ProfiNet轉(zhuǎn)EtherCAT網(wǎng)關(guān)模塊西門子 SINAMICS G120 變頻器與匯川 H5U 通訊案例

案例背景

隨著智能制造理念的推進，設(shè)備之間的協(xié)同工作變得越來越重要。例如，在機器人自動化焊接生產(chǎn)線中，電機驅(qū)動的焊接機器人需要與其他設(shè)備協(xié)同工作，這就要求負責(zé)電機控制的變頻器和控制整個生產(chǎn)線流程的PLC能夠相互通信。捷米特JM-PNM-ECT可以實現(xiàn)西門子SINAMICS G120變頻器與匯川H5U的通信，使設(shè)備更好地融入智能制造系統(tǒng)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。通過這種跨品牌、跨協(xié)議的通信，能夠優(yōu)化資源配置，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精細控制。

設(shè)備介紹

1.捷米特JM-PNM-ECT

能夠?qū)崿F(xiàn) Profinet控制器和 EtherCAT從站設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，并可連接到 Profinet (RT和 IRT)網(wǎng)絡(luò)，支持 Profinet接口的儀表、I/O模塊、電機、伺服驅(qū)動器、傳感器、執(zhí)行器、變頻器、觸摸屏和 HMI等人機界面與 EtherCAT接口的倍福、歐姆龍等 PLC通訊。與NT151-RE-RE有相同功能，可以進行替換。支持 EtherCAT從站熱插拔，即在線更換功能，可在不影響系統(tǒng)正常運行的情況下，對 EtherCAT從站設(shè)備進行更換或維修，提高了系統(tǒng)的可維護性和靈活性。

2.西門子 SINAMICS G120變頻器

采用先進的脈寬調(diào)制 IGBT技術(shù)和創(chuàng)新的電路設(shè)計，功率模塊 PM250能夠?qū)⒇撦d的動能回饋到電網(wǎng)，實現(xiàn)能量的再生利用，大大提高了能源利用效率，降低了能源消耗和運行成本，同時也有助于減少對環(huán)境的影響。SINAMICS G120變頻器憑借其出色的性能和高度的靈活性，在眾多工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如機械制造、汽車、紡織、印刷、包裝、化工、風(fēng)機、泵、壓縮機、輸送機等，是一款通用型的驅(qū)動解決方案，能夠滿足各種不同的工業(yè)驅(qū)動需求，幫助用戶提高生產(chǎn)效率、降低能源消耗、提升設(shè)備可靠性和運行穩(wěn)定性。

3.匯川 H5U

采用四核處理器，具備納秒級指令處理速度，可實現(xiàn)更精準的運動控制以及更穩(wěn)定的過程控制，從而有效提升設(shè)備的運行效率和控制精度。匯川 H5U廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制場景，如生產(chǎn)線控制、設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與分析等，適用于機械制造、食品飲料、包裝印刷、物流倉儲等眾多行業(yè)，可幫助企業(yè)實現(xiàn)設(shè)備的自動化控制、生產(chǎn)過程的優(yōu)化升級以及數(shù)據(jù)的高效管理，有效提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的市場競爭力

配置連接方案

3.1配置模塊

1. 正確連接電源，通過PN口將ECS-PNM與PC相連，給ECS-PNM上電；

2. 打開PROFINET Manager，根據(jù)需求在配置軟件中進行配置，包PN主站、從站屬性參數(shù)等；

3. 在PROFINET Manager中配置相應(yīng)的組態(tài)，包括要配置的模塊，目標設(shè)備的 IP地址及設(shè)備名稱；

4. 點擊工具欄中的“生成程序”、“下載 程序”按鈕，將配置下載到ECS-PNM中

5. 等待大約 10秒目標設(shè)備會與 ECS-PNM之間建立連接，此時PN指示燈燈常亮。

3.2軟件安裝

1.雙擊安裝包，提示使用PROFINET Manager安裝程序，點擊下一步；

2.彈出對話框如下圖所示，選擇安裝位置，點擊下一步；

3．選擇是否創(chuàng)建桌面快捷方式，點擊安裝

4.安裝完畢

3.3通信配置

1.點擊操作-----通訊，或者點擊快捷欄操作輸入設(shè)備的IP地址如下圖所示，點擊搜索

2.點擊搜索，開始搜索設(shè)備，并顯示設(shè)備IP地址和MAC地址，如下圖所示 :

