EtherCAT匯川伺服與CClinkIEFB三菱PLC的通訊案例

概述

捷米特（北京）科技有限公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用在工控、電力、環(huán)保、水文、能源等行業(yè)領(lǐng)域，為客戶提供穩(wěn)定、可靠、易用的工業(yè)產(chǎn)品。捷米特?fù)碛泻诵募夹g(shù)，擁有多項(xiàng)專利和軟件，即可以為客戶提供標(biāo)準(zhǔn)的捷米特 JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，可以根據(jù)需求定制化開(kāi)發(fā)，滿足特殊場(chǎng)合的功能需求。

捷米特JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品可以通過(guò)各種數(shù)據(jù)接口和工業(yè)領(lǐng)域的儀表、PLC、計(jì)量設(shè)備等產(chǎn)品連接，實(shí)時(shí)采集這些設(shè)備中的運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等信息，并把采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、運(yùn)算等操作后傳輸?shù)狡渌O(shè)備或者云平臺(tái)。

在某知名汽車(chē)制造工廠擁有一條已經(jīng)投入運(yùn)行的生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線基于三菱FX5U系列CCLINK IEFB通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，控制著多臺(tái)SV660N匯川伺服馬達(dá)和其他相關(guān)設(shè)備。然而，隨著生產(chǎn)需求的提升和技術(shù)的發(fā)展，工廠決定引入速度更快、實(shí)時(shí)性更高的EtherCAT系統(tǒng)來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)線。

解決方案

為了實(shí)現(xiàn)從CC-link IEFB到EtherCAT的平穩(wěn)過(guò)渡，工廠決定采用一款therCAT主站轉(zhuǎn)CC-link IEFB從站協(xié)議JM-ECTM-CCLKIE網(wǎng)關(guān)。這款網(wǎng)關(guān)設(shè)備能夠同時(shí)連接EtherCAT從站和CC-link IEFB主站，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議之間的無(wú)縫通信。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)CC-link IEFB主站發(fā)送指令給協(xié)議網(wǎng)關(guān)時(shí)，網(wǎng)關(guān)會(huì)將這些指令轉(zhuǎn)換為EtherCAT從站可以理解的格式，并將其發(fā)送到相應(yīng)的匯川伺服馬達(dá)。同樣地，當(dāng)匯川伺服馬達(dá)通過(guò)EtherCAT發(fā)送狀態(tài)信息時(shí)，協(xié)議網(wǎng)關(guān)會(huì)將這些信息轉(zhuǎn)換為CC-link IEFB網(wǎng)絡(luò)可以理解的格式，并將其發(fā)送回主站。

實(shí)施過(guò)程

1. 采用捷米特網(wǎng)關(guān)配置與集成:首先，JM-ECTM-CCLKIE網(wǎng)關(guān)設(shè)備被配置并集成到現(xiàn)有的生產(chǎn)線中。網(wǎng)關(guān)的EtherCAT接口連接到工廠新引入的EtherCAT從站，而CC-link IEFB口則連接到原有的CC-link IEFB主站網(wǎng)絡(luò)。

2. 在汽車(chē)制造工廠項(xiàng)目中，引入這樣的協(xié)議網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)以下好處:

1.提高生產(chǎn)效率:通過(guò)引入速度更快的EtherCAT系統(tǒng)，生產(chǎn)線上的匯川伺服馬達(dá)可以更快速、更準(zhǔn)確地執(zhí)行指令，從而提高生產(chǎn)效率。

2.降低維護(hù)成本:通過(guò)使用協(xié)議網(wǎng)關(guān)，工廠可以避免對(duì)原有CC-link IEFB網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模改造或替換，從而降低維護(hù)成本。

3.增強(qiáng)靈活性:協(xié)議網(wǎng)關(guān)允許工廠在保持對(duì)原有設(shè)備控制的同時(shí)，引入新的EtherCAT設(shè)備，從而增強(qiáng)生產(chǎn)線的靈活性和可擴(kuò)展性總之，通過(guò)引入?yún)f(xié)議網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)EtherCAT主站與CC-link IEFB從站之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，汽車(chē)制造工廠項(xiàng)目可以充分利用EtherCAT系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，提高生產(chǎn)效率、降低維護(hù)成本，并增強(qiáng)生產(chǎn)線的靈活性和可擴(kuò)展性。

系統(tǒng)架構(gòu)

捷米特網(wǎng)關(guān)可內(nèi)嵌多種設(shè)備驅(qū)動(dòng)（可選，以所拍商品包含協(xié)議為準(zhǔn)，并非包含全部協(xié)議）采集對(duì)應(yīng)的終端設(shè)備數(shù)據(jù)，并可把采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給其他設(shè)備或者云平臺(tái)。系統(tǒng)的連接架構(gòu)如下：

配置方法

捷米特JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān) IP 地址

首先 VS 軟件和 JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān)成功連通后才能修改網(wǎng)關(guān) IP。

