一、项目背景
华东某老牌电机厂（以下简称A厂）年产高效电机120万台，关键瓶颈在于“老化测试区”——48台工位长期依赖人工抄录电流、功率与温升数据，既滞后又易错。2025年，A厂启动数字化改造，目标：

1. 实时采集并集中存储老化过程全量数据

2. 异常停机5分钟内推送至责任人手机

3. 保留原信捷PLC，减少停产与接线改动

4. 通过4G上云，摆脱工厂内网束缚，方便后期异地复制

二、需求拆解

1. 设备侧：信捷XD5-48T10-C型PLC，自带以太网口，协议为X-NET over TCP（端口502）

2. 采集侧：电流互感器、PT100、霍尔转速传感器已接入PLC模拟量模块，需读取保持寄存器40001-40020

3. 传输侧：4G公网，MQTT上传至“智能云2.0”平台，JSON格式，30s周期，QoS=1

4. 管理侧：平台侧Topic规则

motor/line2/{deviceId}/realtime；支持远程OTA与GPS定位，方便外租库盘点

三、方案选型
经三家对比，A厂最终锁定捷米特JM-WG310-4G-485-GPS工业智能网关，理由：

· 内置X-NET驱动，无需PLC编程，即插即扫

· 4G全网通+GPS一体，比“网关+定位模块”节省30%成本

· 工作温度-35~+75℃，老化区夏季45℃稳定运行

· 支持边缘脚本，可本地计算电流均值，减少50%上行流量

四、系统架构

1. 感知层：信捷XD5-48T10-C PLC ×48台，每台20个变量

2. 边缘层：捷米特JM-WG310-4G-485-GPS物联网网关×6台，每8台PLC共享1台网关，通过交换机级联

3. 网络层：MQTT over TLS1.2，连接地址 mq.smartcloud.com:8883

4. 平台层：智能云2.0，提供Web组态、手机小程序、RESTful API，与现有MES对接

五、实施步骤

1. 网络规划
老化区新增8口百兆交换机6台，每台网关WAN口接入交换机，LAN口IP设192.168.10.100-105，PLC IP段192.168.10.10-57，掩码统一255.255.255.0，避免跨网段广播。

2. 网关安装
JM-WG310导轨卡扣直接固定在PLC柜右侧，4G吸盘天线从柜顶出线，GPS天线置于窗侧，30s内锁定12颗卫星，定位精度<5m。

3. 驱动配置
① 登录网关Web（默认192.168.1.1），导入“信捷X-NET”驱动
② 新建Channel，填PLC IP与502端口，扫描变量，自动识别40001-40020，生成CSV模板
③ 边缘计算：添加Lua脚本，每5min计算一次电流均值，若>12A则置位内部flag，减少无效上报

4. MQTT参数
Broker地址 mq.smartcloud.com:8883，ClientID格式“JM_{SN}/realtime，模板如下：

JSON

复制

{"deviceId":"M002","ts":1729666170,"Ia":11.3,"Ib":11.4,"Ic":11.5,"P":3.21,"T":68,"RPM":1498,"alarm":0}

5. 断点续传
开启“存储转发”，SD卡32GB，网络中断后本地保存7天，恢复后自动补录，平台侧通过时间戳去重。

6. 远程调试
捷米特“设备快线”VPN，工程师在家即可远程Ping通PLC，配合信捷X-NET软件完成固件升级，全程零差旅。

六、关键调试细节

· 扫描冲突：48台PLC默认端口均为502，捷米特边缘计算网关网关支持“批量通道复制”，5分钟完成映射

· GPS漂移：老化区顶部为彩钢瓦，信号反射大，通过“静态漂移抑制”阈值1km/h，解决静止时坐标跳动

· 流量控制：开启“变化阈值”上传，电流差值<0.2A不发送，月度流量从2.4GB降至0.9GB

七、运行效果

1. 数据实时性：平台端到端延迟<3s，较人工抄表缩短6小时

2. 异常响应：6月12日14:23，23#工位电流骤升至15.4A，平台2分钟内推送微信，值班员15分钟到场，发现风扇卡死，避免一起定子烧毁

3. 维护成本：取消两班倒抄表岗位，每年节省人工成本26万元

4. 复制推广：方案模板化，A厂已将同款网关用于浸漆区、绕线区，总计部署JM-WG310-4G-485-GPS无线数传网关22台，预计2026年完成全厂上云

八、经验总结

· 工业现场品牌杂、协议多，优先选择“驱动内置”型网关，可减少50%调试工时

· 4G+GPS一体设计，让“设备在哪、数据在哪”一目了然，特别适合多地外租库场景

· 边缘计算+变化阈值双重节流，是控制4G流量费的关键，月均单台流量<1GB

· 远程VPN维护，疫情、台风天气下依旧保障产线不停运