一、項目背景

華東某大型烘焙食品集團，2025年初新建年產(chǎn)1.2萬噸餅干后道包裝車間。整線由三菱FX3U-64MR PLC（無以太網(wǎng)口）做集中控制，下游配備FX2N-16EYT擴展模塊、施耐德ATV320變頻器及歐姆龍E3X-HD視覺檢測系統(tǒng)。
由于車間遠離辦公樓主網(wǎng)絡(luò)，且潔凈區(qū)橋架封閉，若重新鋪設(shè)光纖，需停產(chǎn)7天、費用≈18萬元；同時，工廠要求：

1.現(xiàn)場PLC程序可遠程上下載，減少工程師出差；

2.關(guān)鍵溫度、壓力、包裝速度等數(shù)據(jù)實時接入集團MES；

3.網(wǎng)絡(luò)故障時，不可影響本地觸摸屏（GT2107）操作；

4.整機符合GB 14881食品安全規(guī)范，無衛(wèi)生死角。
綜合評估后，項目采用“捷米特JM-ETH-FX以太網(wǎng)模塊＋JM-WG310-4G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)”兩級方案，實現(xiàn)“串口→以太網(wǎng)→4G無線”的透明通信。

二、設(shè)備選型與連接

1.主控PLC：三菱FX3U-64MR（RS422編程口）

2.以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換：捷米特JM-ETH-FX以太網(wǎng)通訊處理器（導軌式，雙網(wǎng)口，支持MC協(xié)議與ModbusTCP服務器，不占用編程口）

3.工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)：捷米特JM-WG310-4G物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（4G全網(wǎng)通＋Wi-Fi＋有線，內(nèi)嵌MQTT、OPC UA、EdgeComputing，雙SIM卡冗余）

4.現(xiàn)場HMI：三菱GT2107-WTBD（連PLC第二編程口，保持原有通信）

5.云端：集團私有云，部署捷米特GatewayManager平臺，對接KepserverEX 6.0，通過MQTT over TLS 1.3加密。

拓撲示意：
FX3U-RS422 → JM-ETH-FX以太網(wǎng)模塊（LAN1）→ JM-WG310-4G（LAN2）→ 4G基站 → 私有云
└→ GT2107（本地觸控，獨立運行）

三、實施步驟

Step1 硬件安裝（停產(chǎn)前夜，4h）

·在FX3U右側(cè)35mm導軌固定JM-ETH-FX，隨機附帶0.3m專用通訊線插入PLC編程口；

·JM-WG310-4G安裝于電柜頂部，外置高增益4G天線經(jīng)防水接頭引出，保證信號強度-75dBm以上；

·兩模塊均采用24VDC/2A獨立電源，與PLC同路，防止地電位差；

·機柜新增接地銅排，確?！?Ω，符合食品安全設(shè)備接地規(guī)范。

Step2 網(wǎng)絡(luò)配置（0.5h）

·JM-ETH-FX：IP=192.168.1.200，開啟ModbusTCP Server端口502；

·JM-WG310-4G：LAN口IP=192.168.2.1，WAN側(cè)通過4G獲取10.x.x.x地址；

·在網(wǎng)關(guān)“端口映射”界面新增TCP 502→192.168.1.200:502，并啟用“透明加速”功能，降低串并轉(zhuǎn)換延遲至<20ms；

·啟用雙SIM自動切換，主卡移動物聯(lián)網(wǎng)、備卡電信，APN設(shè)置cmnbiot，限速上行2Mbps，保障月流量<3GB。

Step3 數(shù)據(jù)點表整理（與工藝同步，1d）

·溫度：D100（烘箱）、D101（冷卻段）；

·速度：D102（包裝機主軸，rpm）；

·計數(shù)：C200（當日袋裝產(chǎn)量）；

·報警：M100-M115（缺膜、伺服故障、溫度超差等）。
共38個寄存器，統(tǒng)一在JM-WG310-4G“邊緣變量表”中配置，掃描周期500ms，變化上傳死區(qū)±1。

Step4 遠程調(diào)試（關(guān)鍵里程碑，2h）

·工程師在總部打開GX Works2，選擇“Ethernet”方式，輸入網(wǎng)關(guān)域名fx3u.xxxfood.cn:502；

·點擊“在線→PLC讀取”，1.2MB程序耗時55s完成遠程下載，期間4G平均延時98ms、無丟包；

·通過GatewayManager網(wǎng)頁遠程啟停PLC，觀察M8000狀態(tài)燈，確認控制實時性<1s；

·同時現(xiàn)場GT2107仍可正常操作，驗證復用口無沖突。

Step5 MES對接（半天）

·JM-WG310-4G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)以JSON格式，通過MQTT發(fā)布主題“/fx3u/realtime”；

·KepserverEX側(cè)訂閱后轉(zhuǎn)OPC UA，供MES（Wonderware MES 2023）調(diào)用；

·云端設(shè)置閾值報警：若D100>185℃，觸發(fā)微信企業(yè)號推送，并自動歸檔電子批記錄，滿足GB 14881第8.4條“可追溯電子數(shù)據(jù)”要求。

五、經(jīng)驗總結(jié)

·對于老舊FX系列PLC，JM-ETH-FX以太網(wǎng)通訊模塊可在不改動程序、不占用編程口的前提下，快速獲得標準以太網(wǎng)，是后續(xù)無線化升級的關(guān)鍵前提；

·JM-WG310-4G邊緣計算網(wǎng)關(guān)內(nèi)置邊緣腳本，可在斷網(wǎng)時本地緩存7天數(shù)據(jù)，保證MES報表無空缺；

·食品車間對衛(wèi)生等級要求高，4G天線采用IP67不銹鋼支架，避免積塵；

·遠程調(diào)試時，建議限定“白名單IP+OpenVPN”雙重鑒權(quán)，防止生產(chǎn)數(shù)據(jù)泄露；

審核編輯 黃宇