EtherNet/IP转Modbus TCP实现施耐德PLC与罗克韦尔变频器连接通讯的配置案例

一、案例背景

在新能源汽车蓬勃发展的当下，电池 PACK 生产线的自动化和智能化水平至关重要。某新能源汽车电池制造企业的生产线中，部分电机采用了罗克韦尔自动化的PowerFlex系列变频器，支持EtherNet/IP协议，以实现精确的速度和扭矩控制。而生产线的监控系统采用了施耐德电气的Unity系列PLC作为Modbus TCP主站设备，用于集中监控和管理整个生产过程。为了实现变频器与监控系统之间的数据交互，企业选用了远创智控的YC-EIPM-TCP协议转换网关。

二、硬件设备

• 施耐德  PLC：支持标准的Modbus TCP协议

• 罗克韦尔变频器：支持标准的EtherNet/IP协议

• 远创智控YC-EIPM-TCP协议网关：用于实现连接EtherNet/IP设备和网络到Modbus TCP网络系统。该网关可实现双向数据交换，既允许现有的、低成本的EtherNet/IP设备集成到Modbus TCP网络系统，也可提供来自Modbus TCP的数据给EtherNet/IP设备使用。

三、技术指标

Ø  在Modbus TCP一侧为Modbus TCP Server；

Ø  功能码：支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H号功能；

Ø  在EtherNet/IP侧，该设备将作为支持EtherNet/IP通讯扫描器。

Ø  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.

Ø  最大连接数：126个从站

Ø  供电：24VDC(±5％)，最大功率  3.5W

Ø  工作环境温度：-25～55℃，湿度≤95%

Ø  防护等级：IP20

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四、设备配置及安装

• 将远创智控YC-EIPM-TCP网关安装在控制柜内，接通 24V 直流电源。

• 使用以太网网线将网关的 EtherNet/IP 端口与罗克韦尔 PowerFlex 变频器的以太网接口相连。

• 同样通过以太网网线将网关的 Modbus TCP 端口连接到施耐德 Unity 系列 PLC 的以太网接口。

• 参数配置

• 打开远创智控提供的网关配置软件，通过以太网将配置计算机连接到网关的配置端口。

• 在 EtherNet/IP 侧，设置网关的 IP 地址、子网掩码和网关地址，确保与罗克韦尔 PowerFlex 变频器所在的网络一致。同时，添加变频器的设备描述文件，配置通信参数，如连接超时时间、心跳周期等。

·        创建工程

双击EIPscan软件图标EIPscan Test Tool打开软件，在弹出窗口选择PC本机IP地址，如下图：

选择“OK”按钮打开软件，如下图：

·        添加EIP模拟从站配置

鼠标右击选择刚才选择IP地址对应的电脑图标，如图所示：

在弹出菜单栏选项选择第三项“Configure Assembly”，弹出窗口如下：

首先添加EIP从站对网关主站输出数据长度，在“Instance”栏写入值“100”、在第一格“Byte”栏写入配置数据长度“2”、勾选“static”以及“Producing”选项，如图所示：

点击“Add”按钮，将配置添加到数据确认区，如图所示：

接着添加EIP从站对网关主站输入数据长度，在“Instance”栏写入值“150”、在第一格“Byte”栏写入配置数据长度“2”、勾选“static”以及“Consuming”选项，如图所示：

点击“ADD”按钮，将配置添加到数据确认区，如图所示：

点击“OK”按钮，将EIP从站配置添加到软件配置中，如图所示：

• 在 Modbus TCP 侧，设置网关的 Modbus TCP 从站地址，使其与施耐德 Unity 系列 PLC 的主站地址相匹配。配置数据映射关系，将变频器的运行参数（如频率、电流、电压等）映射到 Modbus TCP 的寄存器中。

·        通过TCP主站修改数据，观察EIP侧从站数据变化。

TCP主站写命令输出，监控截图：

EIP侧从站数据输入，监控截图

·        通过EIP侧从站修改数据，观察TCP侧主站数据变化。

o   EIP侧模拟从站数据输出，监控截图：

TCP侧主站数据输入，监控截图：

• 系统集成与功能实现

• 数据交互

• 远创智控 YC - EIPM - TCP 网关实现了罗克韦尔 PowerFlex 变频器与施耐德 Unity 系列 PLC 之间的数据透明传输。PLC 可以实时获取变频器的运行状态和参数，如电机的转速、负载情况等，以便对生产过程进行精确监控和调整。

• 同时，PLC 也可以通过网关向变频器发送控制指令，如启动、停止、调速等，实现对电机的远程控制。

• 故障诊断与报警

• 当变频器出现故障时，其故障信息会通过网关实时传输到 PLC。PLC 根据预设的报警规则，及时发出声光报警信号，提醒操作人员进行处理。

• 操作人员可以通过 PLC 的监控界面查看故障详情，快速定位故障原因，减少故障处理时间，提高生产线的可靠性和稳定性。

• 生产数据统计与分析

• PLC 收集到的变频器运行数据可以存储在数据库中，用于生产数据的统计和分析。通过对电机的能耗、运行时间等数据的分析，企业可以优化生产流程，降低生产成本，提高生产效率。

• 项目效果

• 提高生产效率：通过实现变频器与监控系统的无缝连接，生产线的自动化程度得到了显著提高，生产效率提升了 18%。

• 降低维护成本：及时的故障诊断和报警功能，使得设备故障能够得到快速处理，减少了设备停机时间，降低了维护成本。

• 优化生产管理：生产数据的统计和分析为企业的生产管理提供了有力支持，有助于企业制定更加科学合理的生产计划和决策。