案例背景

在汽車制造行業(yè)，生產(chǎn)線的高度自動化和設(shè)備間的協(xié)同工作至關(guān)重要。某大型汽車制造企業(yè)的沖壓、焊接和涂裝車間采用了基于 ProfiNet 主站的西門子 S7 - 1500 系列 PLC 進(jìn)行設(shè)備控制和數(shù)據(jù)采集。而總裝車間由于部分設(shè)備來自不同供應(yīng)商，采用了基于 Ethernet/IP 主站的羅克韋爾 Allen - Bradley PLC。不同協(xié)議的 PLC 導(dǎo)致各車間之間的數(shù)據(jù)無法實時共享，生產(chǎn)調(diào)度和協(xié)同變得困難，影響了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為了解決這一問題，企業(yè)決定引入塔訊 TX 161 - RE - EIS/PNS 網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)ProfiNet 轉(zhuǎn) Ethernet/IP的協(xié)議轉(zhuǎn)換，以打通各車間之間的通信壁壘。

設(shè)備參數(shù)

·西門子 S7 - 1500 系列 PLC：型號為 S7 - 1518 - 4 PN/DP，具有強(qiáng)大的運算能力和豐富的通信接口，支持 ProfiNet 協(xié)議，能夠快速處理大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

·羅克韋爾 Allen - Bradley PLC：型號為 ControlLogix 5580，作為 Ethernet/IP 主站，具備高效的控制能力和穩(wěn)定的通信性能，可精確控制總裝車間的設(shè)備運行。

·塔訊 TX 161 - RE - EIS/PNS 網(wǎng)關(guān)：支持ProfiNet 從站轉(zhuǎn) Ethernet/IP 從站協(xié)議轉(zhuǎn)換，ProfiNet 側(cè)支持最大輸入輸出字節(jié)數(shù)均為 256 字節(jié)，Ethernet/IP 側(cè)同樣支持最大輸入輸出字節(jié)數(shù)為 256 字節(jié)，具備高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸能力。

硬件連接

首先，將塔訊 TX 161 - RE - EIS/PNS 網(wǎng)關(guān)的 ProfiNet 端口通過網(wǎng)線連接到西門子 S7 - 1500 PLC 的 ProfiNet 接口。確保網(wǎng)線的質(zhì)量良好，避免信號干擾。同時，將網(wǎng)關(guān)的 Ethernet/IP 端口連接到羅克韋爾 Allen - Bradley PLC 的 Ethernet/IP 接口。為網(wǎng)關(guān)提供穩(wěn)定的 24V 直流電源，并進(jìn)行可靠的接地處理，以保證設(shè)備的正常運行。

軟件配置

·西門子 S7 - 1500 PLC（ProfiNet 主站）配置：打開西門子 TIA Portal 編程軟件，新建項目并選擇 S7 - 1518 - 4 PN/DP PLC 型號。在項目中添加 ProfiNet 設(shè)備，導(dǎo)入塔訊網(wǎng)關(guān)的 GSDML 文件。完成導(dǎo)入后，設(shè)置 PLC 與網(wǎng)關(guān)之間的 ProfiNet 通信參數(shù)，包括 IP 地址、子網(wǎng)掩碼等。在硬件組態(tài)中，對Ethernet/IP轉(zhuǎn)ProfiNet網(wǎng)關(guān)進(jìn)行配置，根據(jù)實際需求分配輸入輸出數(shù)據(jù)區(qū)。例如，將輸入數(shù)據(jù)區(qū)的前 100 字節(jié)用于接收總裝車間設(shè)備的狀態(tài)信息，輸出數(shù)據(jù)區(qū)的前 80 字節(jié)用于發(fā)送沖壓、焊接和涂裝車間的生產(chǎn)指令。

·羅克韋爾 Allen - Bradley PLC（Ethernet/IP 主站）配置：使用羅克韋爾 Studio 5000 編程軟件，創(chuàng)建新項目并選擇 ControlLogix 5580 PLC。在項目中添加 Ethernet/IP 設(shè)備，導(dǎo)入塔訊網(wǎng)關(guān)的 EDS 文件。設(shè)置 PLC 與網(wǎng)關(guān)之間的 Ethernet/IP 通信參數(shù)，如 IP 地址、端口號等。在硬件配置中，對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行組態(tài)，確定輸入輸出數(shù)據(jù)映射關(guān)系。比如，將總裝車間 AGV 的位置信息映射到輸入寄存器的特定地址，將沖壓車間的生產(chǎn)進(jìn)度信息映射到輸出寄存器的相應(yīng)地址。

·塔訊 TX 161 - RE - EIS/PNS 網(wǎng)關(guān)配置：使用塔訊專門的網(wǎng)關(guān)配置軟件，新建工程并選擇TX 161 - RE - EIS/PNS 網(wǎng)關(guān)型號。在 ProfiNet 設(shè)置中，配置與西門子 PLC 相同的 IP 地址、子網(wǎng)掩碼等參數(shù)，確保與 ProfiNet 網(wǎng)絡(luò)的兼容性。同時，設(shè)置輸入輸出數(shù)據(jù)長度，與西門子 PLC 中分配的數(shù)據(jù)區(qū)大小一致。在 Ethernet/IP 設(shè)置中，配置與羅克韋爾 PLC 相同的 IP 地址、端口號等參數(shù)，設(shè)置輸入輸出數(shù)據(jù)長度與羅克韋爾 PLC 中的數(shù)據(jù)映射關(guān)系對應(yīng)。完成配置后，將配置下載到Ethernet/IP轉(zhuǎn)ProfiNet網(wǎng)關(guān)。

測試與驗證

配置完成后，進(jìn)行通信測試。首先，在西門子 S7 - 1500 PLC 中編寫簡單的測試程序，向塔訊網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)，觀察羅克韋爾 Allen - Bradley PLC 是否能夠正確接收。然后，在羅克韋爾 PLC 中編寫測試程序，向網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)，檢查西門子 PLC 是否能夠準(zhǔn)確接收。同時，模擬生產(chǎn)過程中的各種情況，如設(shè)備故障、生產(chǎn)任務(wù)變更等，驗證ProfiNet 轉(zhuǎn) Ethernet/IP通信的穩(wěn)定性和可靠性。

總結(jié)

通過引入塔訊 TX 161 - RE - EIS/PNS網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)ProfiNet 轉(zhuǎn) Ethernet/IP的協(xié)議轉(zhuǎn)換，汽車制造企業(yè)成功解決了不同車間 PLC 之間的通信問題。各車間之間的數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r共享，生產(chǎn)調(diào)度更加靈活高效。例如，總裝車間可以根據(jù)沖壓、焊接和涂裝車間的生產(chǎn)進(jìn)度及時調(diào)整生產(chǎn)計劃，AGV 能夠根據(jù)各車間的物料需求自動調(diào)整運輸路徑。這不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了生產(chǎn)成本，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。