一、案例背景

在新能源汽車蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，電池 PACK生產(chǎn)線的自動化和智能化水平至關(guān)重要。某新能源汽車電池制造企業(yè)的生產(chǎn)線中，部分電機(jī)采用了羅克韋爾自動化的PowerFlex系列變頻器，支持EtherNet/IP協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)精確的速度和扭矩控制。而生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)采用了施耐德電氣的Unity系列PLC作為Modbus TCP主站設(shè)備，用于集中監(jiān)控和管理整個生產(chǎn)過程。為了實(shí)現(xiàn)變頻器與監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，企業(yè)選用了遠(yuǎn)創(chuàng)智控的YC-EIPM-TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。

二、硬件設(shè)備

施耐德 PLC：支持標(biāo)準(zhǔn)的Modbus TCP協(xié)議

羅克韋爾變頻器：支持標(biāo)準(zhǔn)的EtherNet/IP協(xié)議

遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-EIPM-TCP協(xié)議網(wǎng)關(guān)：用于實(shí)現(xiàn)連接EtherNet/IP設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)到Modbus TCP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)關(guān)可實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換，既允許現(xiàn)有的、低成本的EtherNet/IP設(shè)備集成到Modbus TCP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也可提供來自Modbus TCP的數(shù)據(jù)給EtherNet/IP設(shè)備使用。

三、技術(shù)指標(biāo)

在Modbus TCP一側(cè)為Modbus TCP Server；

功能碼：支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H號功能；

在EtherNet/IP側(cè)，該設(shè)備將作為支持EtherNet/IP通訊掃描器。

支持波特率：10kbit/s, 20kbit/s, 50kbit/s, 100kbit/s, 125kbit/s, 250kbit/s, 500kbit/s, 800kbit/s, 1Mbit/s，其它波特率可以定制.

最大連接數(shù)：126個從站

供電：24VDC(±5％)，最大功率 3.5W

工作環(huán)境溫度：-25～55℃，濕度≤95%

防護(hù)等級：IP20

‘

四、設(shè)備配置及安裝

將遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-EIPM-TCP網(wǎng)關(guān)安裝在控制柜內(nèi)，接通 24V直流電源。

使用以太網(wǎng)網(wǎng)線將網(wǎng)關(guān)的 EtherNet/IP端口與羅克韋爾 PowerFlex變頻器的以太網(wǎng)接口相連。

同樣通過以太網(wǎng)網(wǎng)線將網(wǎng)關(guān)的 Modbus TCP端口連接到施耐德 Unity系列 PLC的以太網(wǎng)接口。

參數(shù)配置

打開遠(yuǎn)創(chuàng)智控提供的網(wǎng)關(guān)配置軟件，通過以太網(wǎng)將配置計算機(jī)連接到網(wǎng)關(guān)的配置端口。

在 EtherNet/IP側(cè)，設(shè)置網(wǎng)關(guān)的 IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)地址，確保與羅克韋爾 PowerFlex變頻器所在的網(wǎng)絡(luò)一致。同時，添加變頻器的設(shè)備描述文件，配置通信參數(shù)，如連接超時時間、心跳周期等。

創(chuàng)建工程

雙擊EIPscan軟件圖標(biāo)

EIPscan Test Tool打開軟件，在彈出窗口選擇PC本機(jī)IP地址，如下圖：

選擇“OK”按鈕打開軟件，如下圖：

添加EIP模擬從站配置

通過TCP主站修改數(shù)據(jù)，觀察EIP側(cè)從站數(shù)據(jù)變化。

鼠標(biāo)右擊選擇剛才選擇IP地址對應(yīng)的電腦圖標(biāo)，如圖所示：

在彈出菜單欄選項(xiàng)選擇第三項(xiàng)“Configure Assembly”，彈出窗口如下：

首先添加EIP從站對網(wǎng)關(guān)主站輸出數(shù)據(jù)長度，在“Instance”欄寫入值“100”、在第一格“Byte”欄寫入配置數(shù)據(jù)長度“2”、勾選“static”以及“Producing”選項(xiàng)，如圖所示：

點(diǎn)擊“Add”按鈕，將配置添加到數(shù)據(jù)確認(rèn)區(qū)，如圖所示：

接著添加EIP從站對網(wǎng)關(guān)主站輸入數(shù)據(jù)長度，在“Instance”欄寫入值“150”、在第一格“Byte”欄寫入配置數(shù)據(jù)長度“2”、勾選“static”以及“Consuming”選項(xiàng)，如圖所示：

點(diǎn)擊“ADD”按鈕，將配置添加到數(shù)據(jù)確認(rèn)區(qū)，如圖所示：

點(diǎn)擊“OK”按鈕，將EIP從站配置添加到軟件配置中，如圖所示：

在 Modbus TCP側(cè)，設(shè)置網(wǎng)關(guān)的 Modbus TCP從站地址，使其與施耐德 Unity系列 PLC的主站地址相匹配。配置數(shù)據(jù)映射關(guān)系，將變頻器的運(yùn)行參數(shù)（如頻率、電流、電壓等）映射到 Modbus TCP的寄存器中。

TCP主站寫命令輸出，監(jiān)控截圖：

EIP側(cè)從站數(shù)據(jù)輸入，監(jiān)控截圖

通過EIP側(cè)從站修改數(shù)據(jù)，觀察TCP側(cè)主站數(shù)據(jù)變化。

EIP側(cè)模擬從站數(shù)據(jù)輸出，監(jiān)控截圖：

TCP側(cè)主站數(shù)據(jù)輸入，監(jiān)控截圖：

系統(tǒng)集成與功能實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)交互

遠(yuǎn)創(chuàng)智控 YC - EIPM - TCP網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了羅克韋爾 PowerFlex變頻器與施耐德 Unity系列 PLC之間的數(shù)據(jù)透明傳輸。PLC可以實(shí)時獲取變頻器的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，如電機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)載情況等，以便對生產(chǎn)過程進(jìn)行精確監(jiān)控和調(diào)整。

同時，PLC也可以通過網(wǎng)關(guān)向變頻器發(fā)送控制指令，如啟動、停止、調(diào)速等，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的遠(yuǎn)程控制。

故障診斷與報警

當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，其故障信息會通過網(wǎng)關(guān)實(shí)時傳輸?shù)?PLC。PLC根據(jù)預(yù)設(shè)的報警規(guī)則，及時發(fā)出聲光報警信號，提醒操作人員進(jìn)行處理。

操作人員可以通過 PLC的監(jiān)控界面查看故障詳情，快速定位故障原因，減少故障處理時間，提高生產(chǎn)線的可靠性和穩(wěn)定性。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

PLC收集到的變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)據(jù)庫中，用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。通過對電機(jī)的能耗、運(yùn)行時間等數(shù)據(jù)的分析，企業(yè)可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

項(xiàng)目效果

提高生產(chǎn)效率：通過實(shí)現(xiàn)變頻器與監(jiān)控系統(tǒng)的無縫連接，生產(chǎn)線的自動化程度得到了顯著提高，生產(chǎn)效率提升了 18%。

降低維護(hù)成本：及時的故障診斷和報警功能，使得設(shè)備故障能夠得到快速處理，減少了設(shè)備停機(jī)時間，降低了維護(hù)成本。

優(yōu)化生產(chǎn)管理：生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析為企業(yè)的生產(chǎn)管理提供了有力支持，有助于企業(yè)制定更加科學(xué)合理的生產(chǎn)計劃和決策。

審核編輯 黃宇