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大型選礦廠匯川PLC借CCLKIE轉(zhuǎn)EtherCAT網(wǎng)關(guān)驅(qū)控多伺服實戰(zhàn)案例

捷米特 ? 來源:jf_75800470 ? 作者:jf_75800470 ? 2025-10-22 14:43 ? 次閱讀
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一、 項目痛點:控制孤島下的工藝瓶頸

某大型金屬選礦廠對其核心選礦生產(chǎn)線進(jìn)行智能化改造。其主控制系統(tǒng)采用了性能卓越的匯川PLC,基于高速的EtherCAT總線,旨在實現(xiàn)對給礦量、水量、藥劑添加等關(guān)鍵參數(shù)的精確控制。然而,產(chǎn)線中至關(guān)重要的球磨機(jī)及其配套的給礦機(jī)、潤滑站、高壓啟動柜等設(shè)備,其驅(qū)動與控制大量使用了支持CC-Link IE TSN協(xié)議的三菱或同類伺服驅(qū)動器與遠(yuǎn)程IO模塊。

項目面臨的核心痛點如下:

1. 控制網(wǎng)絡(luò)異構(gòu):匯川PLC的EtherCAT與球磨機(jī)子系統(tǒng)的CC-Link IE是兩種不同的高速實時以太網(wǎng)協(xié)議,無法直接通訊,形成了“控制孤島”。

2. 協(xié)同能力缺失:主控PLC無法根據(jù)礦石硬度、粒度的實時變化,動態(tài)、精細(xì)地調(diào)整給礦機(jī)伺服的速度和球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速。這導(dǎo)致磨礦過程存在“過磨”與“欠磨”現(xiàn)象,產(chǎn)品粒度分布不均,既浪費能耗,又影響后續(xù)浮選環(huán)節(jié)的回收率。

3. 數(shù)據(jù)采集盲區(qū):球磨機(jī)筒體振動、軸承溫度等關(guān)鍵工藝與設(shè)備狀態(tài)信息被困在CC-Link IE網(wǎng)絡(luò)中,無法上傳至基于EtherCAT的上位管理系統(tǒng),制約了基于數(shù)據(jù)的預(yù)測性維護(hù)和工藝優(yōu)化。

二、 解決方案:捷米特JM-ECT-CCLKIE協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)

為解決上述痛點,我們引入了捷米特JM-ECT-CCLKIE協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。這款產(chǎn)品不僅是一個工業(yè)網(wǎng)關(guān),更是一個集成了數(shù)據(jù)采集器邊緣計算網(wǎng)關(guān)能力的智能網(wǎng)關(guān)。

網(wǎng)關(guān)功能簡介:

高速協(xié)議橋接:作為EtherCAT與CC-Link IE TSN之間的雙向翻譯官,網(wǎng)關(guān)在硬件上集成雙網(wǎng)口,在協(xié)議底層實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的高速、無損轉(zhuǎn)換。

角色無縫集成:在EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中,它作為從站,被匯川PLC主站識別和周期性地訪問;在CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò)中,它作為智能設(shè)備站,與球磨機(jī)子系統(tǒng)內(nèi)的伺服和IO模塊進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交換。

精確數(shù)據(jù)映射:通過直觀的配置軟件,工程師可以輕松地將匯川PLC的過程映像區(qū)(如輸出映射區(qū))與CC-Link IE網(wǎng)絡(luò)中的伺服目標(biāo)轉(zhuǎn)速、啟動命令等軟元件進(jìn)行關(guān)聯(lián);反之,將伺服的實際轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、報警代碼等映射回匯川PLC的輸入映射區(qū)。

邊緣預(yù)處理:作為一款邊緣計算網(wǎng)關(guān),它可以對采集自球磨機(jī)子系統(tǒng)的振動、溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理,如計算有效值、判斷閾值并生成預(yù)警信號,再上報給主PLC,極大減輕了主站的控制負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力。

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三、 實施過程與清晰的系統(tǒng)拓?fù)?/strong>

1. 硬件連接與拓?fù)渲貥?gòu)

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2. 軟件配置

匯川側(cè):在匯川AutoShop編程軟件中,通過導(dǎo)入捷米特提供的ESI (EtherCATSlave Information)文件,將網(wǎng)關(guān)添加為EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中的一個從站設(shè)備,并配置其過程數(shù)據(jù)(PDO)的大小,如設(shè)定64字節(jié)輸出(控制命令)和64字節(jié)輸入(狀態(tài)反饋)。

