一、應(yīng)用背景

隨著智能制造的快速發(fā)展，工業(yè)自動化生產(chǎn)線對設(shè)備的互聯(lián)互通和協(xié)同控制提出了更高的要求。某大型電子制造企業(yè)正在建設(shè)一條全新的智能裝配生產(chǎn)線，用于生產(chǎn)高精度的電子設(shè)備零部件。該生產(chǎn)線需要實現(xiàn)高精度的自動化裝配和檢測，其中涉及到多種不同品牌和協(xié)議的設(shè)備協(xié)同工作。然而，由于設(shè)備之間采用的通信協(xié)議不同，導(dǎo)致設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互和協(xié)同控制面臨挑戰(zhàn)。

在該生產(chǎn)線中，西門子S7-1500PLC作為Profinet協(xié)議的主站設(shè)備，負(fù)責(zé)整個生產(chǎn)線的邏輯控制和數(shù)據(jù)管理。而匯川伺服驅(qū)動器作為CANOPEN協(xié)議的從站設(shè)備，用于控制裝配機(jī)械臂的精確運動。由于Profinet協(xié)議和CANOPEN協(xié)議之間存在兼容性問題，設(shè)備之間無法直接通信，這成為了生產(chǎn)線建設(shè)中的一個關(guān)鍵難題。

二、解決方案

為解決這一問題，企業(yè)引入了捷米特的Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)JM-PN-COP。該網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)Profinet協(xié)議和CANOPEN協(xié)議之間的無縫轉(zhuǎn)換，從而確保西門子S7-1500PLC和匯川伺服驅(qū)動器之間的高效通信和協(xié)同控制。

（一）硬件選型與連接

1.設(shè)備選型

·主站設(shè)備：西門子S7-1500PLC，型號為S7-1516-3PN/DP，支持Profinet協(xié)議，具備強(qiáng)大的邏輯控制和數(shù)據(jù)處理能力。

·從站設(shè)備：匯川伺服驅(qū)動器，型號為IS620N06R1-1，支持CANOPEN協(xié)議，用于驅(qū)動裝配機(jī)械臂的高精度運動。

·協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)：捷米特Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，型號為JM-PN-COP，支持Profinet協(xié)議和CANOPEN協(xié)議的雙向轉(zhuǎn)換。

2.硬件連接

·Profinet側(cè)連接：將捷米特Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的Profinet接口通過以太網(wǎng)線連接到西門子S7-1500PLC的Profinet端口。確保網(wǎng)線連接牢固，并配置正確的IP地址和子網(wǎng)掩碼。

·CANOPEN側(cè)連接：將網(wǎng)關(guān)的CANOPEN接口通過CAN總線連接到匯川伺服驅(qū)動器的CANOPEN端口。在CAN總線的兩端接入120Ω的終端電阻，以確保通信的穩(wěn)定性和可靠性。

（二）軟件配置

1.Profinet側(cè)配置

·在西門子TIAPortal軟件中，導(dǎo)入捷米特Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的GSD文件，使其識別網(wǎng)關(guān)為Profinet從站設(shè)備。

·設(shè)置網(wǎng)關(guān)在Profinet網(wǎng)絡(luò)中的IP地址和設(shè)備名稱，確保與整個Profinet網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃一致。

·根據(jù)實際需求，配置輸入輸出數(shù)據(jù)的映射關(guān)系。例如，將來自CANOPEN設(shè)備的數(shù)據(jù)映射到PLC的相應(yīng)數(shù)據(jù)塊中，以便PLC能夠?qū)崟r讀取伺服驅(qū)動器的狀態(tài)信息。

2.CANOPEN側(cè)配置

·使用捷米特提供的GWConfigBuilder軟件進(jìn)行網(wǎng)關(guān)的CANOPEN配置。

·導(dǎo)入?yún)R川伺服驅(qū)動器的EDS文件，確保網(wǎng)關(guān)能夠正確識別伺服驅(qū)動器的通信參數(shù)。

·設(shè)置CANOPEN的波特率及通信周期，確保與伺服驅(qū)動器的通信參數(shù)一致。

·配置PDO參數(shù)，包括RXPDO和TXPDO的映射。例如，將“控制字”“運行模式”“狀態(tài)字”等參數(shù)添加到PDO映射中，以便實現(xiàn)PLC對伺服驅(qū)動器的精確控制。