3.4下載文件

1.點擊“操作”，選擇下載配置，或者點擊快捷鍵進行下載，等待下方消息欄出現(xiàn)“下載完成”,如下圖所示，即工程已被下載到設(shè)備中。

3.5打開/保存文件

1在工具欄中點擊“文件”-“保存”，彈出對話框中選擇保存路徑，輸入文件名稱，點擊保存即可；

2.在工具欄中點擊“文件”-“打開”，彈出對話框中查找文件路徑并選擇文件，點擊打開文件即

3.6 EtherCAT側(cè)參數(shù)設(shè)置步驟

1.創(chuàng)建工程

（1）打開TwinCAT XAE Shell，選擇文件，選擇新建，選擇項目后，點擊項目，如下圖所示 :

（2）在點擊項目完成后，會彈出對話框，點擊左側(cè)TwinCAT Projects，接著點擊TwinCAT XAE Project (XML format)，配置下方項目名稱、路徑等信息，點擊確定。如下圖所示 :

（3）項目創(chuàng)建完成后，進入如下圖所示界面 :

2 .ESI文件安裝

（1）準備相應(yīng) 的ESI文件，將ESI文件放入C盤TwinCAT目錄中，進入C盤選擇TwinCAT→3.1→Config→I/O→EtherCAT將模塊的XML復(fù)制到EtherCAT的文件中，如下圖所示 :

3.設(shè)備組態(tài)

（1）側(cè)菜單欄I/O，選擇Devices，右鍵，選擇添加新項，如下圖所示 :

（2）加新項后，彈出對話框，點擊EtherCAT Master，右下角選擇PC only，選擇完成后，點擊OK如下圖所示 :

（3）完成主站后,會彈出選擇網(wǎng)卡對話框，選擇以太網(wǎng)卡，點擊OK，如下圖所示 :

（4）置完成后，如下圖所示 :

（5）擊Device1，選擇Scan，搜索所連接I/O設(shè)備，（需將PC網(wǎng)口跟模塊輸入網(wǎng)口連接）如下圖所示 :

（6）Scan完成后，Device 1下面會自動出現(xiàn)所連接的模塊

（7）塊側(cè)配置已經(jīng)完成，點擊Device 1→On Line,可以看到此時模塊處于SAFE OP狀態(tài)，如下圖所示 :

（8）點擊上方FREE RUN按鈕讓模塊設(shè)備處于OP狀態(tài)，如下圖所示:

總結(jié)

在眾多實際工業(yè)應(yīng)用場景中，如自動化生產(chǎn)線、智能倉儲系統(tǒng)、機器人工作站等，這種跨品牌設(shè)備間的高效通訊使得整個生產(chǎn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高度協(xié)同、高效運轉(zhuǎn)。例如，在自動化機械加工生產(chǎn)線中，匯川H5UPLC作為核心控制單元，負責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)生產(chǎn)線各個環(huán)節(jié)的設(shè)備運行，包括物料輸送、加工設(shè)備啟停、刀具切換等。而西門子SINAMICS G120變頻器則精準控制加工設(shè)備中的電機運行，通過使用捷米特JM-PNM-ECT使設(shè)備實時通訊，根據(jù)加工工藝要求動態(tài)調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩。PLC根據(jù)傳感器反饋的物料位置、加工狀態(tài)等信息，及時向變頻器發(fā)送控制指令，實現(xiàn)加工過程中速度與轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化匹配，有效提高了加工精度與生產(chǎn)效率，降低了設(shè)備故障率與能源消耗，顯著提升了整個生產(chǎn)線的自動化程度與生產(chǎn)效能。

審核編輯 黃宇