一、项目背景

华东某大型精密注塑企业，拥有 28 台东华 SVP/2 系列伺服注塑机，单腔模具冷却通道 4~8 路不等。2024 年起，客户将原来“定时换水+人工点温”模式升级为“流量在线监测+闭环报警”，要求：

1. 每路冷却水流量 1.5~12 L/min 范围内，测量精度 ±1% FS；

2. 当瞬时流量低于设定阈值 10 % 持续 5 s，立即停机并点亮塔灯；

3. 所有流量数据需汇总到现有西门子 SIMATIC S7-1200 CPU 1215C AC/DC/Rly（固件 V4.5），通过厂内千兆 ProfiNet 环网上传 MES；

4. 现场不允许再布线，只能复用原 DeviceNet 总线槽架；

5. 改造窗口单班 8 h，不得影响夜班生产。

经评估，现场 28 台易福门 FDB002-SDAR25A4T 型涡轮式流量传感器（DeviceNet 从站，250 kbit/s）全部保留，新增捷米特 JM-PN-DNTM（ProfiNet 从站 / DeviceNet 主站）完成协议桥接，成为最经济可行的“零停机”方案。

二、关键设备清单

· 西门子 PLC：CPU 1215C AC/DC/Rly，6ES7215-1BG40-0XB0

· 捷米特网关：JM-PN-DNTM工业级协议转换网关，24 VDC，IP20，DIN-35 导轨

· 易福门流量传感器：FDB002-SDAR25A4T，4×M12×1，DeviceNet

· 交换机：赫斯曼 OCTOPUS 8M-EEC，MRP 环网

· 电源：西门子 PM1207，24 V/5 A，冗余并联

三、网络拓扑与连接

1. ProfiNet 侧：CPU 1215C ←→ OCTOPUS ←→ JM-PN-DNTM工业级协议转换网关

2. DeviceNet 侧：JM-PN-DNTM（主站，125 kbit/s）←→ 干线 25 m ←→ 28 只 FDB002（节点 1~28）。

3. 供电：网关与 FDB002 共用 24 V 分段供电，防止传感器浪涌拉垮总线。

四、网关参数配置

1. 使用捷米特 GSDML-V2.33-JM-PN-DNTM-202503.xml 导入 TIA Portal V17，自动生成 16 槽 I/O 模块：

· Slot1~14：每槽映射 8 Byte 输入（流量 4 Byte + 温度 4 Byte），共 112 Byte；

· Slot15：8 Byte 输出，用于远程清零及报警复位；

· Slot16：诊断槽，实时上报 DeviceNet 总线离线、节点丢失。

2. 在“设备视图”中设置网关发送周期 4 ms，DeviceNet Poll 周期 8 ms，端到端延迟实测 5.8 ms。

3. 打开捷米特专用配置软件，勾选“主站扫描列表”，依次键入 28 台 FDB002 MAC ID，波特率 125 kbit/s，数据长度 8 Byte，下载至网关。

五、PLC 程序设计

1. 新建 DB501「FlowData」，数组 Array[1..28] of Struct，每元素包含 Real 流量、Real 温度、Bool 报警。

2. 在主循环 OB1 中调用 MOVE 指令，将 IW256~IW383（ProfiNet 输入映像区）拆分后写入 DB501。

3. 报警逻辑：

· 当 DB501[i].Flow ＜ 1.35 L/min（=1.5×90 %）且持续 5 s，置位 M50.0，触发 Q0.7 塔灯红色；

· 同时通过 FB「TCON」发送 TCP 帧给 MES，JSON 格式，含机台号、模具号、异常路号。

4. 使用 CPU 集成的 Web 服务器，为机修人员提供手机端实时仪表盘。

六、现场调试与验证

1. 单站通电：拔掉 1# 传感器，网关 0.2 s 内触发“Node Missing”位，PLC 立即收到 IW384 Bit0=1，与手册描述一致。

2. 流量精度：用标准量筒 60 s 称重法对比，3 台抽检传感器最大误差 0.7 %，满足 ±1 % FS 要求。

3. 压力测试：连续 72 h 高负荷（模周期 18 s），ProfiNet 帧计数 1.08×10^8，丢包 0；DeviceNet 重传 0；CPU 负载最高 38 %。

4. 电磁兼容：在 50 Hz 90 kW 伺服驱动器旁施加 ±4 kV EFT，通信正常，符合 IEC 61000-4-4 A 级。

七、运行效果

1. 冷却异常响应时间由原来人工 5~8 min 缩短至 5 s，2025 年 1~9 月模具烧损率降为零，节约备件费 46 万元。

2. 网关内置 Web 监控，维修工可在手机端查看任意节点实时流量及总线负载，故障定位时间从 40 min 降到 3 min。

3. 每条注塑线产能提升 3.2 %，28 条线年化增加产值约 312 万元。

4. 后续若新增 EtherCAT 或 OPC UA 设备，只需更换子卡，无需重新布线，保护本次投资。

八、经验总结

捷米特 JM-PN-DNTM工业级协议转换网关在本次“塑料注塑机模具冷却水路畅通监测”项目中，以“ProfiNet 从站 / DeviceNet 主站”双角色模式，成功把西门子 1200 PLC 与易福门 FDB002 流量传感器无缝整合，全过程零停机、零丢包、零模具损坏，为传统注塑车间低成本、高可靠的数据升级提供了可复制的范本