一、案例背景

某知名食品飲料企業(yè)為提升生產(chǎn)線智能化水平，引入數(shù)臺西門子新一代S7-1500PLC及西門子精智系列觸摸屏，旨在構建中央監(jiān)控與柔性生產(chǎn)體系。然而，產(chǎn)線上穩(wěn)定運行多年的十余臺西門子S7-300PLC（僅配備傳統(tǒng)MPI接口）卻成為數(shù)據(jù)融合的障礙。這些“老將”無法直接接入基于以太網(wǎng)的現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡，實時數(shù)據(jù)無法上傳至新系統(tǒng)，觸摸屏也無法直接監(jiān)控其狀態(tài)，形成信息孤島。全面更換S7-300PLC不僅成本高昂，且停產(chǎn)風險巨大。

二、行業(yè)痛點

通訊協(xié)議與接口的代溝：早期PLC（如S7-300/400）普遍依賴MPI、Profibus等現(xiàn)場總線，而新一代設備（S7-1500、高端HMI、SCADA、MES）均以工業(yè)以太網(wǎng)（Profinet、S7通訊、ModbusTCP）為主流，協(xié)議與物理接口不兼容。

數(shù)據(jù)孤島與整合瓶頸：老舊設備數(shù)據(jù)無法接入上層網(wǎng)絡，制約了生產(chǎn)可視化、數(shù)據(jù)分析（OEE、能耗）及遠程運維的實現(xiàn)，阻礙工廠數(shù)字化升級。

實時性瓶頸：MPI等總線速率遠低于千兆工業(yè)以太網(wǎng)，難以滿足現(xiàn)代控制對海量數(shù)據(jù)交換和快速響應的需求。

改造成本與風險：更換整套PLC系統(tǒng)成本極高，且涉及程序遷移、硬件安裝、系統(tǒng)調(diào)試與停產(chǎn)，風險與周期難以承受。

維護復雜性：維護人員需同時掌握多種通訊技術和接口，增加培訓負擔與出錯概率。

三、解決方案

針對上述痛點，項目采用捷米特ETH-S7300-JM02Plus以太網(wǎng)模塊作為核心通訊轉(zhuǎn)換設備。這款串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)利器，作為工業(yè)級串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)解決方案，該模塊內(nèi)置專用MPI協(xié)議解析芯片，可完美識別S7-300的MPI幀結構，支持PG/OP通訊、S7基本通訊等多種交互方式，可以接PLC1200/1500,還可以接觸屏，9針口以及485主從站設備解決了普通以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器無法穿透西門子專有協(xié)議以及其他設備的技術瓶頸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向透明傳輸，完美解決了新舊系統(tǒng)融合難題。

方案實施

硬件連接（物理層打通）：

將捷米特ETH-S7300-JM02Plus模塊通過專用MPI編程電纜（通常為6ES7901-3DB30-0XA0）可靠連接到S7-300PLC的MPI接口。

使用標準以太網(wǎng)線（Cat5e或以上），將模塊的以太網(wǎng)端口（通常為1個或2個RJ45）接入工廠的工業(yè)以太網(wǎng)交換機。

西門子S7-1500PLC和西門子觸摸屏（如KTP700精智屏）同樣接入該交換機。至此，所有設備物理上處于同一以太網(wǎng)局域網(wǎng)。

模塊配置（關鍵一步）：

通過捷米特提供的專用配置工具，設置ETH-S7300-JM02Plus模塊的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關，確保其與S7-1500PLC及觸摸屏處于同一網(wǎng)段（例如PLC/IP:192.168.0.10，模塊/IP:192.168.0.20，觸摸屏/IP:192.168.0.30）。

選擇模塊工作模式為S7通訊服務器(Server)，使其能響應來自S7-1500和觸摸屏的以太網(wǎng)訪問請求。模塊通常還支持ModbusTCP從站模式，提供額外靈活性。

S7-1500PLC通訊配置（數(shù)據(jù)交互）：

在西門子TIAPortal軟件中，對S7-1500PLC進行組態(tài)。

使用“PUT”/“GET”指令塊：在S7-1500的程序中，添加這些指令塊。

關鍵參數(shù)設置：

REQ：觸發(fā)信號（如上升沿觸發(fā)一次讀寫）。

ID：連接標識符（需唯一）。

ADDR_1：指向S7-1500本地發(fā)送/接收數(shù)據(jù)區(qū)的指針（如P#DB1.DBX0.0BYTE10）。

ADDR_2：指向遠程S7-300PLC數(shù)據(jù)區(qū)的指針！格式為P#.<數(shù)據(jù)類型><起始字節(jié)>.<起始位><長度><單位>。例如，讀取S7-300的DB10中從DBB0開始的20個字節(jié)：P#DB10.DBX0.0BYTE20。模塊在此扮演透明橋梁，S7-1500如同直接訪問S7-300的數(shù)據(jù)。

