一、項目背景

在華東某大型電子制造工廠，貼片機、插件機、測試儀等關鍵工位原先由三菱FX5U-64MT/ESPLC通過（CCLINKIE）總線集中控制，網(wǎng)絡簡潔、運行穩(wěn)定。2024年工廠導入一條"高倍速異形插件線"，共24臺匯川SV660N-1R6G-4EtherCAT伺服驅動器，需要與既有FX5U系統(tǒng)協(xié)同完成PCB上料、定位、插裝、檢測等動作。由于協(xié)議封閉，F(xiàn)X5U無法直接做EtherCAT主站；若全部更換PLC，停產(chǎn)周期至少兩周，且軟硬件費用高達百萬元。最終，工廠選擇引入捷米特JM-ECTM-CCLKIE協(xié)議轉換網(wǎng)關，由網(wǎng)關充當"EtherCAT主站＋CCLINKIEFB從站"，在不停線的前提下完成兩種網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)橋接。

二、網(wǎng)絡拓撲與設備清單

1. 網(wǎng)絡層級

·上層：MES（西門子WinCC）

·控制層：三菱FX5U-64MT/ES（CCLINKIEFB主站）

·轉換層：捷米特JM-ECTM-CCLKIE（CCLINKIEFB從站←→EtherCAT主站）

·執(zhí)行層：

o24臺匯川SV660N-1R6G-4伺服驅動器（EtherCAT從站，站號2~25）

o2臺基恩士LR-W500激光傳感器（EtherCAT從站，站號26~27）

·監(jiān)控層：華為Atlas 500 AI邊緣計算盒（通過TCP/IP抓取網(wǎng)關診斷數(shù)據(jù)）

2. 關鍵硬件參數(shù)

·JM-ECTM-CCLKIE：

oCCLINKIEFB側：占用4個邏輯站，最大輸入/輸出各128字，波特率1 Gbps

oEtherCAT側：支持DC-Synchronous，周期1 ms；PDO最大1486字節(jié)

o供電：24 VDC/3.5 W；防護IP20；導軌安裝

·SV660N-1R6G-4：

o額定電流1.6 A，支持CiA 402協(xié)議；位置模式由網(wǎng)關周期下發(fā)0x6064，狀態(tài)字0x6041實時回傳

三、實施步驟

1. 硬件接線

·使用CAT5e屏蔽網(wǎng)線將FX5U的CCLINKIEFB端口與網(wǎng)關PORT0相連

·網(wǎng)關PORT1通過屏蔽網(wǎng)線依次連接27臺EtherCAT從站，采用線型拓撲，末端加120 Ω終端電阻

·24 VDC電源經(jīng)斷路器獨立供給網(wǎng)關，防止伺服啟動壓降造成復位

2. 網(wǎng)關配置

·在捷米特專用配置軟件"JetCfg"中導入最新ESI（EtherCAT Slave Information）文件，自動掃描到全部27個從站

·設置DC同步模式為"Master Shift"，周期1 ms；PDO映射如下：

o伺服控制字0x6040 → 輸出區(qū)Byte0-1

o目標位置0x607A → 輸出區(qū)Byte4-7

o狀態(tài)字0x6041 → 輸入?yún)^(qū)Byte0-1

o實際位置0x6064 → 輸入?yún)^(qū)Byte4-7

·分配CCLINKIEFB占用站號1-4，對應輸入/輸出各128字；將EtherCAT輸入數(shù)據(jù)映射至D1000-D1150，輸出數(shù)據(jù)映射至D2000-D2150

3. PLC側編程（GX Works3）

·打開"網(wǎng)絡參數(shù)→CC-Link IEF Basic"，添加從站"JM-ECTM-CCLKIE"，核對站號1-4

·在程序中通過MOV指令把伺服指令值寫入D2000-D2150；掃描周期4 ms，確保與EtherCAT 1 ms同步

·讀取D1000-D1150獲取實際位置、報警碼，用于示教與保護

·新增專用診斷子程序：若網(wǎng)關狀態(tài)字D1000.0＝0，則判定CCLINK掉線；若D1000.1＝0，則EtherCAT斷線，立即停機并HMI彈窗

4. 伺服調試

·使用Inovance IS620ServoSoft，通過USB直連SV660N，先離線設定電子齒輪比（編碼器分辨率/絲桿螺距），再切換至EtherCAT模式

·依次測試單軸JOG、回零、定位；利用CiA 402回零方式17（原點＋Z脈沖），回零速度20 mm/s，爬行2 mm/s

·24軸聯(lián)動測試：FX5U發(fā)出"啟動隊列"信號，網(wǎng)關1 ms內(nèi)完成24段目標位置刷新，軸間同步誤差≤±30 μs，滿足插件±0.05 mm精度要求

5. 數(shù)據(jù)上云

·網(wǎng)關內(nèi)置HTTP POST客戶端，每5 s將關鍵數(shù)據(jù)（生產(chǎn)節(jié)拍、伺服電流、報警履歷）以JSON格式推送至華為Atlas 500

·MES通過Atlas API獲取OEE，整體延遲<200 ms，對比之前人工抄錄縮短約4.8 s

四、現(xiàn)場成果

1.節(jié)拍提升：插件速度由120 pcs/min升至165 pcs/min，增幅37%

2.良率提高：由于EtherCAT實時補償位置偏差，插件不良率由0.4%降至0.12%

3.維護友好：網(wǎng)關自帶Web診斷頁面，工程師通過手機即可查看網(wǎng)絡拓撲、PDO曲線，故障定位時間由2 h縮短至15 min

五、項目經(jīng)驗總結

1.前期評估：務必核對從站ESI版本與網(wǎng)關固件兼容性，建議先做3~5軸小網(wǎng)絡壓力測試

2.接地與屏蔽：EtherCAT務必采用雙層屏蔽電纜，單端接地，避免與380 V動力線平行

3.DC同步：若從站品牌混雜，優(yōu)先選"Master Shift"模式，可降低同步抖動

4.數(shù)據(jù)映射：一次性不要映射過多無效PDO，防止網(wǎng)關內(nèi)存碎片造成周期抖動

5.備份機制：網(wǎng)關配置完成立即導出*.jcfg備份文件，并保存至云盤，方便產(chǎn)線快速更換備機

（具體內(nèi)容配置過程及其他相關咨詢可聯(lián)系楊工。）

審核編輯 黃宇