1. 項目背景與系統(tǒng)概述

隨著工業(yè)自動化水平的不斷提升，包裝機械產線的高效集成與穩(wěn)定運行成為提高生產效率的關鍵。在某食品包裝產線升級項目中，原有控制系統(tǒng)基于傳統(tǒng)的DeviceNet網絡，但由于設備擴展和實時性需求提升，部分新設備采用了高性能的EtherCAT通信協(xié)議。為實現新舊設備的協(xié)同工作，需將EtherCAT設備無縫接入現有DeviceNet主干網絡。該系統(tǒng)以PLC作為主控單元，集成多臺伺服驅動器、光電傳感器及I/O模塊，要求數據通信具備高實時性和可靠性。

2. 通信網絡組成

該產線的通信網絡分為三層：上層為PLC與HMI之間的以太網通信，用于監(jiān)控與數據管理；中層為DeviceNet現場總線，連接傳統(tǒng)從站設備如氣動閥組、溫度控制器等；底層則為新增的EtherCAT網絡，用于控制高精度伺服電機和視覺檢測設備。通過部署EtherCAT轉DeviceNet網關模塊，實現了兩種協(xié)議的互聯互通。該網關作為協(xié)議轉換樞紐，能夠解析EtherCAT數據幀并映射到DeviceNet的輪詢表中，確保數據雙向實時傳輸。

3. DeviceNet作主站的接口特性

在本系統(tǒng)中，DeviceNet作為主站網絡，其特點是結構簡單、成本低廉且抗干擾能力強，適用于工業(yè)現場環(huán)境。主站PLC通過DeviceNet主站模塊（如1771-SDN）周期性地輪詢從站設備，但傳統(tǒng)DeviceNet的傳輸速率較低（最高500 kbps），難以滿足高速設備的需求。通過協(xié)議轉換網關，EtherCAT設備被虛擬為DeviceNet網絡中的一組從站節(jié)點，其數據按需嵌入DeviceNet的I/O輪詢數據包中。這種方式既保留了DeviceNet的穩(wěn)定性，又吸收了EtherCAT的高帶寬（100 Mbps）和低延遲優(yōu)勢，實現了毫秒級同步控制。

4. 總結

本項目通過疆鴻智能EtherCAT到DeviceNet的協(xié)議轉換，成功實現了包裝機產線中異構網絡的集成。DeviceNet作為主站網絡，依托網關技術兼容了高性能EtherCAT設備，在保證實時性的同時降低了改造成本。該方案不僅提高了產線的設備兼容性和擴展性，也為傳統(tǒng)制造企業(yè)的自動化升級提供了實用路徑。未來，隨著工業(yè)通信技術的演進，柔性化與模塊化的網絡架構將成為產線集成的重要方向。

審核編輯 黃宇