工業(yè)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換在煙草生產(chǎn)線的實(shí)踐應(yīng)用

某中型煙草生產(chǎn)企業(yè)為提高自動(dòng)化水平，引進(jìn)了西門子S7-1500系列PLC控制系統(tǒng)和防爆型科氏力質(zhì)量流量計(jì)。但在系統(tǒng)集成階段，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)PLC支持的PROFINET協(xié)議與流量計(jì)采用的EtherNet/IP協(xié)議存在互操作障礙，導(dǎo)致工藝參數(shù)無法實(shí)時(shí)傳輸，直接影響生產(chǎn)線的流量閉環(huán)控制，決定采用profinet轉(zhuǎn)ethernet ip網(wǎng)關(guān)-穩(wěn)聯(lián)技術(shù)WL-PN-EIPM，同時(shí)滿足ethernetip主站的控制需求

PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)通信協(xié)議，采用精簡的幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)；而EtherNet/IP在應(yīng)用層采用EtherNet/IP通用工業(yè)協(xié)議WL-PN-EIPM，兩者在數(shù)據(jù)封裝方式和傳輸機(jī)制上存在本質(zhì)差異。傳統(tǒng)解決方案需額外配置工控機(jī)進(jìn)行協(xié)議解析，不僅增加硬件成本，還存在單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。

項(xiàng)目組選用專業(yè)級(jí)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)作為核心通信節(jié)點(diǎn)，該設(shè)備內(nèi)置雙協(xié)議棧處理芯片，通過物理層光電隔離技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)安全轉(zhuǎn)換。實(shí)施過程中，首先在STEP7中配置PLC的PROFINET IO設(shè)備樹，設(shè)定輸入輸出數(shù)據(jù)塊映射關(guān)系；其次在網(wǎng)關(guān)配置界面建立EtherNet/IP從站參數(shù)，將流量計(jì)的32位浮點(diǎn)型流量數(shù)據(jù)與PLC的DB數(shù)據(jù)塊建立映射關(guān)系，同步設(shè)置2ms的通信周期滿足工藝響應(yīng)要求。

系統(tǒng)投運(yùn)后實(shí)現(xiàn)了0.1%精度的瞬時(shí)流量實(shí)時(shí)監(jiān)測，設(shè)備通信故障率由改造前的3.2%下降至0.15%。維護(hù)人員通過網(wǎng)關(guān)的診斷接口可同時(shí)查看兩端協(xié)議狀態(tài)，縮短了60%的故障排查時(shí)間。該案例表明，在工業(yè)4.0架構(gòu)下，專業(yè)的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備能有效解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)難題，為傳統(tǒng)行業(yè)設(shè)備升級(jí)提供了WL-PN-EIPM實(shí)用解決方案。

審核編輯 黃宇