一、案例項(xiàng)目背景

該車企聚焦新能源動(dòng)力電池包的智能化裝配，其電芯模組輸送產(chǎn)線承擔(dān)著電芯轉(zhuǎn)運(yùn)、定位、裝配的核心工序。產(chǎn)線中，負(fù)責(zé)輸送皮帶調(diào)速的核心設(shè)備為施耐德 Altivar 320 變頻器，該設(shè)備原生支持 EtherNet/IP 協(xié)議，可實(shí)時(shí)反饋電機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載電流等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)；產(chǎn)線主控系統(tǒng)采用西門子 S7-1200 系列 PLC（型號(hào)為 CPU 1214C），其通訊接口僅支持 Modbus TCP 協(xié)議，需采集變頻器數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線速度聯(lián)動(dòng)和故障預(yù)警。

同時(shí)，產(chǎn)線規(guī)劃接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，需要穩(wěn)定的工業(yè)網(wǎng)關(guān)完成協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。在這一工業(yè)自動(dòng)化場(chǎng)景中，跨協(xié)議設(shè)備的通訊壁壘成為產(chǎn)線智能化升級(jí)的核心阻礙，而塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM智能網(wǎng)關(guān)的引入，為解決這一問題提供了專業(yè)方案。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

三、項(xiàng)目痛點(diǎn)

1.協(xié)議兼容壁壘：施耐德 Altivar 320 變頻器的 EtherNet/IP 協(xié)議與西門子 S7-1200 PLC 的 Modbus TCP 協(xié)議屬于不同總線協(xié)議，無(wú)直接通訊通道，導(dǎo)致 PLC 無(wú)法采集變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)，也無(wú)法下發(fā)調(diào)速指令。

2.數(shù)據(jù)采集斷層：產(chǎn)線需接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維，但傳統(tǒng)的串口采集方式無(wú)法滿足高實(shí)時(shí)性需求，且缺乏專業(yè)工業(yè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和邊緣處理。

3.產(chǎn)線協(xié)同低效：人工手動(dòng)調(diào)整變頻器參數(shù)的模式，無(wú)法與 PLC 的產(chǎn)線節(jié)拍聯(lián)動(dòng)，易出現(xiàn)電芯輸送速度不匹配導(dǎo)致的模組錯(cuò)位、卡頓問題，影響生產(chǎn)良率。

4.設(shè)備管理缺失：無(wú)智能網(wǎng)關(guān)的中轉(zhuǎn)，變頻器的故障信息無(wú)法實(shí)時(shí)上傳至主控系統(tǒng)，故障排查需現(xiàn)場(chǎng)停機(jī)檢測(cè)，造成產(chǎn)線停工時(shí)長(zhǎng)增加。

四、功能簡(jiǎn)介

本次部署的塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM工業(yè)網(wǎng)關(guān)，是一款高性能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)兼數(shù)據(jù)采集器，核心功能如下：

1.跨協(xié)議轉(zhuǎn)換：支持 EtherNet/IP 主站與 Modbus TCP 從站的雙向總線協(xié)議轉(zhuǎn)換，可將施耐德 Altivar 320 變頻器的 EtherNet/IP 數(shù)據(jù)封裝為 Modbus TCP 格式，同時(shí)將西門子 S7-1200 PLC 的 Modbus TCP 指令解析為 EtherNet/IP 指令下發(fā)。

2.邊緣數(shù)據(jù)處理：內(nèi)置輕量化計(jì)算模塊，可對(duì)采集的變頻器數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、清洗和預(yù)處理，降低 PLC 和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的運(yùn)算負(fù)荷。

3.多通道數(shù)據(jù)傳輸：配備雙以太網(wǎng)口，可同時(shí)對(duì)接 PLC 控制系統(tǒng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和運(yùn)維數(shù)據(jù)的并行傳輸。

4.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)：自帶故障診斷功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)控總線協(xié)議通訊狀態(tài)，出現(xiàn)斷連時(shí)自動(dòng)報(bào)警并存儲(chǔ)斷點(diǎn)數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)完整性。

五、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施配置過程步驟

1.硬件部署

（1）將塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM工業(yè)網(wǎng)關(guān)通過 35mm 導(dǎo)軌安裝在產(chǎn)線控制柜內(nèi)，為網(wǎng)關(guān)接通 24V DC 電源；

（2）用工業(yè)以太網(wǎng)線連接塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM智能網(wǎng)關(guān)的 EtherNet/IP 端口與施耐德 Altivar 320 變頻器的通訊端口，完成 EtherNet/IP 鏈路搭建；

