
一、案例背景與項目痛點
案例背景:
某知名鋰電池生產(chǎn)企業(yè)為擴大產(chǎn)能,新建了一條高標(biāo)準(zhǔn)的化成分容產(chǎn)線。該產(chǎn)線的核心控制系統(tǒng)采用了行業(yè)高端品牌——美國羅克韋爾(Allen-Bradley)的CompactLogix L36ERM PLC,其上層網(wǎng)絡(luò)為 EtherNet/IP。然而,產(chǎn)線上的關(guān)鍵工藝設(shè)備,如:
高精度直流充電柜(通常采用Modbus TCP協(xié)議)
溫濕度與環(huán)境傳感器(通常采用Modbus RTU over TCP)
條碼掃描槍(通常采用Socket TCP通訊)
這些設(shè)備品牌各異,通訊協(xié)議與羅克韋爾的EtherNet/IP并不兼容。

項目痛點(實施前):
1.協(xié)議壁壘高筑:主控PLC(EtherNet/IP)無法直接與充電柜、傳感器等(Modbus TCP/RTU, Socket)設(shè)備通訊,形成多個“數(shù)據(jù)黑盒”。
2.生產(chǎn)數(shù)據(jù)缺失:關(guān)鍵的化成、分容過程中的實時電流、電壓、內(nèi)阻、溫度等工藝參數(shù)無法自動采集,嚴(yán)重依賴人工記錄,效率低下且易出錯。
3.無法全程追溯:由于缺少自動化的條碼綁定,電芯的身份信息(條碼)與其整個化成分容過程數(shù)據(jù)無法關(guān)聯(lián),一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題,難以精準(zhǔn)追溯至單個電芯和具體工藝環(huán)節(jié)。
4.系統(tǒng)聯(lián)動困難:主控PLC無法根據(jù)實時環(huán)境溫度動態(tài)微調(diào)充電策略,也無法在掃描槍讀到不良品條碼時自動控制分選機構(gòu)進(jìn)行隔離,自動化水平大打折扣。
5.運維成本高昂:設(shè)備調(diào)試、故障診斷需要在多個不同的軟件和協(xié)議環(huán)境中切換,對技術(shù)人員要求高,維護(hù)周期長。
原有的系統(tǒng)拓?fù)渲щx破碎,信息流阻塞,如下圖所示:

二、解決方案:捷米特JM-EIPM-TCP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-EIPM-TCP多協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。這款工業(yè)網(wǎng)關(guān) 是一款功能強大的數(shù)據(jù)采集器 和協(xié)議中介。
網(wǎng)關(guān)功能簡介:
核心協(xié)議轉(zhuǎn)換:作為EtherNet/IP與多種以太網(wǎng)協(xié)議之間的“智能翻譯官”。在EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)中,它作為一個適配器模塊,被羅克韋爾PLC直接識別和讀寫;同時,它又能以客戶端或服務(wù)器模式,主動與Modbus TCP設(shè)備、Socket設(shè)備等進(jìn)行通訊。
多協(xié)議并行處理:支持同時與多個不同協(xié)議、不同IP地址的設(shè)備進(jìn)行通訊,一站式解決所有第三方設(shè)備的接入問題。
數(shù)據(jù)映射與封裝:通過直觀的配置軟件,用戶可將第三方設(shè)備的數(shù)據(jù)寄存器地址,直接映射到網(wǎng)關(guān)內(nèi)定義的標(biāo)簽中,這些標(biāo)簽再被封裝成EtherNet/IP協(xié)議供羅克韋爾PLC訪問,實現(xiàn)透明化讀寫。
邊緣側(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理:作為一款智能網(wǎng)關(guān),它具備數(shù)據(jù)緩存、報警判斷、格式轉(zhuǎn)換等邊緣計算 能力,有效減輕主PLC的負(fù)載。

三、實施過程與清晰的系統(tǒng)拓?fù)?/strong>
實施過程清晰、高效,主要分為硬件部署與軟件配置。
1.硬件連接與拓?fù)渲貥?gòu)
將捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關(guān)部署在控制柜內(nèi),通過網(wǎng)線接入車間的局域網(wǎng)交換機。所有第三方設(shè)備(充電柜、傳感器、掃描槍)也接入同一網(wǎng)絡(luò)。
新的、統(tǒng)一的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:

