案例背景

在汽車零部件制造行業(yè)，生產(chǎn)線由眾多自動化設(shè)備組成，不同設(shè)備采用的工業(yè)總線協(xié)議差異顯著。某汽車零部件工廠的生產(chǎn)線中，核心的物料搬運設(shè)備和部分檢測設(shè)備由采用 DeviceNet 協(xié)議的羅克韋爾 ControlLogix PLC 控制，而工廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)及部分監(jiān)控設(shè)備則基于 MODBUS TCP 協(xié)議構(gòu)建。為實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時采集與設(shè)備的協(xié)同控制，需要打通 DeviceNet 與 MODBUS TCP 協(xié)議之間的壁壘。塔訊 TX 131-RE-DNS/OMB協(xié)議總線網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn) DeviceNet 從站轉(zhuǎn) MODBUS TCP，滿足工廠對異構(gòu)系統(tǒng)集成的需求。

設(shè)備參數(shù)

·塔訊 TX 131-RE-DNS/OMB 協(xié)議總線網(wǎng)關(guān)

o工作電壓：24V DC，支持寬電壓輸入范圍

o通信速率：DeviceNet 支持 125kbps、250kbps、500kbps；MODBUS TCP 支持 10/100Mbps 自適應(yīng)

o防護(hù)等級：IP20，適用于工業(yè)環(huán)境

o數(shù)據(jù)映射容量：可配置多達(dá) 1000 個數(shù)據(jù)點映射

·羅克韋爾 ControlLogix PLC（DeviceNet 主站）

o處理器：Power Architecture? 處理器，處理能力強(qiáng)大

o內(nèi)存：可擴(kuò)展至數(shù)十兆字節(jié)，滿足復(fù)雜程序存儲

oDeviceNet 接口：支持高速數(shù)據(jù)傳輸，可連接多個從站設(shè)備

·上位機(jī)（MODBUS TCP 主站）

o操作系統(tǒng)：Windows Server 2019

o通信網(wǎng)卡：10/100/1000Mbps 自適應(yīng)以太網(wǎng)網(wǎng)卡

o監(jiān)控軟件：FactoryTalk View SE，支持 MODBUS TCP 協(xié)議

配置過程

1.硬件連接

o將塔訊 TX 131-RE-DNS/OMB網(wǎng)關(guān)的 DeviceNet 接口通過專用電纜連接到羅克韋爾 ControlLogix PLC 的 DeviceNet 端口，確保連接牢固，注意總線終端電阻的安裝。

o使用網(wǎng)線將MODBUS TCP轉(zhuǎn)DeviceNet網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)接口與上位機(jī)的網(wǎng)卡相連，為網(wǎng)關(guān)接通 24V DC 電源，觀察網(wǎng)關(guān)指示燈狀態(tài)，確認(rèn)設(shè)備正常啟動。

2.羅克韋爾 ControlLogix PLC 配置

o打開 RSLogix 5000 編程軟件，創(chuàng)建項目并添加 ControlLogix PLC 設(shè)備。

o在硬件組態(tài)中添加 DeviceNet 主站模塊，掃描并添加塔訊網(wǎng)關(guān)作為 DeviceNet 從站，設(shè)置從站地址為 3（可自定義）。

o定義 DeviceNet 通信數(shù)據(jù)區(qū)，規(guī)劃需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如設(shè)備運行狀態(tài)、故障代碼等，為后續(xù)與MODBUS TCP轉(zhuǎn)DeviceNet網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)交互做好準(zhǔn)備。

3.塔訊網(wǎng)關(guān)配置

o通過瀏覽器訪問網(wǎng)關(guān)的 Web 配置界面，輸入默認(rèn) IP 地址（如 192.168.1.100），登錄后修改網(wǎng)關(guān)的基本參數(shù)，包括 IP 地址、子網(wǎng)掩碼等，使其與上位機(jī)處于同一網(wǎng)段。

o在DeviceNet 轉(zhuǎn) MODBUS TCP 配置頁面，設(shè)置 DeviceNet 從站參數(shù)，確保與 PLC 中設(shè)置的從站地址、波特率一致。

o配置 MODBUS TCP 參數(shù)，設(shè)定服務(wù)器端口號（默認(rèn)為 502），并建立 DeviceNet 數(shù)據(jù)與 MODBUS TCP 寄存器的映射關(guān)系。例如，將 DeviceNet 從站的輸入數(shù)據(jù)映射到 MODBUS TCP 的 40001 - 40010 寄存器。

4.上位機(jī)配置

o打開 FactoryTalk View SE 監(jiān)控軟件，創(chuàng)建新的項目。

o在通信配置中添加 MODBUS TCP 設(shè)備，輸入塔訊網(wǎng)關(guān)的 IP 地址和端口號，建立連接。

o根據(jù)MODBUS TCP轉(zhuǎn)DeviceNet網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)映射關(guān)系，在監(jiān)控界面創(chuàng)建變量，關(guān)聯(lián)對應(yīng)的 MODBUS TCP 寄存器，實現(xiàn)對 DeviceNet 設(shè)備數(shù)據(jù)的實時顯示與監(jiān)控。

5.系統(tǒng)測試

o完成上述配置后，啟動羅克韋爾 ControlLogix PLC、塔訊網(wǎng)關(guān)和上位機(jī)。

o手動觸發(fā) DeviceNet 設(shè)備的狀態(tài)變化，如啟動或停止物料搬運設(shè)備，觀察上位機(jī)監(jiān)控界面的數(shù)據(jù)是否及時更新，驗證 DeviceNet 轉(zhuǎn) MODBUS TCP 的數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性。

o在上位機(jī)發(fā)送控制指令，檢查 DeviceNet 設(shè)備是否能正確響應(yīng)，確保雙向通信正常。進(jìn)行長時間運行測試，模擬生產(chǎn)線的實際工況，檢查系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

應(yīng)用效果

通過塔訊 TX 131-RE-DNS/OMB協(xié)議總線網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)DeviceNet 轉(zhuǎn) MODBUS TCP，成功打通了汽車零部件制造生產(chǎn)線中異構(gòu)系統(tǒng)的通信鏈路。上位機(jī)能夠?qū)崟r獲取 DeviceNet 設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化監(jiān)控，故障響應(yīng)時間縮短了 40%。同時，管理人員可通過上位機(jī)遠(yuǎn)程下發(fā)控制指令，提高了生產(chǎn)調(diào)度的靈活性，生產(chǎn)效率提升約 25%。

審核編輯 黃宇