一、 项目背景
江苏宿迁某现代农业示范园，2024 年起扩建 3000 亩阳光玫瑰葡萄基地，计划全部改为水肥一体化智能灌溉。园区原有 AB ControlLogix 1756-L82E PLC（EtherNet/IP 主站）负责气象站、水泵、过滤站等“水源侧”控制；新增 64 台三菱 FX5U-64MT/ES PLC（CC-Link IE FB 主站）则分布在 64 条滴灌支路，负责阀门、流量计、EC/PH 传感器等“田间侧”控制。两套网络协议不同，若无法实现实时数据交互，则中央灌溉策略无法下发，田间状态也无法回传。甲方要求：

1. 保持原 AB 控制架构不变；

2. 三菱 PLC 侧不做额外开发；

3. 通信延时 ≤ 20 ms，丢包率 ≤ 0.1 %；

4. 网关须为两端“从站”，减少主站负荷。

经对比，最终选用捷米特 JM-EIP-CCLKIE工业级协议转换网关（下文简称“网关”），在 EtherNet/IP 侧做 AB 的 Adapter（从站），在 CC-Link IE FB 侧做三菱的 Remote Station（从站），以“双从站”方式零侵入并网，实现 1 对 64 透明数据桥接。

二、网络拓扑与设备清单

1. 水源侧
• AB ControlLogix 1756-L82E（固件 35.011）
• 1756-EN2T 以太网模块 ×1
• 研华 EKI-2528 千兆交换机 ×1
• 网关 EtherNet/IP 口 → 交换机 → 1756-EN2T

2. 田间侧
• 三菱 FX5U-64MT/ES ×64 台，固件 1.250
• 每台自带 CC-Link IE FB Basic 百兆口
• 通过赫斯曼 MACH100 千兆环网交换机级联
• 网关 CC-Link IE FB 口 → 环网交换机

3. 网关本体
• 型号：JM-EIP-CCLKIE协议转换网关

4. • 供电：24 VDC/3.5 W，导轨安装
• 防护 IP20，-45 ℃~85 ℃，湿度 95 %
• 尺寸 34 × 110 × 70 mm，DIN-35 卡轨固定

三、通信架构设计

1. 数据量测算
每条支路上传：阀门状态 1 B、流量 4 B、EC 2 B、PH 2 B、报警 1 B，共 10 B；
下传：阀门开度 1 B、配方号 1 B、预留 6 B，共 8 B；
64 条支路总上行 640 B，下行 512 B，均小于网关单口最大 1500 B，富余充足。

2. 映射规划
在 AB 工程中，创建 192.168.1.0/24 网段，网关 EtherNet/IP 从站地址设为 192.168.1.100，Assembly Instance 100（输出 512 B）/101（输入 640 B）。
在三菱 GX Works3 中，将网关视为 4 站 Remote Station（站号 1-4），每站 128 字输入、128 字输出，总计 512 字输入、512 字输出，完全覆盖需求。

3. 实时指标
EtherNet/IP RPI 设定 10 ms；
CC-Link IE FB 刷新周期 10 ms；
网关门到门实测延时 8 ms，满足 ≤20 ms 要求。

四、网关配置步骤

1. 硬件接线
• 24 VDC 经断路器独立供电，防止水泵启动压降；
• EtherNet/IP 口接 CAT5e 屏蔽线，长度 25 m；
• CC-Link IE FB 口接 CAT6a 屏蔽线，与 64 台 FX5U 星-环混合拓扑，末端 120 Ω 终端电阻。

2. 软件配置（捷米特 JetCfg V3.1.2）
① 创建新项目，选择 JM-EIP-CCLKIE工业智能网关；
② EtherNet/IP 侧：
– 选择“Adapter”角色，输入 640 B，输出 512 B；
– 设置 IP 192.168.1.100，网关掩码 255.255.255.0；
③ CC-Link IE FB 侧：
– 选择“Remote Station”角色，站数 4，站号 1-4；
– 每站输入 128 字、输出 128 字；
④ 建立数据映射表：
– 将 FX5U 侧 D1000-D1519（640 B）映射到 Instance 101；
– 将 Instance 100 数据映射到 D2000-D2415（512 B）；
⑤ 点击“Download”，网关 RUN 灯常绿，EtherNet/IP 与 CC.OK 灯双绿，表示两端建立成功。

3. AB 侧 RSLogix 5000 组态
• 导入网关 EDS 文件“JM-EIP-CCLKIE-V1.1.eds”；
• 添加 Generic Ethernet Module，输入 640 B，输出 512 B，RPI 10 ms；
• 在 Controller Tags 自动生成 EIP_I_Data[640]、EIP_O_Data[512] 数组，直接与灌溉策略程序关联。

4. 三菱侧 GX Works3 组态
• 打开“以太网配置”→CC-Link IEF Basic→添加远程站，站号 1-4，占用 128 字；
• 在软元件分配表把 D1000-D1519 设为远程输入，D2000-D2415 设为远程输出；
• 无需额外编写 FROM/TO 指令，FX5U 自动循环刷新。

五、控制逻辑实现

1. 灌溉策略
AB 控制器根据气象站 ET0、雨量桶、土壤水分仪，每 10 min 计算一次需水量，换算成 64 条支路的阀门开度与施肥配方号，通过 EIP_O_Data 下发。

2. 田间执行
FX5U 接收 D2000 区阀门开度，经 PID 调节 24 V 脉冲电磁阀；同时把瞬时流量、EC/PH、开关到位信号写入 D1000 区，回传 AB。

3. 报警联动
若某支路流量低于阈值 3 s，FX5U 立即置位报警位；AB 侧收到后停止水泵并弹窗，实现闭环安全。

六、调试与测试

1. 64 站并发
同时下发 64 路阀门开度，流量脉冲 5 Hz，连续运行 2 h，AB 在线监视 EIP_I_Data 更新计数器无跳变，通信负载 18 %。

2. 干扰测试
在泵房 1 m 处启动 55 kW 变频器，重复加减速，EtherNet/IP 零丢包；静电放电 ±8 kV 接触、±15 kV 空气，通信未中断，符合 IEC-61000-4-2。

七、运行效果
• 节水 26 %：精准到 0.1 mm 作物需水；
• 节肥 21 %：按回传 EC 实时闭环配肥；
• 故障定位时间由 2 h 缩短至 15 min，
• 网关连续运行 6 个月，MTBF > 5 万小时，现场 45 ℃ 零丢包。

八、经验总结

通过使用捷米特JM-EIP-CCLKIE工业级协议转换网关本次改造，AB 与三菱两大品牌 PLC 在“零改动”前提下完成实时数据互通，为后续园区接入 MES、数字孪生奠定了坚实基础，也成为江苏省 2025 年度智慧农业示范标杆项目。