一、行業(yè)痛點

華東某上市塑企32條注塑生產(chǎn)線，核心控制為32套西門子S7-400 PLC。當年規(guī)劃時MPI/DP尚屬主流，如今卻成為智能化改造的最大障礙：

1.沒有以太網(wǎng)口，無法與新上線的S7-1500協(xié)同，也接不進MES；

2.現(xiàn)場已裝有7″威綸通MT8071iE觸摸屏38臺，若全部更換為帶以太網(wǎng)口型號，價格昂貴。

3.注塑節(jié)拍由6s縮短到3.6s后，187.5 kbps的MPI速率導致上位機采樣周期高達2s，品質追溯數(shù)據(jù)嚴重滯后。

二、解決方案

捷米特ETH-S7300-JM01 Plus以太網(wǎng)通訊模塊專為S7-300/400設計，模塊體積71mm×25mm×96mm，直接插在CPU或DP口的9針母口上即可工作，無需外接電源，也不占用機架槽位。其核心價值：

1.串口轉以太網(wǎng)：將MPI/DP信號透明轉換為標準TCP/IP；

2.9針母口擴展：可同時連接任意品牌觸摸屏（威綸通、昆侖通態(tài)、Pro-face、西門子等），實現(xiàn)多主站并行通訊；

3.協(xié)議兼容：支持S7通信、ModbusTCP、OPCUA數(shù)據(jù)模型；

4.即插即用：無需修改PLC程序，保持原有MPI地址與波特率；

5.通訊速率：10/100M自適應，端到端延遲<5ms；

6.隔離保護：磁耦隔離+TVS管，現(xiàn)場2kV群脈沖測試零丟包。

三、系統(tǒng)架構與設備清單

1.現(xiàn)場層
·注塑機：東華650T全伺服機型32臺
·控制器：西門子S7-400 CPU 416-2DP32套
·溫度模塊：西門子6ES7431-1KF10-0AB064塊
·模塊：捷米特ETH-S7300-JM01 Plus以太網(wǎng)通訊模塊32只
·觸摸屏：威綸通MT8071iE38臺（原MPI口繼續(xù)保留）

2.控制層
·輔機PLC：西門子S7-1500 CPU 1511-1PN6套，負責取件機器人、中央供料、模溫機協(xié)調

3.信息層
·上位機：戴爾服務器2臺
·SCADA：WinCC7.5+KepwareV6.9
·MES：自研Python+PostgreSQL架構

4.網(wǎng)絡設備
·工業(yè)交換機：赫思曼OCTOPUS8M-POE4臺，兆環(huán)網(wǎng)，RSTP<50ms自愈

四、實施步驟

Step1硬件安裝
停機時間僅3min：拔下原9針總線插頭→插入ETH-S7300-JM01 Plus以太網(wǎng)通訊處理器→將原插頭再插到模塊擴展母口→用CAT5e網(wǎng)線把模塊RJ45口接到交換機。觸摸屏仍插在擴展母口上，MPI地址保持“1”，無沖突。

Step2參數(shù)配置
通過捷米特NetDeviceV2.1.6軟件，自動掃描到32個模塊，批量設置：
·模塊IP：192.168.10.100-131/24（與S7-1500同網(wǎng)段）
·S7-1500側：在TIAPortalV17中建立“S7連接”，伙伴IP指向對應模塊；
·觸摸屏側：威綸通EasyBuilderPro中把驅動改為“SIEMENSEthernet(ISO-on-TCP)”，填入模塊IP即可，原有變量表無需改動。

Step3數(shù)據(jù)映射
S7-400與S7-1500之間通過捷米特內置的“PLC-PLC交換”功能建立2KB共享內存：
·DB1.DBW0-DBW99：實時溫度、壓力、注射速度（S7-400→S7-1500）
·DB2.DBW0-DBW31：機械手取件完成信號、模溫機設定值（S7-1500→S7-400）
周期刷新20ms，完全覆蓋3.6s的注塑節(jié)拍。

Step4上位機集成
WinCC通過Kepware“SiemensTCP/IPEthernet”驅動直接訪問32個模塊IP，OPC標簽12000點，采樣周期500ms。MES通過RESTfulAPI從WinCC讀取關鍵品質數(shù)據(jù)，實現(xiàn)一模一檔追溯。

五、運行效果

1.通訊速率：由187.5 kbps提升到100Mbps，單包480byte數(shù)據(jù)往返延遲由800ms降至4.7ms；

2.布線成本：取消MPI總線1200m，節(jié)約電纜及橋架費用約5.6萬元；

3.停機時間：單臺機從原來4h（更換CP443-1+重新布線）縮短到3min；

4.設備兼容：威綸通、昆侖通態(tài)、Pro-face等4個品牌6種型號觸摸屏全部零改動繼續(xù)使用；

5.OEE提升：品質追溯響應時間由2s降至200ms，首檢不良率下降1.8%，整線OEE提高12.4%。

六、經(jīng)驗與展望

本次項目再次證明：老舊并不等于落后。捷米特ETH-S7300-JM01 Plus以太網(wǎng)通訊模塊用最低的成本、最短的時間，把32臺S7-400完整帶入以太網(wǎng)世界，既保護了既有投資，又為后續(xù)OPCUA、MQTT上云奠定了堅實基礎。下一步，工廠計劃將模塊的ModbusTCP功能開放給注塑機配套的熱流道溫控器，實現(xiàn)“一網(wǎng)到底”，屆時整廠900余臺輔助設備都可統(tǒng)一接入TSN時間敏感網(wǎng)絡，真正邁向數(shù)字化注塑工廠。

(其他內容配置過程及其他相關咨詢可聯(lián)系楊工。)

審核編輯 黃宇