一、项目背景

随着制造业向智能化、信息化方向快速发展，注塑车间作为塑料制品制造的核心环节，面临着设备协议多样、数据孤岛严重、系统集成困难等问题。某大型注塑企业计划对其老旧车间进行数字化改造，实现设备数据采集、远程监控与MES系统对接，提升生产效率与设备管理水平。

该车间主要设备包括：

· 注塑机：品牌为海天（Haitian），型号为MA1600，控制系统支持OPC UA协议，用于提供实时工艺参数（如温度、压力、注射速度等）；

· PLC控制器：品牌为基恩士（Keyence），型号为 KV-8000，通过Modbus TCP协议实现对辅助设备（如模温机、干燥机、机械手）的控制与数据采集。

由于两种设备采用不同的通信协议，直接数据交互存在障碍。为实现两类设备之间的数据互通与集中管理，项目选用了 远创智控 YC-TCP-OPCUA 工业智能网关，作为协议转换与数据中转的核心设备。

二、设备介绍

1. 远创智控 YC-TCP-OPCUA 工业智能网关

YC-TCP-OPCUA 是远创智控推出的一款高性能协议转换网关，支持Modbus TCP与OPC UA协议的双向转换，具备以下特点：

· 支持作为 Modbus TCP 主站/从站；

· 支持作为 OPC UA 客户端/服务器；

· 支持多设备并发访问；

· 提供 Web 配置界面，便于调试与维护；

· 工业级设计，支持 -40℃~85℃工作温度，适用于恶劣工业环境。

三、系统架构设计

本项目中，YC-TCP-OPCUA 远程控制网关部署在注塑机与PLC之间，承担协议桥接与数据中转的任务。系统架构如下：

· 设备层：

o 海天 MA1600 注塑机（OPC UA 服务器）；

o 基恩士 KV-8000 PLC（Modbus TCP 从站）；

· 通信层：

o 远创智控 YC-TCP-OPCUA 网关；

· 监控层：

o MES系统（通过 OPC UA 客户端接口访问网关）；

o 本地触摸屏（通过 Modbus TCP 访问网关）。

四、配置过程详解

1. 网络连接与物理接线

· 将 YC-TCP-OPCUA 边缘计算网关通过以太网接口连接至车间局域网；

· 注塑机与网关通过以太网连接，确保 OPC UA 通信链路畅通；

· PLC 与网关通过以太网连接，确保 Modbus TCP 通信链路正常；

· 上位机与MES系统通过局域网访问网关，实现数据读取与写入。

2. 网关配置步骤

（1）OPC UA 客户端配置（连接注塑机）

· 登录网关 Web 管理界面；

· 进入“OPC UA 客户端配置”页面；

· 添加注塑机作为 OPC UA 服务器，输入其 IP 地址与端口号（默认4840）；

· 浏览并导入注塑机提供的变量节点（如温度、压力、注射速度等）；

· 设置数据读取周期为 1 秒，启用实时采集；

· 将采集到的数据映射至网关内部寄存器（用于后续转发）。

（2）Modbus TCP 主站配置（连接PLC）

· 进入“Modbus TCP 主站配置”页面；

· 添加基恩士 KV-8000 PLC 作为从站设备，输入其 IP 地址与端口号（默认502）；

· 配置读取/写入寄存器地址，如：

o 读取保持寄存器（40001~40010）用于获取模温机温度；

o 写入线圈寄存器（00001~00005）用于控制机械手启停；

· 设置轮询周期为 500ms，确保实时性；

· 将 PLC 数据映射至网关内部寄存器。

（3）数据映射与协议互通

· 在“数据映射表”中，将 OPC UA 数据与 Modbus 寄存器进行关联；

o 例如：将注塑机“注射速度”变量映射至 Modbus 寄存器 40100；

o 将 PLC “模温机温度”映射至 OPC UA 节点 ns=2;s=Temp_Mold；

· 设置数据类型（INT、REAL、BOOL）与转换规则；

· 启用双向通信，实现 OPC UA ↔ Modbus TCP 的实时数据互通。

（4）MES系统对接

· MES系统作为 OPC UA 客户端，连接至网关；

· 读取注塑机与 PLC 的所有关键参数；

· 实现生产数据归档、工艺追溯、报警管理等功能；

· 同时支持远程下发工艺参数至 PLC，实现柔性生产。

五、实施效果

通过部署远创智控 YC-TCP-OPCUA 网关，本项目实现了以下目标：

1. 协议互通：成功打通OPC UA与Modbus TCP协议壁垒，实现注塑机与PLC之间的数据交互；

2. 数据统一采集：MES系统可实时获取所有设备数据，消除信息孤岛；

3. 提升生产效率：通过实时监控关键工艺参数，减少人为干预与设备故障；

4. 降低维护成本：网关支持远程配置与诊断，减少现场维护频次；

5. 系统扩展性强：后续可接入更多协议设备（如EtherNet/IP、CANopen等），实现车间级全面互联。

六、总结

本案例充分展示了远创智控YC-TCP-OPCUA网关模块在多协议工业现场中的强大适应能力与稳定性。通过该网关，企业不仅实现了注塑机与PLC之间的高效通信，也为后续智能制造、数据分析与系统优化打下了坚实基础。随着工业物联网的发展，此类协议转换网关将在更多复杂工业场景中发挥关键作用。

· （具体内容配置过程及其他相关咨询可联系杨工。）