一、項(xiàng)目背景

華東某電商巨頭在“雙十一”前啟用的全新分揀中心，設(shè)計(jì)峰值 12 萬(wàn)件/小時(shí)。其核心掃描-稱(chēng)重-噴碼段原方案為：

·主控：三菱 Q03UDE CPU + QJ61BT11N CC-Link 主站模塊，共 6 個(gè)遠(yuǎn)程 I/O 站、3 臺(tái)變頻器；新增設(shè)備：德國(guó) Sick WTB26I-24161120A00 激光測(cè)距傳感器（Modbus TCP 從站，IP=192.168.3.21）與寧波柯力 SQB-1t 在線(xiàn)稱(chēng)重模塊（Modbus TCP 從站，IP=192.168.3.22），用于實(shí)時(shí)測(cè)量包裹體積與重量，并將結(jié)果寫(xiě)入 CC-Link，供 PLC 做運(yùn)費(fèi)計(jì)算與噴碼觸發(fā)。

由于 CC-Link 與 Modbus TCP 協(xié)議棧完全不同，現(xiàn)場(chǎng)既無(wú)多余插槽，也不允許更改原有 PLC 程序架構(gòu)，最終選用捷米特 JM-CCLK-TCP工業(yè)級(jí)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，使三菱 PLC 側(cè)“零修改”即可把兩臺(tái) Modbus TCP 傳感器當(dāng)作普通 CC-Link 遠(yuǎn)程設(shè)備站使用。

二、關(guān)鍵設(shè)備清單

1.主控 PLC：三菱 Q03UDE CPU，固件 1.050，配套 GX Works2 V1.576A；

2.CC-Link 主站模塊：三菱 QJ61BT11N，占用基板 0-3 號(hào)槽；

3.協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)：捷米特 JM-CCLK-TCP，固件 v2.31，24 VDC/3.5 W，導(dǎo)軌安裝；

4.激光傳感器：Sick WTB26I，Modbus TCP，端口 502，支持 03、04 功能碼；

5.稱(chēng)重模塊：柯力 SQB-1t 變送器 + EM-235T 以太網(wǎng)適配器，Modbus TCP，端口 502；

6.交換機(jī)：赫斯曼 OCTOPUS 8M-EEC，工業(yè)級(jí)，劃分 VLAN3（192.168.3.0/24）。

三、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c連接

·CC-Link 側(cè)：JM-CCLK-TCP工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)作為從站，站號(hào) 7，占用 2 個(gè)站（共 128 Word I/O），波特率 2.5 M，屏蔽雙絞線(xiàn) 3×0.5 mm2，總線(xiàn)型拓?fù)洌K端電阻 110 Ω；

·Modbus TCP 側(cè)：JM-CCLK-TCP工業(yè)級(jí)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)作為主站，IP=192.168.3.10，兩路 RJ45（內(nèi)置交換機(jī)），分別接 Sick 與柯力模塊，采用星型拓?fù)洌?/p>

·供電：現(xiàn)場(chǎng) 24 VDC 母線(xiàn)，網(wǎng)關(guān)與傳感器均經(jīng) 2 A 熔斷器獨(dú)立供電，確保短路隔離。

四、JM-CCLK-TCP工業(yè)級(jí)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)參數(shù)配置

1.硬件撥碼
站數(shù)選擇：SW1-4 = ON-OFF-ON-OFF，對(duì)應(yīng)占用 2 站；
模式選擇：SW8 = ON，進(jìn)入配置模式。

2.CC-Link 配置（GW Modbus Studio）
在“CCLink Configuration”頁(yè)設(shè)置：

·站類(lèi)型：遠(yuǎn)程設(shè)備站（Remote Device Station）

·占用站數(shù)：2 站

·擴(kuò)展循環(huán)：1 倍

·RX/RY 區(qū)域：各 128 bit

·RWw/RWr 區(qū)域：各 32 word
映射結(jié)果：
RWw0-RWw1 = 體積數(shù)據(jù)（mm3），
RWw2-RWw3 = 重量數(shù)據(jù)（g），
RWr0-RWr1 = 狀態(tài)/報(bào)警字。

3.Modbus TCP 主站配置
新增兩條報(bào)文：
① Sick 傳感器
功能碼 04，起始 0，長(zhǎng)度 2 寄存器，周期 50 ms → 存入網(wǎng)關(guān)內(nèi)部 40001-40002；
② 柯力稱(chēng)重
功能碼 03，起始 4，長(zhǎng)度 2 寄存器，周期 50 ms → 存入網(wǎng)關(guān)內(nèi)部 40003-40004。
映射關(guān)系：
40001-40002 → RWw0-RWw1，
40003-40004 → RWw2-RWw3。

4.下載與重啟
撥碼 SW8 撥回 OFF，重新上電，網(wǎng)關(guān)進(jìn)入運(yùn)行態(tài)，MS/NS 指示燈常綠，CC-Link 站號(hào) 7 在 GX Works2 中自動(dòng)上線(xiàn)，無(wú)錯(cuò)誤旗標(biāo)。

五、PLC 側(cè)編程——僅添加 4 行梯形圖
由于 JM-CCLK-TCP 已把 Modbus 數(shù)據(jù)映射到固定 RWw/RWr 區(qū)，PLC 程序僅需：

·把 RWw0-RWw3 值 MOVE 到 D1000-D1003，用于運(yùn)費(fèi)算法；

·將 D1010 報(bào)警字與 0 比較，非零時(shí)觸發(fā)聲光報(bào)警。
整個(gè)程序下載時(shí)間＜30 s，原邏輯零改動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 2 小時(shí)即完成。

六、運(yùn)行效果

1.實(shí)時(shí)性：Modbus 輪詢(xún)周期 50 ms，CC-Link 刷新周期 5 ms，整體延遲＜55 ms，滿(mǎn)足 1 m/s 線(xiàn)速度下 2 cm 位置誤差要求；

2.吞吐量：連續(xù) 72 h 壓力測(cè)試，網(wǎng)關(guān) CPU 占用＜35%，無(wú)丟包；

3.穩(wěn)定性：雙十一高峰期 14 萬(wàn)件/小時(shí)，零故障運(yùn)行；

4.易維護(hù)：網(wǎng)關(guān)內(nèi)置 Web 服務(wù)器，可在線(xiàn)查看 Modbus 報(bào)文、CC-Link 循環(huán)計(jì)數(shù)器，故障排查時(shí)間由過(guò)去的 2 h 縮短至 15 min。

七、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

·捷米特 JM-CCLK-TCP工業(yè)級(jí)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的“CC-Link 從站 + Modbus TCP 主站”雙角色設(shè)計(jì)，使三菱 PLC 在不增加任何擴(kuò)展模塊、不動(dòng)源代碼的前提下，即可把主流以太網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)無(wú)縫納入現(xiàn)有總線(xiàn)體系；

·現(xiàn)場(chǎng)只需一根網(wǎng)線(xiàn)、一把螺絲刀即可完成安裝，大幅降低改造周期；

·通過(guò)網(wǎng)關(guān)內(nèi)置的 8 通道主站能力，后續(xù)再增加 Modbus TCP 條碼槍、RFID 讀寫(xiě)器等設(shè)備時(shí)，僅需軟件擴(kuò)容，無(wú)需額外硬件投入，為快遞行業(yè)“即插即用”式柔性升級(jí)提供了可復(fù)制模板。

審核編輯 黃宇