工業(yè)網關在包裝印刷廠的應用：PROFIBUS轉ETHERCAT解決方案

在工業(yè)自動化領域，數據通信的可靠性與實時性直接決定了生產系統(tǒng)的效能。隨著智能制造的推進，各類工業(yè)網絡協議并存于同一產線成為常態(tài)，而工業(yè)網關作為不同協議間的“翻譯官”，正發(fā)揮著日益關鍵的作用。

項目背景

在包裝印刷工廠的卷材處理生產線中，通常包含放卷、印刷、涂布、分切及收卷等多個工藝段。該生產線控制系統(tǒng)采用倍福（Beckhoff）PLC基于ETHERCAT總線實現對各伺服驅動器、高精度編碼器等現代設備的實時控制。然而，生產線上仍存在部分老舊但運行穩(wěn)定的關鍵設備，如定量泵、粘度計及溫度控制器等，這些設備僅支持PROFIBUS-DP通信協議。為實現整線自動化協同與集中監(jiān)控，需將PROFIBUS設備無縫集成至以ETHERCAT為主干的控制系統(tǒng)架構中。

核心痛點

1. 協議壁壘：PROFIBUS設備無法直接接入ETHERCAT網絡，形成“數據孤島”，關鍵工藝參數依賴人工讀取與設定，制約生產自動化水平。
2. 協同困難：新舊設備間無法實現數據實時交互，導致各工藝段聯動依賴機械時序，難以實現精準的同步控制與動態(tài)調整。
3. 維護復雜：兩套獨立系統(tǒng)需分別編程、診斷與維護，增加技術人員負擔及培訓成本，故障排查耗時較長。

網關配置方案

針對上述痛點，我們部署了疆鴻智能ETHERCAT轉PROFIBUS網關。具體配置如下：

- ETHERCAT側：網關作為從站接入倍福PLC的ETHERCAT主干網絡。在TwinCAT工程中，通過ESI（ETHERCAT從站信息）文件快速導入網關設備描述，將其映射為標準的I/O模塊，實現組態(tài)集成。
- PROFIBUS側：網關作為一類主站（Class 1 Master），通過DP接口連接生產線上的PROFIBUS從站設備，包括定量泵、粘度計等。使用專用配置軟件對網關進行設置，明確各從站地址及輸入/輸出數據循環(huán)交換區(qū)。
- 數據映射：在網關內部建立PROFIBUS從站數據與ETHERCAT過程數據對象（PDO）之間的雙向映射關系，實現數據格式轉換與實時傳遞。

實施優(yōu)勢

1. 無縫集成：在不改造原有PROFIBUS設備的前提下，實現其與先進控制系統(tǒng)的數據貫通，保護了既有資產投資。
2. 提升協同性：實時獲取定量泵流量、粘度等參數，PLC可動態(tài)調整印刷單元速度或涂布量，顯著提升工藝一致性及材料利用率。
3. 簡化運維：所有設備在TwinCAT平臺中統(tǒng)一監(jiān)控與診斷，降低了系統(tǒng)復雜性，提高了故障響應速度與生產線的整體可利用率（OEE）。
4. 增強靈活性：網關模塊化結構為未來產線擴展或設備更新預留了接口，支持平滑升級。

總結

在工業(yè)制造數字化轉型過程中，協議轉換網關是應對設備異構性挑戰(zhàn)的關鍵基礎設施。本次在包裝印刷生產線部署的ETHERCAT轉PROFIBUS網關，不僅解決了具體的數據互通難題，更體現了以柔性集成技術連接自動化“過去”與“未來”的務實路徑。它證明了，通過恰當的橋梁設備，企業(yè)可以在保留成熟設備價值的同時，穩(wěn)步邁向更高程度的智能化與集成化生產，最終實現降本增效與競爭力提升的戰(zhàn)略目標。

審核編輯 黃宇