一.案例背景

臺(tái)達(dá)MH2設(shè)備通常采用EtherCAT通信協(xié)議，這種協(xié)議在高速實(shí)時(shí)通信方面表現(xiàn)出色，適合設(shè)備之間的快速數(shù)據(jù)交換和精準(zhǔn)控制。而歐姆龍CJ1W-DRM21 模塊基于DeviceNet通信協(xié)議，DeviceNet在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，側(cè)重于設(shè)備的分布式控制和信息共享。EtherCAT與DeviceNet不同的通信協(xié)議成為了設(shè)備間協(xié)同工作的障礙，而捷米特JM-DNT-ECT網(wǎng)關(guān)模塊可以實(shí)現(xiàn)兩者的互聯(lián)互通。

二.設(shè)備介紹

1. 捷米特JM-DNT-ECT網(wǎng)關(guān)模塊

適用于多種支持EtherCAT接口的設(shè)備，為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的集成、優(yōu)化和升級(jí)提供了便捷有效的解決方案。例如在半導(dǎo)體制造行業(yè)，能夠解決復(fù)雜控制系統(tǒng)中EtherCAT與DeviceNet協(xié)議組件互聯(lián)互通的難題，將半導(dǎo)體設(shè)備中的諸多組件通過(guò)轉(zhuǎn)換為 EtherCAT 從站，順暢地接入 EtherCAT 主控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高效、便捷的數(shù)據(jù)交換和控制，與NT 100-RE-DN，AB7686等產(chǎn)品有相同功能。

2. 臺(tái)達(dá)MH2

產(chǎn)品外殼由金屬板筋折彎制成，內(nèi)部為兩層 PCB 板層疊結(jié)構(gòu)，散熱片采用標(biāo)準(zhǔn)件，整體設(shè)計(jì)兼顧經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性 采用無(wú)風(fēng)扇散熱設(shè)計(jì)，兼顧高性能和可靠性，精巧機(jī)身設(shè)計(jì)，節(jié)省空間如在中空成型機(jī)解決方案中，可連接溫度控制器確保液態(tài)塑料溫度，并控制交流伺服驅(qū)動(dòng)器與油電伺服節(jié)能系統(tǒng)，準(zhǔn)確帶動(dòng)吹針、壁厚控制軸與合模軸作動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全電化的精準(zhǔn)移模、吹瓶插針與壁厚控制，以及合模軸鎖模力道控制。

3. 歐姆龍CJ1W-DRM21

可同時(shí)用作主站和從站，在 DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)中靈活配置，既能控制其他從站設(shè)備，又能作為從站響應(yīng)主站的指令，每個(gè)主站可控制多達(dá) 32,000 點(diǎn)，且能確保數(shù)據(jù)的高度同步性具備 Remote I/O 主局功能、Remote I/O 子局功能以及 Message 通訊功能，可實(shí)現(xiàn)輸入輸出信號(hào)的自動(dòng)交換及對(duì)其他設(shè)備的運(yùn)行控制。

三.配置連接方案

3.1 新建工程

打開(kāi)安裝好的 TC3 軟件，在電腦右下角右鍵點(diǎn)擊 TC3 圖標(biāo)，選擇“TwninCAT XAE(TcXaeShell)”

2. 進(jìn)入 VS 開(kāi)發(fā)環(huán)境;

3. 在 TC3 主菜單欄執(zhí)行“文件”-“新建(N)”-“項(xiàng)目(P)…”;

4. 或者在 Open 界面下執(zhí)行“New TwinCAT Project…”

5. 選擇 TwinCAT Project，修改工程名稱(chēng)，點(diǎn)擊“確定”;

6. 之后顯示如下界面：

7. 在TC3內(nèi)安裝EtherCAT主站網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)擊主菜單欄“TwinCAT”下的“Show Realtime Ethernet Compatible Devices…”，選擇本機(jī)網(wǎng)卡，點(diǎn)擊“Install”;

8. 若成功安裝網(wǎng)卡后顯示如下界面：

3.2掃描從站設(shè)備

1.在上圖中“I/O”展開(kāi)“Devices”的位置，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇“Scan”掃描連接的從站或者選中“Devices”后點(diǎn)擊掃描按鈕“

”;

2.點(diǎn)擊“確定”按鈕，彈出“1 new I/O devices found”對(duì)話(huà)框，選擇所需要的 Ethernet接口，點(diǎn)擊“OK”;如下圖所示：

3.點(diǎn)擊“是(Y)”將掃描從站設(shè)備;

4.選擇是否進(jìn)入“Activate Free Run”,點(diǎn)擊“否”;

