dòng)化生產(chǎn)已成為主流趨勢。歐姆龍CP1E PLC以其緊湊的設(shè)計(jì)、豐富的功能和可靠的性能，被廣泛應(yīng)用于沖壓設(shè)備的控制。然而，CP1E PLC本身不具備以太網(wǎng)接口，這給車間的信息化和智能化管理帶來了諸多挑戰(zhàn)。

這些痛點(diǎn)導(dǎo)致沖壓車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)上傳和共享，管理人員難以全面掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備維護(hù)效率低下，嚴(yán)重制約了車間的生產(chǎn)效率和管理水平。

二、解決方案

為了解決歐姆龍CP1E PLC沒有以太網(wǎng)接口的問題，某汽車零部件制造企業(yè)在其沖壓車間項(xiàng)目中采用了遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC8000-CP以太網(wǎng)通訊處理器，實(shí)現(xiàn)了PLC與上位機(jī)編程軟件和觸摸屏的以太網(wǎng)通信。

1.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

該沖壓車間自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用三層架構(gòu)設(shè)計(jì)：

·設(shè)備層：包括多臺(tái)沖壓機(jī)、送料機(jī)、模具等設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備配備一臺(tái)歐姆龍CP1E PLC（型號(hào)：CP1E-N40DT-D）負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備的控制。

·通信層：每臺(tái)CP1E PLC通過RS485接口連接一臺(tái)遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC8000-CP以太網(wǎng)通訊處理器，將PLC的串口通信轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)和觸摸屏的數(shù)據(jù)傳輸。

·監(jiān)控層：包括一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）和多臺(tái)觸摸屏（型號(hào)：威綸通MT8102iE）。上位機(jī)安裝有歐姆龍CX-Programmer編程軟件和FactoryTalkViewSE監(jiān)控軟件，負(fù)責(zé)整個(gè)車間設(shè)備的編程、監(jiān)控和管理；觸摸屏安裝在各沖壓設(shè)備操作臺(tái)上，用于現(xiàn)場操作人員對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作。

2.設(shè)備選型與配置

·PLC選型：歐姆龍CP1E-N40DT-D，具有24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出，支持多種通信協(xié)議，滿足沖壓設(shè)備的控制需求。

·以太網(wǎng)模塊選型：遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC8000-CP以太網(wǎng)通訊模塊，專為歐姆龍PLC設(shè)計(jì)，支持FINS協(xié)議，可將PLC的串口通信轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)通信，提供RJ45以太網(wǎng)接口，支持ModbusTCP、OPCUA等標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議。

·觸摸屏選型：威綸通MT8102iE，10.1英寸widescreenTFTLCD，分辨率1024×600，支持以太網(wǎng)通信，具備豐富的圖形顯示和操作功能。

·上位機(jī)選型：研華IPC-610L工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，配置IntelCorei5處理器、8GB內(nèi)存、500GB硬盤，預(yù)裝Windows10Professional操作系統(tǒng)。

3.系統(tǒng)集成與通信配置

3.1硬件連接

·將YC8000-CP以太網(wǎng)模塊的RS485接口通過屏蔽雙絞線與CP1E PLC的RS485接口連接，確保通信線路的可靠性。

·將YC8000-CP以太網(wǎng)模塊的RJ45以太網(wǎng)接口通過以太網(wǎng)交換機(jī)與上位機(jī)和觸摸屏連接，組成局域網(wǎng)。

3.2軟件配置

·YC8000-CP以太網(wǎng)模塊配置：

o通過模塊的Web配置界面，設(shè)置模塊的IP地址。

o配置通信參數(shù)，選擇FINS協(xié)議作為與CP1E PLC的通信協(xié)議，設(shè)置PLC的節(jié)點(diǎn)號(hào)（如1）和通信速率（如115200bps）。

o啟用ModbusTCP和OPCUA服務(wù)器功能，設(shè)置相應(yīng)的端口號(hào)和訪問權(quán)限。

·CP1E PLC編程：

o使用歐姆龍CX-Programmer編程軟件對(duì)CP1E PLC進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)沖壓設(shè)備的邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制和安全保護(hù)功能。

o在PLC程序中配置FINS通信參數(shù)，確保與YC8000-CP以太網(wǎng)模塊的通信正常。

·觸摸屏配置：

o使用威綸通EasyBuilderPro組態(tài)軟件創(chuàng)建觸摸屏界面，設(shè)計(jì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控畫面、參數(shù)設(shè)置畫面、報(bào)警信息畫面等。

o配置觸摸屏的通信參數(shù)，設(shè)置為ModbusTCP協(xié)議，連接YC8000-CP以太網(wǎng)模塊的IP地址和端口號(hào)（如502）。

o在觸摸屏畫面中添加各種控件（如按鈕、指示燈、文本框等），并關(guān)聯(lián)相應(yīng)的PLC寄存器地址，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控和操作。

·上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置：

o在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上安裝FactoryTalkViewSE監(jiān)控軟件，創(chuàng)建車間級(jí)監(jiān)控畫面。

o配置OPCUA客戶端，連接YC8000-CP以太網(wǎng)模塊的OPCUA服務(wù)器，獲取PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

o開發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)表、趨勢分析、報(bào)警管理等功能模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)沖壓車間設(shè)備的集中監(jiān)控和管理。

三、功能實(shí)現(xiàn)

通過遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC8000-CP以太網(wǎng)通訊處理器的應(yīng)用，該沖壓車間實(shí)現(xiàn)了以下功能：

1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控

操作人員可以通過觸摸屏實(shí)時(shí)監(jiān)控沖壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括壓力、溫度、速度、位移等參數(shù)。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)控多臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)車間級(jí)的集中監(jiān)控。

2.生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析，生成生產(chǎn)報(bào)表、產(chǎn)能分析圖表等。管理人員可以通過這些數(shù)據(jù)了解車間的生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)備利用率和產(chǎn)品質(zhì)量情況，為生產(chǎn)決策提供依據(jù)。

四、應(yīng)用效果

該汽車零部件制造企業(yè)在沖壓車間應(yīng)用遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC8000-CP以太網(wǎng)通訊處理器后，取得了顯著的應(yīng)用效果：

1.提高了生產(chǎn)效率：通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理，設(shè)備故障響應(yīng)時(shí)間從原來的平均2小時(shí)縮短到30分鐘以內(nèi)，設(shè)備停機(jī)時(shí)間減少了40%，生產(chǎn)效率提高了15%。

2.提升了產(chǎn)品質(zhì)量：通過對(duì)沖壓過程參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和精確控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性得到提高，次品率從原來的3%降低到1.5%。

3.實(shí)現(xiàn)了車間信息化管理：生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分析為企業(yè)的生產(chǎn)管理提供了數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃的科學(xué)制定和生產(chǎn)過程的精細(xì)化管理。

五、總結(jié)與展望

遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC8000-CP以太網(wǎng)通訊模塊成功解決了歐姆龍CP1E PLC沒有以太網(wǎng)接口的問題，為沖壓車間的自動(dòng)化和信息化建設(shè)提供了可靠的通信解決方案。該方案具有成本低、易實(shí)施、穩(wěn)定性高、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，值得在類似的工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。

(具體內(nèi)容配置過程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。)

審核編輯 黃宇