一. 案例背景
在现代工业自动化领域,企业为了构建高效、灵活的生产系统,往往会选用不同品牌的设备。在自动化控制场景中,施耐德M580系列PLC则以其强大的处理能力和先进的功能,在复杂的过程控制和大型系统集成方面表现出色,也受到很多用户的青睐。捷米特JM-可以将这两种协议进行转换,符合工业自动化行业设备之间互操作性和集成性不断增强的发展趋势,有助于企业打破设备通信的壁垒,构建更加开放、兼容的自动化控制系统。
二.设备介绍
1.捷米特JM-CCLKIE-TCP
能够将支持Modbus TCP协议的各种设备接入到CC-Link IE FB网络中,实现不同协议设备之间的无缝连接,解决设备之间通讯协议不兼容的问题,用户可根据实际应用场景,通过拨码选择其在Modbus TCP接口的工作模式可连接到 CC-Link IE FB总线中作为从站使用,同时也能连接到Modbus TCP总线中作为主站或从站使用,从而实现不同协议网络之间的数据通信与交互,应用于各类工业自动化场景,如印染设备中,可将印染设备连接到工业以太网,采集设备的温度、压力、流量、液位等数据,并传输到上位机或云平台。
2. 三菱FX5U
CPU通过扩展模块,最大可扩展至256点,若使用网络连接,则可控制包括远程I/O在内的最大512点。其系统总线速度相比前代产品有了大幅提升,例如实现了每秒 1.5k字节的通信速度,提升了150倍,提高系统的运行效率。可直接连接模拟量传感器和执行器,方便实现对模拟量信号的采集和控制。配备内置以太网端口,支持多种以太网通信协议,方便与上位机、触摸屏、其他PLC等设备进行网络通信,实现远程监控、数据传输和设备间的协同工作。
3. 施耐德 M580
采用先进的ARM架构微处理器,具备强大的运算能力,能高效处理复杂的工业控制任务。将标准以太网嵌入自动化控制器,应用于现场总线、控制总线和内部背板总线等所有通讯环节,实现与各种设备和模块的无缝连接和通讯优化,包括配电、低压回路、能源管理功能等设备。支持多种扩展模块,可根据实际应用需求灵活扩展输入输出点数、通信接口、模拟量处理能力等,以适应不同规模和复杂程度的工业自动化项目。
三.配置连接方案
3.1创建工程
1. 双击JM Modbus Manager图标打开软件,如图所示:
2. 点击左上角新建工程,在弹出选项框中选择ET071M/S,如下图所示:
3.组态CC-Link IE FB 侧参数设置
(1)点击Port 0:{EtherNet}:{CC-Link IE Field Basic},在右侧框图中配置通讯的IP,如下图所示:
(2)点击下方CC-Link IE Field basic,在右侧框图中配置,CC-Link IE FB侧占用逻辑站数,如下图所示:
4.配置Modbus TCP从站
(1)选择ModbusTCP,右键选择添加,一个Node为一个从站,如下图所示:
(2)点击Node,右键选择添加,配置所需要命令,如下图所示:
四.数据采集与传输
捷米特JM-CCLKIE-TCP:作为CC-Link IE FB网络的从站,捷米特JM-CCLKIE-TCP能够与PLC 进行连接。PLC将状态信息、传感器采集到的温度、压力、流量等数据,发送至网关。网关可以采集到这些数据,并将其存入自身的缓冲区,准备进行后续处理。捷米特JM-CCLKIE-TCP作为Modbus TCP主站时,它可以主动向连接的Modbus TCP从站设备发送请求,采集如变频器的运行参数、智能仪表的测量值等数据。最多可开通8个通道,连接8个Modbus TCP从站,实现不同类型数据的采集网关将从Modbus TCP网络采集到的数据,经过内部处理和转换后,将数据传输至CC-Link IE FB网络上的其他设备,从而实现不同协议设备之间的数据共享和交互。
三菱FX5U:支持多种以太网通信协议,如Modbus TCP等,可实现更高速度、更大容量的数据交换,且能够方便地接入工业以太网网络,与其他设备进行通信。在GX Works3软件中,需对FX5U的以太网端口进行配置,设置IP地址、子网掩码、网关等网络参数,以及相关的通信协议参数,如Modbus TCP连接设备的配置,包括通信手段、协议、IP 地址和端口号等。如在一个工厂自动化系统中,FX5U通过以太网与上位机监控系统连接,上位机可实时读取FX5U的运行状态数据、工艺参数等,并可向FX5U发送控制指令,实现对生产过程的远程监控和控制。
施耐德 M580:M580 基于 EtherNet/IP 协议实现数据交换与通信。此协议以标准以太网技术为基础,能与现有的以太网设备良好兼容,支持多种数据类型,包括数字、模拟、文本等,可满足不同工业自动化应用的需求。通过该协议,M580 可与其他支持 EtherNet/IP 的设备,如工业机器人控制系统、过程控制系统等,进行高速、实时的数据传输,确保数据的可靠性和确定性。施耐德 M580 支持 Modbus 串口通讯协议,通过 RS-232 或 RS-485 串口与其他设备进行数据交互。这种方式适用于一些对数据传输速度要求不高、距离较近或设备本身只支持串口通信的场景。
五.总结
成功实现了三菱FX5U与施耐德M580之间的数据共享与指令传递。FX5U 能够将其控制的设备状态数据、传感器采集的数据等通过CC-Link IEFB网络传输至捷米特JM-CCLKIE-TCP,进行协议转换后,将数据以Modbus TCP协议格式发送给施耐德M580。反之,M580也可将控制指令、自身的运行状态数据等经捷米特JM-CCLKIE-TCP转换后传送给FX5U,从而实现了双向的数据交互,数据传输的准确性与及时性得到有效保障,满足了工业生产过程中对数据实时性与可靠性的要求。在实际应用场景中,如自动化生产线、智能工厂等,这种跨品牌PLC 的通讯使得不同设备能够协同工作。例如,FX5U控制的生产设备与M580控制的辅助设备或监控系统之间可实现紧密配合,FX5U将生产设备的运行参数传输给 M580,根据这些数据进行综合分析与判断,进而对整个生产过程进行优化控制,如调整设备的运行参数、启动或停止相关设备、进行故障预警与处理等,大大提高了生产系统的自动化程度与生产效率,降低了生产成本与设备故障率。