（三）系統(tǒng)調(diào)試

1.通信測試

·在Profinet側(cè)，通過TIAPortal軟件發(fā)送測試指令，檢查網(wǎng)關(guān)是否能夠正確接收并轉(zhuǎn)換為CANOPEN協(xié)議數(shù)據(jù)。

·在CANOPEN側(cè)，通過匯川伺服驅(qū)動器的調(diào)試工具，檢查網(wǎng)關(guān)是否能夠正確接收并解析PLC發(fā)送的指令，并將指令傳遞給伺服驅(qū)動器。

·通過網(wǎng)關(guān)的調(diào)試工具，檢查網(wǎng)關(guān)是否能夠正確將伺服驅(qū)動器的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為Profinet協(xié)議數(shù)據(jù)并發(fā)送給PLC。

2.協(xié)同控制測試

·在PLC中編寫控制程序，通過Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)向伺服驅(qū)動器發(fā)送控制指令，驅(qū)動機(jī)械臂進(jìn)行精確運動。

·同時，PLC通過網(wǎng)關(guān)讀取伺服驅(qū)動器的狀態(tài)信息，實時監(jiān)控機(jī)械臂的運行狀態(tài)，確保協(xié)同控制的準(zhǔn)確性和可靠性。

·在實際生產(chǎn)環(huán)境中，對整個生產(chǎn)線進(jìn)行模擬運行測試，驗證設(shè)備之間的協(xié)同控制效果，確保生產(chǎn)線的高效穩(wěn)定運行。

三、應(yīng)用效果

1.設(shè)備協(xié)同控制的實現(xiàn)

·通過捷米特Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，西門子S7-1500PLC與匯川伺服驅(qū)動器之間實現(xiàn)了無縫通信和協(xié)同控制。PLC能夠?qū)崟r發(fā)送控制指令，伺服驅(qū)動器能夠快速響應(yīng)并執(zhí)行，確保裝配機(jī)械臂的精確運動。

·機(jī)械臂在裝配過程中能夠根據(jù)PLC的指令，精確地抓取零部件并進(jìn)行裝配操作，大大提高了裝配的精度和效率。

2.生產(chǎn)效率的提升

·在引入捷米特Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)后，生產(chǎn)線的自動化程度顯著提高。設(shè)備之間的協(xié)同更加緊密，生產(chǎn)流程更加順暢，生產(chǎn)效率提升了30%以上。

·由于設(shè)備之間的通信更加穩(wěn)定和高效，生產(chǎn)線的停機(jī)時間大幅減少，設(shè)備利用率顯著提高。

3.產(chǎn)品質(zhì)量的改善

·由于設(shè)備之間的協(xié)同控制更加精確，裝配過程中的誤差大幅減少。零部件的裝配精度更高，產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，產(chǎn)品不良率降低了20%以上。

·通過PLC對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理生產(chǎn)中的異常情況，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

4.系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性

·捷米特Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的引入，不僅解決了當(dāng)前設(shè)備之間的通信問題，還為未來的系統(tǒng)擴(kuò)展提供了便利。隨著生產(chǎn)線的升級和新設(shè)備的引入，網(wǎng)關(guān)能夠輕松實現(xiàn)不同協(xié)議設(shè)備之間的通信和協(xié)同控制，無需對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模改造。

·該網(wǎng)關(guān)支持多種協(xié)議和設(shè)備的連接，能夠滿足企業(yè)未來對不同品牌和型號設(shè)備的接入需求，提高了系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。

四、總結(jié)

捷米特Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)在該電子制造企業(yè)的智能裝配生產(chǎn)線中發(fā)揮了重要作用。通過該網(wǎng)關(guān)，西門子S7-1500PLC與匯川伺服驅(qū)動器之間實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的通信和協(xié)同控制，解決了設(shè)備之間的協(xié)議兼容性問題，顯著提高了生產(chǎn)線的自動化程度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時，該網(wǎng)關(guān)的靈活性和擴(kuò)展性也為企業(yè)的未來發(fā)展規(guī)劃提供了有力支持。

捷米特Profinet轉(zhuǎn)CANOPEN協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用，不僅為企業(yè)解決了實際生產(chǎn)中的技術(shù)難題，還推動了智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，具有重要的示范意義。

具體內(nèi)容配置過程可聯(lián)系羽工。

審核編輯 黃宇