项目背景

某新能源锂电企业的电芯装配产线面临设备通信协议不兼容的痛点：产线核心控制采用倍福 EtherCAT 总线系统（含 EtherCAT 主站 PLC、伺服驱动器、视觉检测模块），负责电芯入壳、注液、封装等高精度工序的控制；而产线中部署的温湿度传感器、压力变送器、真空度检测仪等辅助检测设备，均为 Modbus RTU 协议的串口设备，无法直接接入 EtherCAT主站系统。

此前，企业采用人工抄录数据或单独部署串口服务器的方式采集数据，不仅存在数据延迟、实时性差的问题，还导致检测数据无法与产线控制指令联动，当温湿度、压力等参数超标时，EtherCAT 主站无法及时触发停机指令，多次出现电芯封装不良的质量问题，产线良品率受影响，同时增加了人工巡检的人力成本。为解决协议互通难题，企业引入EtherCAT转Modbus RTU 网关模块，搭建 EtherCAT 与 Modbus RTU 设备的双向通信链路。

网关部署与方案设计

硬件连接：工业智能网关作为 EtherCAT 从站接入倍福 EtherCAT 主站 PLC，通过网关的 RS485 串口接口，与产线中分布的 20 台温湿度传感器、12 台压力变送器、8 台真空度检测仪进行 Modbus RTU 总线组网，采用屏蔽双绞线实现串口设备的菊花链连接，保障工业现场的抗干扰性。

参数配置：通过网关配套的配置软件，将 Modbus RTU 设备的寄存器地址（如温湿度传感器的温度采集寄存器 0300H、压力变送器的压力值寄存器 0400H）映射为 EtherCAT 主站可识别的过程数据对象（PDO），设置数据采集周期为 10ms，满足产线实时监控需求；同时配置网关的 EtherCAT 从站地址、波特率（9600bps）、数据位（8 位）等通信参数，适配现场设备参数。

软件联动：在倍福 TwinCAT 软件中添加 JM-ECT-RTU 网关的 EDS 文件，完成从站设备的组态，将映射后的 Modbus RTU 设备数据集成到 EtherCAT 主站的控制程序中，编写逻辑控制代码：当检测到注液工序的真空度低于设定阈值（＜-0.09MPa）或封装工序的温湿度超出范围（温度 25±2℃、湿度 40±5%）时，EtherCAT 主站立即发送停机指令，触发产线工位急停。

项目实施效果

实现数据实时互通：JM-ECT-RTU网关完成了EtherCAT主站与 Modbus RTU 从站设备的双向数据传输，检测数据的采集延迟＜50ms，远低于企业要求的 200ms 阈值，产线控制中心可实时查看各检测点的参数数据，取代了人工抄录模式，节省 3 名巡检人员的人力成本。

提升产线质量管控：通过检测数据与 EtherCAT 主站控制指令的联动，当参数超标时产线可自动停机，电芯封装不良率从改造前的 1.2% 降至 0.3%，每月减少约 5000 个不良电芯的损耗，直接降低生产成本约 20 万元。

增强系统稳定性：网关具备工业级宽温（-40~85℃）、抗电磁干扰（符合 EN 55022 Class A 标准）特性，适配锂电产线的高频电磁环境，部署后连续运行 3 个月无通信中断、数据丢包问题，设备通信故障率为 0。

简化系统扩展：网关支持最多32台Modbus RTU设备的接入，企业后续新增的漏液检测仪、电压内阻测试仪等设备，可直接接入现有网关的串口总线，无需重新部署通信模块，降低了系统扩展的成本和复杂度。

案例总结

 EtherCAT转Modbus RTU网关凭借稳定的协议转换能力、灵活的配置方式和工业级的硬件特性，成功解决了锂电产线 EtherCAT 与 Modbus RTU 设备的通信壁垒。该改造不仅实现了产线数据的实时采集与联动控制，还提升了产线的智能化管控水平和产品质量，为锂电行业工业设备协议互通改造提供了可复制的解决方案。