（3）將網(wǎng)關(guān)的 Modbus TCP 端口與西門子 S7-1200 PLC 的 PROFINET 端口接入同一工業(yè)交換機(jī)，構(gòu)建 Modbus TCP 通訊網(wǎng)絡(luò)。

2.網(wǎng)關(guān)參數(shù)配置

（1）通過電腦連接塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM數(shù)據(jù)采集器的調(diào)試端口，進(jìn)入網(wǎng)關(guān)配置界面，將網(wǎng)關(guān) EtherNet/IP 側(cè)設(shè)為主站模式，添加施耐德 Altivar 320 變頻器為從站設(shè)備，配置設(shè)備 IP 和通訊周期（設(shè)為 100ms）；

（2）在 Modbus TCP 側(cè)將網(wǎng)關(guān)設(shè)為從站模式，配置 Modbus 從站地址為 1，映射變頻器的轉(zhuǎn)速、電流、故障代碼等數(shù)據(jù)至 Modbus 寄存器地址；

（3）開啟網(wǎng)關(guān)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，配置物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的 IP 和端口，設(shè)置數(shù)據(jù)上傳頻率為 500ms。

3.PLC 程序配置

（1）在西門子 TIA Portal 軟件中，為 S7-1200 PLC 添加 Modbus TCP 通訊庫(kù)，編寫通訊程序，指定塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM工業(yè)網(wǎng)關(guān)為 Modbus TCP 從站；

（2）關(guān)聯(lián) PLC 內(nèi)部寄存器與網(wǎng)關(guān)的 Modbus 映射地址，實(shí)現(xiàn)對(duì)施耐德 Altivar 320 變頻器參數(shù)的讀取和指令下發(fā)；

（3）編寫故障聯(lián)動(dòng)程序，當(dāng) PLC 檢測(cè)到變頻器故障數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)產(chǎn)線急停和報(bào)警提示。

4.現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)調(diào)測(cè)試

（1）啟動(dòng)產(chǎn)線設(shè)備，測(cè)試塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM智能網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換延遲（實(shí)測(cè)平均延遲≤20ms）；

（2）模擬變頻器過載故障，驗(yàn)證 PLC 和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是否能同步接收?qǐng)?bào)警信息；

（3）調(diào)整 PLC 的產(chǎn)線節(jié)拍指令，確認(rèn)變頻器轉(zhuǎn)速可實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)變化，完成全鏈路調(diào)試。

六、應(yīng)用效果和項(xiàng)目實(shí)施前后效果對(duì)比

（一）應(yīng)用效果

1.數(shù)據(jù)互通實(shí)現(xiàn)：通過塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM工業(yè)網(wǎng)關(guān)，西門子 S7-1200 PLC 可實(shí)時(shí)采集施耐德 Altivar 320 變頻器的 12 項(xiàng)核心參數(shù)，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確率達(dá) 99.98%。

2.產(chǎn)線協(xié)同升級(jí)：變頻器轉(zhuǎn)速可根據(jù) PLC 的產(chǎn)線節(jié)拍自動(dòng)調(diào)整，電芯模組輸送的定位精度提升至 ±0.5mm，產(chǎn)線良率從 92% 提升至 98.5%。

3.運(yùn)維效率提升：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，故障響應(yīng)時(shí)間從原來(lái)的 30 分鐘縮短至 3 分鐘，產(chǎn)線停機(jī)時(shí)長(zhǎng)減少 80%。

4.物聯(lián)網(wǎng)融合落地：網(wǎng)關(guān)作為數(shù)據(jù)采集器，為產(chǎn)線接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供了標(biāo)準(zhǔn)化接口，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的云端存儲(chǔ)和分析，為后續(xù)的 AI 工藝優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

（二）實(shí)施前后效果對(duì)比

七、案例總結(jié)

在新能源電池包裝配這一高前景工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，塔訊 TX181-RE-RE-TCP/EIM工業(yè)網(wǎng)關(guān)（物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)/智能網(wǎng)關(guān)/數(shù)據(jù)采集器）成功解決了施耐德 Altivar 320 變頻器與西門子 S7-1200 PLC 的跨總線協(xié)議通訊難題。該案例不僅驗(yàn)證了專業(yè)工業(yè)網(wǎng)關(guān)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合中的核心樞紐作用，也為新能源智能制造產(chǎn)線的設(shè)備協(xié)同和數(shù)據(jù)互通提供了可復(fù)制的解決方案。未來(lái)，隨著工業(yè)自動(dòng)化與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的深度結(jié)合，此類總線協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)將成為產(chǎn)線智能化升級(jí)的標(biāo)配設(shè)備，助力更多制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、智能、綠色的生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。