SD_1/RD_1：本地數(shù)據(jù)區(qū)地址（與ADDR_1對應）。

IP_ADDR：填寫ETH-S7300-JM02Plus模塊的IP地址（192.168.0.20）。

PORT：通常使用西門子S7通訊的標準端口102。

CPU_DP：填寫S7-300PLC的MPI地址（通過Step7項目確定，默認為2）。

編譯下載程序到S7-1500PLC。配置成功后，S7-1500即可通過以太網(wǎng)，經(jīng)捷米特模塊，穩(wěn)定讀寫S7-300PLC的DB、M、I、Q等數(shù)據(jù)區(qū)。

西門子觸摸屏配置（人機交互）：

在觸摸屏組態(tài)軟件（如WinCC(TIAPortal)）中，添加新的連接。

選擇驅(qū)動程序：SiemensS7-300/S7-400(Ethernet)或類似選項（非MPI?。?/p>

關鍵參數(shù)設置：IP地址：填寫ETH-S7300-JM02Plus模塊的IP地址（192.168.0.20）。

機架號(Rack)/插槽號(Slot)：填寫S7-300PLC的實際值（通常為0和2，需在Step7項目中確認）。

MPI地址：填寫S7-300PLC的MPI地址（與S7-1500配置中的CPU_DP一致）。

在變量連接中，綁定需要監(jiān)控或操作的S7-300PLC的地址（如DB10.DBW0,M10.0）。配置完成后下載到觸摸屏。觸摸屏即可通過以太網(wǎng)，經(jīng)捷米特模塊，實時顯示S7-300的數(shù)據(jù)狀態(tài)并可進行控制操作。

捷米特ETH-S7300-JM02Plus核心功能價值

MPI轉(zhuǎn)以太網(wǎng)：將S7-300/400的MPI接口無縫升級至工業(yè)以太網(wǎng)，消除協(xié)議鴻溝。

雙協(xié)議支持：同時支持西門子S7通訊協(xié)議(ISO-on-TCP)和ModbusTCP協(xié)議，兼容性極強，輕松對接PLC、HMI、SCADA、上位機及支持Modbus的第三方設備。

雙RJ45網(wǎng)口：支持級聯(lián)或接入不同網(wǎng)段，提升網(wǎng)絡設計靈活性。

即插即用&零編程：無需修改S7-300PLC原有程序，配置簡單快捷，大幅降低實施難度和時間成本。

高可靠性：工業(yè)級設計，寬溫寬壓，抗干擾能力強，保障生產(chǎn)線連續(xù)穩(wěn)定運行。

透明橋接：對上層設備（S7-1500、HMI）完全透明，訪問S7-300數(shù)據(jù)如同訪問本地設備，配置邏輯清晰。

成本效益顯著：相比整套PLC更換，成本僅為極小部分，投資回報率高。

四、應用行業(yè)推薦

捷米特ETH-S7300-JM02Plus等以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器/橋接器在以下主流且前景廣闊的行業(yè)需求尤為迫切

新能源電池制造：鋰電池生產(chǎn)設備迭代快，新老設備（涂布、卷繞、注液、化成分容）共存普遍。模塊能快速整合S7-300/400設備數(shù)據(jù)到MES系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝參數(shù)監(jiān)控、追溯、提升良率與產(chǎn)能，滿足行業(yè)爆發(fā)式增長需求。

食品飲料與包裝：灌裝、包裝、碼垛線常包含大量老舊PLC。模塊助力實現(xiàn)柔性生產(chǎn)調(diào)度、OEE實時分析、能源精細化管理、遠程診斷，提升效率與合規(guī)性（如FDA/GMP追溯），行業(yè)自動化升級需求旺盛。

水處理與環(huán)保：泵站、污水處理廠設備生命周期長，S7-300/400廣泛分布。模塊實現(xiàn)遠程監(jiān)控泵閥狀態(tài)、水質(zhì)參數(shù)、能耗，降低運維成本，提升響應速度，契合智慧水務與環(huán)保監(jiān)管智能化趨勢。

制藥與生物工程：GMP要求嚴格的數(shù)據(jù)完整性與過程追溯。模塊可將老設備數(shù)據(jù)接入Batch系統(tǒng)或SCADA，完善電子批記錄，滿足合規(guī)審計，行業(yè)對數(shù)據(jù)可靠性要求極高。

智能倉儲物流(AS/RS)：堆垛機、輸送線控制系統(tǒng)升級中，模塊可連接老PLC到WCS/WMS系統(tǒng)，優(yōu)化調(diào)度，提升吞吐量，支撐電商物流快速發(fā)展。

五、結語

捷米特ETH-S7300-JM02Plus以太網(wǎng)橋接器成功解決了食品飲料企業(yè)新舊PLC及人機界面融合的難題，將“信息孤島”的S7-300PLC無縫接入基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)代化生產(chǎn)網(wǎng)絡。該方案充分發(fā)揮了串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)技術的優(yōu)勢，免編程、實施快、成本低、可靠性高，完美平衡了工廠智能化升級需求與保護現(xiàn)有資產(chǎn)投入的矛盾。在新能源、食品飲料、環(huán)保水務、制藥、物流等高速發(fā)展且亟需智能化賦能的行業(yè)，此類以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器是盤活存量設備、加速擁抱工業(yè)4.0不可或缺的“連接器”與“賦能者”，為企業(yè)降本增效、提升競爭力提供了堅實的技術支撐。

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審核編輯 黃宇