一、項目背景

華東地區(qū)某國家級現(xiàn)代農業(yè)示范園新建了 20座雙層薄膜智能溫室，單棚面積 2 400 m2，種植高端串收番茄。溫室主體設備由三菱電機自動化系統(tǒng)集中監(jiān)控，但環(huán)境調控執(zhí)行機構（通風、卷簾、循環(huán)泵）全部采用 ABB ACS380系列變頻器，內置 Modbus TCP從站接口。為了在三菱 CC-Link IE Field Basic（簡稱 CC-Link IE FB）主干網(wǎng)絡中直接讀取變頻器運行數(shù)據(jù)并下發(fā)調速指令，用戶選用了捷米特 JM-CCLKIE-TCP工業(yè)級協(xié)議轉換網(wǎng)關。該網(wǎng)關在本項目中同時承擔「Modbus TCP主站」與「CC-Link IE FB從站」雙重角色，實現(xiàn)兩種協(xié)議數(shù)據(jù)區(qū)的實時映射，從而打通品牌壁壘，構建統(tǒng)一的溫室管控平臺。

二、設備清單

三、網(wǎng)絡拓撲與連接

CC-Link IE FB網(wǎng)絡：FX5U采用 100 Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)，IP段 192.168.1.0/24；網(wǎng)關作為「從站」占用 1個邏輯站，站號 1。

Modbus TCP網(wǎng)絡：網(wǎng)關 LAN2口獨立網(wǎng)段 192.168.2.0/24，ACS380默認端口 502；網(wǎng)關做「主站」最多開通 8條通道，本項目啟用 8條。

物理連接：網(wǎng)關 LAN1 →交換機 → FX5U；網(wǎng)關 LAN2 →交換機 → 8臺變頻器；形成「一主八從」星型結構，網(wǎng)線全部采用 CAT6屏蔽雙絞，長度 ≤60 m。

四、網(wǎng)關配置步驟

硬件設置

JM-CCLKIE-TCP側面 8位撥碼：Bit1-3設為 001（主站模式），Bit4-6 設為 001（1個邏輯站），Bit7-8保持 OFF。

軟件組態(tài)
打開「JM Modbus Manager」V2.7，新建工程：
a) CC-Link IE FB側

選擇「從站」→設置 IP 192.168.1.20 →占用站數(shù) 1 → RX/RY各 64點，RWw/RWr各 32字。
b) Modbus TCP側

右鍵「添加通道」→填寫 8個 Node，對應 8臺變頻器；

每條命令拖拽「03H讀取」→起始 0（對應 40001），長度 8；

拖拽「10H寫入」→起始 100（對應 40101），長度 2；

采樣周期統(tǒng)一設為 128 ms，超時 2 s，重試 2次。
c)數(shù)據(jù)映射

將 8×8=64個輸入寄存器依次映射至 RWr0~RWr63；

將 8×2=16個輸出寄存器映射至 RWw0~RWw15；

網(wǎng)關在內部完成寄存器高低字節(jié)交換，保證與 FX5U字順序一致。

下載配置
通過以太網(wǎng)掃描到網(wǎng)關，點擊「下載」，進度 100 %后重啟生效。

五、PLC 側編程（GX Works3）

參數(shù)設置

打開「FX5U CPU」→「以太網(wǎng)端口」→「CC-Link IE FB配置」→ 添加遠程站，站號 1，占用 1站，RX/RY 64點，RWw/RWr 32字，與網(wǎng)關保持完全一致。

軟元件分配（示例）

RWr0~RWr7 →變頻器 1數(shù)據(jù)區(qū)（D1000~D1007）

RWw0~RWw1 →變頻器 1指令區(qū)（D2000~D2001）

其余 7臺依次類推。

控制邏輯

采用 FROM/TO指令批量讀寫；

溫度 PID運算結果（D300）經(jīng)量程轉換后送入 D2000（頻率設定），實現(xiàn) 0.1 Hz精度微調；

當光照 >80000 lux或濕度 <60 %RH?時，F(xiàn)X5U?通過 RY0?發(fā)出「高速通風」模式，變頻器 1~4?升頻至 45 Hz；

故障檢測：若 RWr狀態(tài)字位 0=1，表示變頻器報警，PLC立即切斷對應輸出并記錄 D9000報警日志。

在線調試
監(jiān)控 CC-Link IE FB診斷，「遠程站通信狀態(tài)」全部綠燈；使用 Modbus Poll連接網(wǎng)關 LAN2，03H讀取 40001，返回數(shù)據(jù)與 RWr實時一致，驗證協(xié)議轉換正確。

六、運行效果

通信周期：FX5U刷新 32字遠程寄存器約 8 ms，網(wǎng)關 Modbus輪詢 8從站 128 ms，端到端響應 <200 ms；

節(jié)能效果：番茄定植-采收周期 180天，變頻器精準調速后，單棚平均節(jié)電 1 850 kWh，折合電費節(jié)省 1 480元；

產量提升：晝夜溫差穩(wěn)定在 ±2 ℃，CO?濃度保持 800 ppm，串收番茄單產提高 8.3 %，商品果率提升 5 %；

故障率下降：系統(tǒng)投運 6個月，變頻器和網(wǎng)關零故障，通信丟包率 <0.01 %，遠低于行業(yè) 1 %?要求。

八、經(jīng)驗總結

捷米特 JM-CCLKIE-TCP工業(yè)級協(xié)議轉換網(wǎng)關采用工業(yè)級 ARM Cortex-A7雙核，功耗 <3 W，-40~+75 ℃?運行，完全適應溫室高濕高溫環(huán)境；

網(wǎng)關內置雙重看門狗、網(wǎng)絡隔離及 4 kV浪涌保護，有效抑制變頻器諧波干擾；

用戶無需修改 FX5U與 ACS380原有程序，僅需對網(wǎng)關進行「拖拽式」配置，即可實現(xiàn)跨協(xié)議透明傳輸，大幅縮短項目周期 40 %；

通過 CC-Link IE FB網(wǎng)絡，溫室所有變頻器數(shù)據(jù)可無縫上傳至園區(qū) MES和云端，為后續(xù) AI病蟲害預測、產量模型校正提供高質量數(shù)據(jù)基礎。

審核編輯 黃宇