如果是兩個(gè)網(wǎng)口的設(shè)備，電腦需要連接到 JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān)上的網(wǎng)口使用網(wǎng)口對(duì) JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān) IP 進(jìn)行修改。兩個(gè)網(wǎng)口的 IP 地址不能設(shè)置在同一個(gè)網(wǎng)段。

在 VS 軟件上點(diǎn)擊菜單“工具”-“配置網(wǎng)絡(luò)”，在彈出的對(duì)話框中輸入新的 JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān) IP 地址，然后點(diǎn)擊“設(shè)置”。 修改 JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān) IP 需要 VS 軟件已經(jīng)和 JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān)可以能正常通信的情況下進(jìn)行。

修改 JM-ECTM-CCLKIE 網(wǎng)關(guān)串口參數(shù)

點(diǎn)擊工程名稱（1），在窗口的右面修改對(duì)應(yīng)的串口參數(shù)。修改完成后點(diǎn)擊（3）保存。修改采集設(shè)備的相關(guān)參數(shù)

在 VS 軟件上增加完各種采集后，如果采集設(shè)備的參數(shù)有變化，可以在 VS 軟件上進(jìn)行修改。點(diǎn)擊“采集設(shè)備”

（1），在右面的設(shè)備名稱上雙擊（2），在彈出的對(duì)話框上修改對(duì)應(yīng)的參數(shù)。

和設(shè)備相關(guān)的參數(shù)都可以在設(shè)備屬性上進(jìn)行修改，如設(shè)備地址、IP、端口、采集時(shí)間間隔、超時(shí)時(shí)間、重試次數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)的字節(jié)順序等等。

獲取 cat 設(shè)備的點(diǎn)位信息

Cat 設(shè)備 IN 口通過(guò)網(wǎng)線連接到電腦，關(guān)閉電腦上的其他網(wǎng)口

關(guān)閉軟件

運(yùn)行 C:\ProgramFiles\Studio\Runtime\bin>EtherCATSlaveInfo.exe。如果沒(méi)有獲取到設(shè)備信息，則重新安裝 npcap 軟件。

4. 

選中和所連接網(wǎng)口對(duì)應(yīng)的 device，

C:\ProgramFiles\BOXStudio\Runtime\bin>EtherCATSlaveInfo.exe

\Device\NPF_{E8BAD55C-B9A8-439D-9A1F-52A78912EC64}-map

會(huì)顯示 cat 設(shè)備的 map 信息。

Slave:1    //設(shè)備 IDName:VATvacuumvalveOutputsize:184bitsInputsize:200bitsState:4 Delay:0[ns]HasDC:1

DCParentport:0Activeports:1.0.0.0Configuredaddress:1001 Man:00000549ID:02010616Rev:00010001SM0A:1000L:128F:00010036Type:1

SM1A:1080L:128F:00010032Type:2SM2A:1100L:23F:00010074Type:3SM3A:1d00L:25F:00010030Type:4

FMMU0Ls:00000000Ll:23Lsb:0Leb:7Ps:1100Psb:0Ty:02Act:01FMMU1Ls:00000017Ll:25Lsb:0Leb:7Ps:1d00Psb:0Ty:01Act: 01FMMUfunc0:11:22:33:0

MBXlengthwr:128rd:128MBXprotocols:0c CoEdetails:2fFoEdetails:01EoEdetails:00SoEdetails:00Ebuscurrent:0[mA] onlyLRD/LWR:0

PDOmappingaccordingtoCoE:

SM2outputs    //outputs 是點(diǎn)位類型

addrb       index:subbitldata_type name [0x0000.0]0x2300:0x020x20REAL32                 TargetPressure

[0x0004.0]0x2200:0x020x20REAL32    TargetPosition//TargetPosition 是點(diǎn)位名稱，

[0x0004.0]是地址，REAL32 是數(shù)據(jù)類型 float

[0x0008.0]0x2401:0x140x20REAL32PressureInputDigitalSensor1[0x000C.0]0x2402:0x140x20REAL32PressureInputDigital Sensor2[0x0010.0]0x2002:0x000x08INTEGER8ControlMode

[0x0011.0]0x2F00:0x060x10UNSIGNED16                                          GeneralControlSetpoint[0x0013.0]0x2F00:0x070x20REAL32 PressureRampTime

SM3inputs       //inputs是點(diǎn)位類型

addrb       index:subbitldata_type name

[0x0017.0]0x2300:0x010x20REAL32                                                                   ActualPressure[0x001B.0]0x2401:0x180x20REAL32

PressureSensor1[0x001F.0]0x2402:0x180x20REAL32 PressureSensor2 [0x0023.0]0x2200:0x010x20REAL32    ActualPosition//ActualPosition 是點(diǎn)位名稱，

[0x0023.0]是地址，設(shè)置到網(wǎng)關(guān)中是 0x23-0x17=12（網(wǎng)關(guān)中填寫(xiě) 10 進(jìn)制）

[0x0027.0]0x2002:0x000x08INTEGER8 ControlMode[0x0028.0]0x2030:0x030x10UNSIGNED16                                   ErrorNumber [0x002A.0]0x2F00:0x0D0x10UNSIGNED16                                                          GeneralStatus[0x002C.0]0x2F00:0x0E0x10UNSIGNED16

GeneralWarnings[0x002E.0]0x2F00:0x0F0x10UNSIGNED16 ExtendedWarnings

Endslaveinfo,closesocketEndprogram

設(shè)置網(wǎng)關(guān)采集 EtherCAT 數(shù)據(jù)

1.     安裝軟件。打開(kāi)軟件后，點(diǎn)擊新建工程。

2.     

