一、行業(yè)背景與痛點

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)備間的實時數(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DVP-EX2系列PLC，以其穩(wěn)定性和性價比著稱。

然而，傳統(tǒng)通訊方式面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：

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

信息孤島：SCADA系統(tǒng)難以實時獲取全生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)（如烘烤溫度、電機轉(zhuǎn)速、故障報警），生產(chǎn)調(diào)度與質(zhì)量管理依賴人工經(jīng)驗，效率低下。

維護困難：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)重影響交付時效。

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，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DVP系列PLC設(shè)計，其核心價值在于：

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、HMI）間建立高速TCP/IP通道。

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

一機多聯(lián)：單臺JM-ETH-DVP以太網(wǎng)模塊可同時被多個以太網(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：寬溫、防塵、抗干擾，適應(yīng)食品廠惡劣環(huán)境。

三、詳細實施過程

硬件連接：

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)或擴展通訊口(RS485)。

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

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。確保SCADA服務(wù)器、HMI操作站均在同一網(wǎng)段。

模塊網(wǎng)絡(luò)配置：

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）。

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

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

PLC設(shè)置(關(guān)鍵)：

在臺達WPLSoft或ISPSoft編程軟件中，確認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)。

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

上位機(SCADA)配置：

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。

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)。

配置站號（即PLC的Modbus從站地址）。

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即可實時讀寫PLC數(shù)據(jù)。

觸摸屏(HMI)配置：

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

選擇ModbusTCP協(xié)議。

設(shè)置遠程設(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。

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。

聯(lián)調(diào)與測試：

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

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

在SCADA和HMI上驗證關(guān)鍵數(shù)據(jù)點（如溫度、速度、啟停狀態(tài)）的實時性和準(zhǔn)確性。

進行壓力測試，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)實時性極大提高。

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，安裝維護更加便捷。

“一拖多”高效互聯(lián)：單臺JM-ETH-DVP以太網(wǎng)模塊成功實現(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、穩(wěn)定訪問同一臺DVP-EX2PLC，打破信息孤島。

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

智能化基礎(chǔ)夯實：為PLC數(shù)據(jù)無縫接入MES/ERP系統(tǒng)鋪平道路，實現(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%。

維護便捷性提升：網(wǎng)絡(luò)化使得遠程監(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、擴展性、可靠性方面的固有瓶頸。該方案實施快捷（無需改動PLC程序）、成本效益高，實現(xiàn)了PLC與上位機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實的設(shè)備層數(shù)據(jù)接入基礎(chǔ)。實踐證明，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