一、項目背景

某現(xiàn)代化制造工廠在生產(chǎn)線上大量部署了銳碼掃碼槍，用于快速采集物料條碼、產(chǎn)品批次號、零部件編碼等關鍵信息，為生產(chǎn)過程的物料追溯、質(zhì)量管控、生產(chǎn)進度跟蹤等環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐。這些掃碼槍采用RS232通信協(xié)議，以其簡單易用、成本較低的特性，在過去較長時間內(nèi)滿足了工廠基礎的數(shù)據(jù)采集需求。與此同時，為順應工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢，提升工廠整體自動化與信息化水平，工廠決定引入基于Profinet通信網(wǎng)絡的西門子 S7-1200 系列 PLC 控制系統(tǒng)。Profinet 憑借其高速、實時、可靠的通信性能，能夠高效整合生產(chǎn)線上各類設備的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)集中控制與智能化管理。但 RS232 與 Profinet 協(xié)議之間存在顯著差異，這使得銳碼掃碼槍無法直接接入 Profinet 網(wǎng)絡與 PLC 進行通信，導致生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法實時、順暢地傳輸至 PLC 系統(tǒng)，嚴重制約了生產(chǎn)管理的高效性與智能化程度。

二、解決方案

經(jīng)過對市場上多種協(xié)議轉(zhuǎn)換產(chǎn)品的深入調(diào)研、對比，以及對工廠實際應用場景與技術需求的精準分析，工廠最終選用了RS232轉(zhuǎn)Profinet工業(yè)智能網(wǎng)關作為連接銳碼掃碼槍與Profinet網(wǎng)絡的橋梁。RS232轉(zhuǎn)Profinet工業(yè)智能網(wǎng)關專門針對RS232與Profinet協(xié)議轉(zhuǎn)換而設計，具備卓越的穩(wěn)定性、強大的兼容性以及便捷的配置特性，能夠有效解決工廠面臨的設備通信難題。

實施過程

正確連接電源，通過 MiniUSB 口將 網(wǎng)關與 PC相連，給 網(wǎng)關上電；打開配置軟件，根據(jù)需求在配置軟件中進行配置；

1.點擊工具欄中的“配置”下“下載配置”選項，將配置下載到 網(wǎng)關中；

2.在 TIA Portal 中配置相應的組態(tài)，包括要配置的模塊，目標設備（網(wǎng)關）的 IP 地址及設備名稱；

3.正確連接電源，通過 MiniUSB 口將網(wǎng)關與 PC 相連，給網(wǎng)關上電；

4.打開配置軟件，根據(jù)需求在配置軟件中進行配置；

5.點擊工具欄中的“配置”下“下載配置”選項，將配置下載到 網(wǎng)關中；

6.在 TIA Portal 中配置相應的組態(tài)，包括要配置的模塊，目標設備（網(wǎng)關）的 IP 地址及設備名稱；

7.配置模塊需要使用配置軟件，用戶可以從光盤或者網(wǎng)站上獲取并安裝，用戶使用網(wǎng)關配置軟件可以輕松完成 網(wǎng)關的配置，包括設備 IP 地址，子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關地址和設備名稱，串口波特率、奇偶校驗、停止位、通訊協(xié)議選擇和協(xié)議參數(shù)等。

8.為了達到和通訊協(xié)議已知的控制設備進行數(shù)據(jù)交換，以提高自動化控制系統(tǒng)的靈活性，很多儀器儀表制造商都相繼開發(fā)出了方便靈活的自由通訊方式。自由通訊時網(wǎng)關網(wǎng)關提供串行的通訊硬件接口，在控制系統(tǒng)中，當要和網(wǎng)關通訊的串口設備協(xié)議已知時，可以在網(wǎng)關中配置數(shù)據(jù)幀和設備進行數(shù)據(jù)通訊。

四、應用效果

（一）高效的數(shù)據(jù)采集與傳輸

通過RS232轉(zhuǎn)Profinet工業(yè)智能網(wǎng)關的連接，銳碼掃碼槍采集的數(shù)據(jù)能夠以極快的速度、極高的準確性實時上傳至西門子 S7-1200 PLC 系統(tǒng)。在實際生產(chǎn)測試中，從掃碼槍掃描條碼到 PLC 接收到數(shù)據(jù)并完成處理，整個過程的延遲時間極短，滿足了生產(chǎn)線對數(shù)據(jù)及時性的嚴苛要求，極大提升了數(shù)據(jù)采集與傳輸效率。例如，在物料分揀環(huán)節(jié)，工人使用掃碼槍快速掃描物料條碼，PLC 能瞬間獲取物料信息并指揮分揀設備進行精準操作，大大提高了物料分揀速度與準確率。

（二）優(yōu)化生產(chǎn)管理流程

PLC系統(tǒng)獲取到完整、實時的掃碼數(shù)據(jù)后，能夠?qū)ιa(chǎn)過程進行全面、精準的管理與控制。借助掃碼數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對物料從入庫、領料、生產(chǎn)加工到成品出庫的全流程追溯，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，可迅速定位問題物料的批次、來源及生產(chǎn)環(huán)節(jié)。同時，依據(jù)掃碼數(shù)據(jù)統(tǒng)計生產(chǎn)進度、設備運行時間等信息，為生產(chǎn)計劃的制定與調(diào)整提供科學依據(jù)，有效優(yōu)化了生產(chǎn)管理流程，提高了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。如在產(chǎn)品質(zhì)量追溯方面，通過掃碼數(shù)據(jù)能在短時間內(nèi)確定某批次產(chǎn)品所使用的原材料批次、加工設備、操作人員等詳細信息，為質(zhì)量問題的排查與解決節(jié)省了大量時間與人力成本。

（三）顯著降低設備更新成本

采用RS232轉(zhuǎn)Profinet工業(yè)智能網(wǎng)關解決方案，工廠無需淘汰現(xiàn)有的銳碼掃碼槍設備，避免了大規(guī)模更換設備帶來的高昂成本，同時充分利用了已搭建的Profinet網(wǎng)絡基礎設施。相較于全面更換支持Profinet協(xié)議的掃碼槍，此方案在設備采購、安裝調(diào)試等方面節(jié)省了大量資金，保護了工廠前期在設備與網(wǎng)絡建設上的投資，實現(xiàn)了新舊設備的高效兼容與集成。據(jù)統(tǒng)計，采用該方案后，工廠在設備更新方面節(jié)省了約80%的成本。

五、總結與展望

在本次項目中，RS232轉(zhuǎn)Profinet工業(yè)智能網(wǎng)關憑借出色的性能與便捷的配置方式，成功解決了RS232協(xié)議的銳碼掃碼槍與Profinet網(wǎng)絡之間的通信難題，為工廠帶來了顯著的效益提升。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智能制造的持續(xù)深入發(fā)展，工廠內(nèi)各類設備的互聯(lián)互通需求將愈發(fā)強烈，協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關的應用也將更加廣泛。未來，RS232轉(zhuǎn)Profinet工業(yè)智能網(wǎng)關有望在更多行業(yè)、更多復雜應用場景中發(fā)揮重要作用，助力企業(yè)打破設備通信壁壘，加速數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型進程，推動工業(yè)自動化邁向更高水平。

審核編輯 黃宇