CC-Link IE側(cè):在三菱或其他支持CC-Link IE的配置軟件中,將網(wǎng)關(guān)設(shè)置為智能設(shè)備站,并分配其對應(yīng)的軟元件地址范圍(如RWr/RWw各64字節(jié))。

網(wǎng)關(guān)側(cè)配置:使用捷米特的配置工具,建立精確的EtherCATPDO與CC-Link IE軟元件之間的映射表。例如:

輸出映射:匯川PLC輸出區(qū)的第1-4字節(jié) -> 映射給 -> 給礦機(jī)伺服的速度指令寄存器。

輸入映射:球磨機(jī)主驅(qū)動電機(jī)的實際電流值 -> 映射回 -> 匯川PLC輸入?yún)^(qū)的第1-2字節(jié);筒體振動傳感器數(shù)據(jù) -> 映射回 -> 匯川PLC輸入?yún)^(qū)的第3-4字節(jié)。

四、應(yīng)用效果與實施前后對比

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五、 行業(yè)推廣與前景展望

本案例中捷米特網(wǎng)關(guān)所展現(xiàn)的跨協(xié)議協(xié)同控制與數(shù)據(jù)融合能力,在眾多追求精細(xì)化、智能化生產(chǎn)的行業(yè)中具有普適性價值。我們重點推薦以下主流且高速發(fā)展的行業(yè):

1. 鋰電正負(fù)極材料生產(chǎn):物料輸送、燒結(jié)、粉碎、分級等工序涉及大量不同品牌的伺服和PLC。智能網(wǎng)關(guān)能實現(xiàn)EtherCAT與CC-Link IE等網(wǎng)絡(luò)的互通,確保物料配比和工藝參數(shù)的絕對精確,是提升電池一致性和安全性的關(guān)鍵。

2. 工業(yè)機(jī)器人集成工作站:工作站內(nèi)機(jī)器人(常用EtherCAT)與周邊輸送線、視覺系統(tǒng)(可能使用CC-Link IE)的精準(zhǔn)同步至關(guān)重要。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是實現(xiàn)它們之間微秒級同步、保障生產(chǎn)節(jié)拍和裝配精度的理想選擇。

3. 光伏硅片與電池片制造:拉晶、切片、絲網(wǎng)印刷、測試分選等設(shè)備來自全球不同供應(yīng)商。通過工業(yè)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一數(shù)據(jù)流,是實現(xiàn)全流程質(zhì)量追溯與智能排產(chǎn)的基礎(chǔ)。

4. 高端包裝與印刷機(jī)械:對套色精度、張力控制要求極高。使用數(shù)據(jù)采集器和協(xié)議網(wǎng)關(guān),可以整合多品牌伺服系統(tǒng),實現(xiàn)更復(fù)雜、更精密的運動控制算法。

六、 總結(jié)

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邁向深水區(qū)的今天,智能化的內(nèi)涵已從單點設(shè)備的自動化,擴(kuò)展到整個生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)同與優(yōu)化的新高度。本項目成功證明,捷米特JM-ECT-CCLKIE這類專業(yè)的工業(yè)網(wǎng)關(guān),早已超越了簡單的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能,它是承上啟下的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、是賦能本地決策的邊緣計算網(wǎng)關(guān)、是打通數(shù)據(jù)血脈的數(shù)據(jù)采集器,更是實現(xiàn)跨系統(tǒng)智能協(xié)同的智能網(wǎng)關(guān)。

它通過打破EtherCAT與CC-Link IE之間的技術(shù)壁壘,不僅解決了選礦球磨機(jī)的控制難題,提升了研磨均勻性與能效,更構(gòu)建了一個開放、融合、智能的底層控制架構(gòu)。隨著新能源、高端裝備等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,這種能夠快速集成異構(gòu)設(shè)備、釋放數(shù)據(jù)價值的解決方案,必將成為驅(qū)動中國制造業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展的重要技術(shù)引擎,為構(gòu)建真正意義上的“智慧工廠”奠定堅實的數(shù)字底座。

《具體內(nèi)容配置過程及其他相關(guān)咨詢請與武工留言交流》


審核編輯 黃宇

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