3.     點(diǎn)擊“新建設(shè)備”，驅(qū)動(dòng)類型選擇如下。

4. 

5.     輸入設(shè)備地址：

6. 

7.     添加 TargetPosition 標(biāo)簽。寫(xiě)數(shù)據(jù)給 EtherCAT 設(shè)備

8. 

9.     添加 ActualPosition 標(biāo)簽，讀取 EtherCAT 設(shè)備數(shù)據(jù)。

10.

配置完成后點(diǎn)擊菜單“下載”，把工程下載到網(wǎng)關(guān)里。

點(diǎn)擊菜單“查看數(shù)據(jù)”，查看網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)。

轉(zhuǎn)換成 CC-link IEFB 協(xié)議

1，點(diǎn)擊菜單，服務(wù)-CCLinkIEFieldBasic。啟用設(shè)置成 Yes。

2.把要轉(zhuǎn)換的變量添加到對(duì)應(yīng)的分類中。

3，設(shè)置完成后，點(diǎn)擊“下載”，把工程下載到網(wǎng)關(guān)中。

4，其他設(shè)備就可以通過(guò) CC-link IEFB協(xié)議讀取網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)。

三菱FX5UPLC 連接網(wǎng)關(guān)的CClinkIE 功能 

1，網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)口接到 PLC 的 CCLinkeIE 接口，不能接其他接口。

2，電腦上打開(kāi)“GXWorks2”軟件。                                                        

3，新建 PLC 的工程，或者打開(kāi)已有工程。點(diǎn)擊 plc 參數(shù)。

4，依次點(diǎn)擊“內(nèi)置以太網(wǎng)端口設(shè)置”-“CC-LinkIEFBasic 設(shè)置”

5，依次操作如下 1，2，3 處的設(shè)置，然后點(diǎn)擊“網(wǎng)絡(luò)配置設(shè)置”

6，點(diǎn)擊“連接設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)”就可以獲取到網(wǎng)關(guān)的信息，如網(wǎng)關(guān)的 IP 地址，起始點(diǎn)的設(shè)置。如果沒(méi)有 7，搜索到網(wǎng)關(guān)信息，先檢查一下網(wǎng)關(guān)和 PLC 是否已經(jīng)連接。也可以點(diǎn)擊 4 處，手動(dòng)添加.

8，在上圖的模塊上點(diǎn)擊右鍵，選擇“在線”-“反映從站的通信設(shè)置”。在彈出的對(duì)換框中選擇“是”。

9，關(guān)閉以上窗口。點(diǎn)擊“設(shè)置結(jié)束”，不能點(diǎn)“取消”，否則設(shè)置不生效。

10，完成以上設(shè)置后，點(diǎn)擊菜單“在線”-“PLC 寫(xiě)入”，將組態(tài)下載到 PLC 中。下載完成后，PLC 斷電重啟，才能生效。

11，輸入此前設(shè)置的軟元件名，查看網(wǎng)關(guān)里的數(shù)據(jù)。

測(cè)試

12，如果有 PLC 等進(jìn)行測(cè)試，無(wú)需再進(jìn)行如下測(cè)試。

13，打開(kāi) CCLinkMasterSimulator 測(cè)試軟件包。

14，雙擊 CCLinkMasterSimulator.exe。選擇網(wǎng)關(guān)連接的網(wǎng)卡序號(hào)。

15，把MasterParameter.csv 文件拖到箭頭指向的地方，然后回車(chē)。

16，顯示界面如下，輸入 5

17，顯示采集的數(shù)據(jù)

在我的職業(yè)生涯中，這樣的挑戰(zhàn)并不少見(jiàn)。憑借我在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的深厚專業(yè)知識(shí)以及豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，我相信本文所分享的信息和案例將會(huì)對(duì)面臨類似問(wèn)題的技術(shù)人員提供有價(jià)值的參考。通過(guò)對(duì)CC-Link IE與EtherCAT之間轉(zhuǎn)換的深入探討，希望能夠啟發(fā)更多的創(chuàng)新解決方案，推動(dòng)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

最終，在面臨CC-Link IE三菱PLC轉(zhuǎn)EtherCAT伺服的挑戰(zhàn)時(shí)，我們要意識(shí)到這不僅是技術(shù)上的變革，更是產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要一環(huán)。只有不斷適應(yīng)和掌握最新的通信技術(shù)，才能在未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。