案例背景

食品飲料行業(yè)的包裝生產(chǎn)線包含灌裝機(jī)、封口機(jī)、貼標(biāo)機(jī)等多種設(shè)備。在某食品飲料企業(yè)的包裝車間，灌裝機(jī)和封口機(jī)由采用 DeviceNet 協(xié)議的歐姆龍 CJ2M PLC 控制，而企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及監(jiān)控大屏采用 MODBUS TCP 協(xié)議。為實(shí)現(xiàn)包裝生產(chǎn)線的智能化管理，需要將 DeviceNet 設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)?MODBUS TCP 系統(tǒng)中。塔訊 TX 131-RE-DNS/OMB協(xié)議總線網(wǎng)關(guān)成為解決 DeviceNet 轉(zhuǎn) MODBUS TCP 通訊問題的關(guān)鍵設(shè)備。

設(shè)備參數(shù)

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

o工作溫度：-45℃ - 85℃，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境溫度變化

o通信緩存：具備 512KB 數(shù)據(jù)緩存，保障數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸

o接口防護(hù)：ESD 靜電防護(hù)，增強(qiáng)設(shè)備抗干擾能力

·歐姆龍 CJ2M PLC（DeviceNet 主站）

o內(nèi)存容量：最大支持 8MB 用戶程序存儲(chǔ)

oI/O 點(diǎn)數(shù)：可擴(kuò)展至 512 點(diǎn)，滿足設(shè)備控制需求

oDeviceNet 通信功能：支持標(biāo)準(zhǔn)的 DeviceNet 協(xié)議通信

·生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MODBUS TCP 主站）

o服務(wù)器配置：Intel Xeon E5 - 2620 v4 處理器，16GB 內(nèi)存

o數(shù)據(jù)庫：MySQL，用于存儲(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

o通信協(xié)議：基于 MODBUS TCP 協(xié)議開發(fā)的生產(chǎn)管理軟件

配置過程

1.硬件連接

o將MODBUS TCP 轉(zhuǎn)DeviceNet塔訊網(wǎng)關(guān)的 DeviceNet 接口通過電纜連接到歐姆龍 CJ2M PLC 的 DeviceNet 端口，確保連接順序正確。

o用網(wǎng)線將網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)接口與生產(chǎn)管理系統(tǒng)服務(wù)器的網(wǎng)卡相連，接通網(wǎng)關(guān)電源，等待設(shè)備啟動(dòng)完成。

2.歐姆龍 CJ2M PLC 配置

o使用 CX - Programmer 編程軟件，創(chuàng)建 PLC 項(xiàng)目并完成硬件組態(tài)。

o添加 DeviceNet 主站單元，掃描并添加塔訊網(wǎng)關(guān)作為從站設(shè)備，設(shè)置從站地址和波特率。

o定義 DeviceNet 數(shù)據(jù)區(qū)域，確定需要傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，如灌裝量、封口壓力等數(shù)據(jù)。

3.塔訊網(wǎng)關(guān)配置

o登錄網(wǎng)關(guān)的 Web 配置界面，修改網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，使其與生產(chǎn)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)兼容。

o在 DeviceNet 轉(zhuǎn) MODBUS TCP設(shè)置中，配置 DeviceNet 從站參數(shù)，與 PLC 中的設(shè)置保持一致。

o規(guī)劃 MODBUS TCP 寄存器映射，將 DeviceNet 設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)映射到對(duì)應(yīng)的 MODBUS TCP 寄存器，如將灌裝量數(shù)據(jù)映射到 40005 寄存器。

4.生產(chǎn)管理系統(tǒng)配置

o打開生產(chǎn)管理軟件，在通信模塊中添加 MODBUS TCP 設(shè)備，輸入塔訊網(wǎng)關(guān)的 IP 地址和端口號(hào)。

o根據(jù)MODBUS TCP 轉(zhuǎn)DeviceNet網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)映射關(guān)系，在軟件中創(chuàng)建數(shù)據(jù)變量，關(guān)聯(lián) MODBUS TCP 寄存器，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與存儲(chǔ)。

o基于采集到的數(shù)據(jù)，開發(fā)生產(chǎn)報(bào)表、設(shè)備運(yùn)行分析等功能模塊，為生產(chǎn)決策提供數(shù)據(jù)支持。

5.系統(tǒng)測試

o依次啟動(dòng)歐姆龍 CJ2M PLC、塔訊網(wǎng)關(guān)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

o觀察包裝生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行，檢查生產(chǎn)管理系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確獲取 DeviceNet 設(shè)備的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證 DeviceNet 轉(zhuǎn) MODBUS TCP 的通信效果。

o模擬設(shè)備故障場景，測試系統(tǒng)的報(bào)警功能和數(shù)據(jù)記錄的完整性，確保系統(tǒng)在異常情況下的可靠性。經(jīng)過連續(xù) 72 小時(shí)的運(yùn)行測試，系統(tǒng)未出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或通信中斷現(xiàn)象。

應(yīng)用效果

借助塔訊 TX 131-RE-DNS/OMB協(xié)議總線網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)DeviceNet 轉(zhuǎn) MODBUS TCP，食品飲料企業(yè)包裝生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)化、可視化管理。生產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，包裝材料浪費(fèi)減少了 15%。同時(shí)，通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，設(shè)備維護(hù)效率提高了 30%，有效保障了生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。

審核編輯 黃宇