2.軟件配置
羅克韋爾側(cè):在Studio 5000編程軟件中,通過EDS文件將網(wǎng)關(guān)添加為EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)上的通用模塊,并定義好輸入/輸出數(shù)據(jù)的大小。
網(wǎng)關(guān)側(cè):使用捷米特配置軟件,建立三個通訊通道:
通道一:設(shè)置為Modbus TCP客戶端,指向充電柜的IP和端口,并映射其電壓、電流等寄存器到網(wǎng)關(guān)標(biāo)簽。
通道二:設(shè)置為Modbus TCP客戶端(透傳RTU指令),指向溫濕度采集器的IP,并映射其溫濕度寄存器。
通道三:設(shè)置為Socket TCP客戶端,指向掃描槍的IP和端口,配置觸發(fā)指令和數(shù)據(jù)接收規(guī)則,將讀到的條碼字符串存入網(wǎng)關(guān)的特定標(biāo)簽區(qū)。
數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián):最后,將網(wǎng)關(guān)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)標(biāo)簽與羅克韋爾PLC定義的輸入/輸出標(biāo)簽進(jìn)行一一對應(yīng)。
四、應(yīng)用效果與實施前后對比

五、行業(yè)推廣與前景展望
捷米特JM-EIPM-TCP這類多功能工業(yè)網(wǎng)關(guān) 的解決方案,其普適性極強。除了鋰電池行業(yè),我們還強烈推薦以下主流、快速且前景廣闊的行業(yè):
1.光伏與儲能系統(tǒng):儲能電站的PCS(變流器)、BMS(電池管理系統(tǒng))、環(huán)境監(jiān)控等設(shè)備協(xié)議各異,需要物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集并上傳至能量管理系統(tǒng)。
2.智能物流與倉儲:系統(tǒng)集成商需要將不同品牌的堆垛機(西門子PLC)、輸送線(三菱/歐姆龍PLC)、AGV調(diào)度系統(tǒng)(自定義TCP)接入統(tǒng)一的WCS(倉庫控制系統(tǒng)),協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān) 是最佳選擇。
3.半導(dǎo)體與電子制造:車間的AMHS(自動物料搬運系統(tǒng))、精密溫控設(shè)備、真空泵組等均使用不同協(xié)議,數(shù)據(jù)采集器 是實現(xiàn)晶圓全程追溯與設(shè)備效能分析的關(guān)鍵。
4.食品飲料與制藥:在強調(diào)合規(guī)性的行業(yè)中,需要將生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)、環(huán)境數(shù)據(jù)與批次記錄綁定,智能網(wǎng)關(guān) 能輕松滿足FDA、GMP等法規(guī)對數(shù)據(jù)完整性的要求。
六、總結(jié)
本項目成功證明,在智能制造轉(zhuǎn)型升級的過程中,打通底層設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈路是首要且關(guān)鍵的一步。捷米特JM-EIPM-TCP網(wǎng)關(guān)不僅僅是一個簡單的協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),它更是一個集成了數(shù)據(jù)采集器、智能網(wǎng)關(guān) 功能的綜合性工業(yè)網(wǎng)關(guān)。它以其卓越的多協(xié)議兼容能力和靈活的配置性,將復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)整合為統(tǒng)一、透明、高效的數(shù)據(jù)平臺。
它成功地化解了高端控制系統(tǒng)與廣泛存在的第三方設(shè)備之間的“通訊危機”,為鋰電池制造乃至整個工業(yè)領(lǐng)域提供了低成本、高效率、高可靠性的數(shù)據(jù)集成方案。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的縱深發(fā)展,這種能夠快速賦能現(xiàn)有產(chǎn)線、打破信息孤島的智能網(wǎng)關(guān),必將成為推動千行百業(yè)邁向數(shù)字化、智能化的核心基石與標(biāo)準(zhǔn)配置。
《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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