5.正常掃描到如下設(shè)備：

四.數(shù)據(jù)采集與傳輸

捷米特JM-DNT-ECT網(wǎng)關(guān)模塊：捷米特JM-DNT-ECT如何獲取輸入輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能存儲(chǔ)在特定的地址范圍內(nèi)，通過(guò)DeviceNet協(xié)議的輪詢(xún)或者事件觸發(fā)機(jī)制來(lái)采集這些數(shù)據(jù)。接收到DeviceNet數(shù)據(jù)后，在其內(nèi)部進(jìn)行處理。它會(huì)根據(jù)預(yù)先配置的映射關(guān)系和轉(zhuǎn)換規(guī)則，將DeviceNet數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為EtherCAT格式的數(shù)據(jù)。這個(gè)過(guò)程涉及到數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換、地址映射等操作。例如，如果DeviceNet 數(shù)據(jù)中的溫度值是以整數(shù)形式存儲(chǔ)，而EtherCAT側(cè)接收設(shè)備需要的是浮點(diǎn)數(shù)形式，網(wǎng)關(guān)就會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，它會(huì)將DeviceNet設(shè)備的地址映射到EtherCAT側(cè)對(duì)應(yīng)的地址，以便接收設(shè)備能夠正確識(shí)別數(shù)據(jù)來(lái)源。

臺(tái)達(dá)MH2：MH2右側(cè)的EtherCAT接口是連接外部設(shè)備的關(guān)鍵通道。在自動(dòng)化生產(chǎn)場(chǎng)景中，當(dāng)連接臺(tái)達(dá)交流伺服驅(qū)動(dòng)器ASDA-A2-E系列等設(shè)備時(shí)，MH2 可以通過(guò)EtherCAT協(xié)議，以高速、高精度的方式采集這些設(shè)備的數(shù)據(jù)。例如，對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)器，能夠采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速、位置、轉(zhuǎn)矩等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。采集周期可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行配置，一般在微秒到毫秒級(jí)別，以滿(mǎn)足設(shè)備的高速運(yùn)動(dòng)控制和精準(zhǔn)定位需求。在EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中，MH2作為主機(jī)型工業(yè)控制器，能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)發(fā)送到其他EtherCAT設(shè)備或者接收來(lái)自其他設(shè)備的數(shù)據(jù)。例如，在一個(gè)自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線中，MH2采集到的機(jī)器人位置數(shù)據(jù)可以通過(guò) EtherCAT網(wǎng)絡(luò)傳輸給其他的執(zhí)行設(shè)備，如傳送帶控制器，使其能夠根據(jù)機(jī)器人的位置來(lái)調(diào)整傳送帶的速度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的協(xié)同工作。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式和協(xié)議符合EtherCAT 規(guī)范，保證了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的高速、穩(wěn)定傳輸。

歐姆龍CJ1W-DRM21：利用其Remote I/O主局功能和Message通訊功能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。Remote I/O主局功能可以自動(dòng)交換輸入輸出信號(hào)，例如，從連接的遠(yuǎn)程I/O從站采集離散的數(shù)字信號(hào)，如開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)、按鈕的按下?tīng)顟B(tài)等。Message 通訊功能則可以采集更復(fù)雜的設(shè)備數(shù)據(jù)，比如通過(guò)與智能設(shè)備進(jìn)行消息通信，獲取電機(jī)的詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)、故障代碼等信息。作為歐姆龍PLC的擴(kuò)展單元，會(huì)與PLC的CPU進(jìn)行緊密的數(shù)據(jù)傳輸。它將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC的 CPU，PLC的CPU可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和控制決策。例如，將傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸給PLC的CPU，CPU根據(jù)溫度值判斷是否超過(guò)設(shè)定閾值，進(jìn)而決定是否啟動(dòng)冷卻設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)PLC的內(nèi)部總線進(jìn)行的，傳輸速度快，能夠確保PLC及時(shí)獲取最新的數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)化控制。

五. 總結(jié)

通過(guò)捷米特JM-DNT-ECT網(wǎng)關(guān)模塊設(shè)備，將臺(tái)達(dá)MH2的EtherCAT接口與網(wǎng)關(guān)的 EtherCAT端口用網(wǎng)線穩(wěn)固連接，保障數(shù)據(jù)高速穩(wěn)定傳輸;同時(shí)把歐姆龍CJ1W - DRM21模塊經(jīng)DeviceNet總線連接至網(wǎng)關(guān)的DeviceNet端口，并正確插入歐姆龍PLC插槽且完成硬件配置，包括設(shè)置模塊地址等，為DeviceNet與EtherCAT數(shù)據(jù)交互搭建起物理鏈路。在自動(dòng)化生產(chǎn)線等應(yīng)用場(chǎng)景中，二者的通訊成功促進(jìn)了設(shè)備的協(xié)同作業(yè)。PLC 依據(jù)生產(chǎn)線傳感器信號(hào)判斷產(chǎn)品情況并向機(jī)器人發(fā)送指令，機(jī)器人依令執(zhí)行動(dòng)作并反饋狀態(tài)信息，PLC 據(jù)此調(diào)整生產(chǎn)線流程，極大提高了生產(chǎn)效率與自動(dòng)化程度，充分展現(xiàn)了跨協(xié)議通訊在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的關(guān)鍵價(jià)值與廣闊前景，為企業(yè)構(gòu)建復(fù)雜高效的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)提供了有力的技術(shù)支撐與可行范例。

審核編輯 黃宇