
一、 项目背景
华东某大型橡胶机械制造商,在最新一代液压伺服压延机中,采用 Allen-Bradley(AB)CompactLogix 系列 PLC 做整站控制。该机液压站油箱选用德国 WIKA 带陶瓷膜片的 Modbus TCP 液位变送器(型号 FLC-MP-0…2.5 mH₂O,IP67,精度 ±0.25 %FS,自带 RJ45 接口)。由于 CompactLogix 5380-L306ERM 仅支持 EtherNet/IP 扫描器功能,无法直接做 Modbus TCP Client,现场急需一台协议转换网关,把液位变送器的 Modbus TCP 数据无缝送进 PLC。经过技术对比与实验室验证,最终选用北京捷米科技有限公司的JM-EIP-TCP工业级协议转换网关(24 VDC 导轨安装,IP20,-45…85 ℃)。本文以该现场为蓝本,完整还原从设备选型、硬件接线、软件组态到在线调试的全过程,可为同类液压站或润滑站改造提供“开箱即用”级参考。
二、网络拓扑与角色分配
1. EtherNet/IP 侧
• AB PLC:CompactLogix 5380-L306ERM,Studio 5000 V35,固件 35.011,单网口 192.168.1.10/24,作为 EtherNet/IP Scanner(主站)。
• JM-EIP-TCP协议转换网关:占用 192.168.1.20/24,网关出厂默认 EIP 从站站号 1,输入/输出各 32 Word(64 Byte),支持 500 Byte 大输入输出,本次仅用 4 Byte 液位浮点 + 2 Byte 状态。
2. Modbus TCP 侧
• JM-EIP-TCP工业智能网关:网关内置 Modbus TCP Client(主站),端口 502,轮询间隔 100 ms,支持 01/02/03/04/05/06/15/16 功能码。
• WIKA 液位变送器:IP 192.168.1.30/24,Modbus 从站地址 1,保持寄存器 40001-40002 存放 IEEE-754 液位值(单位 mm),40003 存放温度诊断值,40004 报警位。
拓扑采用星型,所有节点接入同一台西门子 SCALANCE XC208 工业交换机,现场电缆为 CAT6A 屏蔽跳线,保证 ≤90 m 距离。
三、硬件接线与供电
1. 导轨安装:液压站电控柜内 35 mm DIN 导轨已预留 90 mm 空间,JM-EIP-TCP工业级协议转换网关卡扣一压即入。
2. 电源:柜内 24 VDC/5 A 冗余电源,网关功耗 3.5 W,实测电流 0.14 A;接线端子 +24 V 接第 1 脚,0 V 接第 2 脚,PE 接第 3 脚,带弹簧压片,无需冷压端。
3. 接地:网关金属壳与柜体 PE 通过 4 mm² 黄绿线单点接地,屏蔽层在交换机侧集中接地,防止液压泵变频器谐波干扰。
4. 状态灯:上电 2 s 后 RUN 常亮,EtherNet/IP 侧 LINK 绿灯亮,Modbus TCP 侧 TX/RX 黄灯 100 ms 周期闪烁,现场一眼可知健康度。
四、软件组态(AB 侧)
1. 导入 EDS
捷米特官网下载 JM-EIP-TCP_V1.3.eds,拷贝到 Studio 5000 EDS 目录,重启软件。
2. 新建工程
机架 1756-L306ERM 槽 0,版本 35,以太网端口名 “ENBT_1”。
3. 添加网关
右键 Ethernet → New Module → 选择 “JM-EIP-TCP” → 设置 IP 192.168.1.20,输入 32 INT(64 Byte),输出 32 INT(64 Byte)。
4. 映射标签
新建液位标签数组
Level_Real REAL;
Status INT;
使用 COP 指令把 I.Data[0] 拷贝到 Level_REAL,I.Data[2] 给 Status,完成 0 额外代码。
5. 下载
在线 → Download → Go Online,PLC 报 “Module Connected”,无警告。
五、网关配置(Modbus TCP 主站侧)
1. 连接
笔记本网口 192.168.1.99,Ping 192.168.1.20 确认连通。
2. 打开捷米特专用配置软件 JM_ConfigTool_V2.1.5,选择 “EtherNet/IP Slave → Modbus TCP Master” 模板。
3. 设置
• 本侧 IP:192.168.1.20
• 扫描间隔:100 ms
• 超时:500 ms
• 重试:2 次
4. 添加从站
点击 “Add Device” → IP 192.168.1.30,端口 502,站号 1。
命令行 1:Function 03,起始 0(40001),长度 4 寄存器,数据类型 Float ABCD,映射到 EIP 输入寄存器 0-1。
命令行 2:Function 03,起始 4(40005),长度 1 寄存器,数据类型 UINT,映射到 EIP 输入寄存器 2。
5. 生成 .dds
点击 “Build” → 生成 JM_EIP_TCP_Project.dds,再 “Download” → 网关 RUN 灯闪 3 次后常亮,配置固化。
6. 监控
软件自带 Modbus Poll 窗口,可实时看到 40001=0x41C8 0000(对应 25.0 mm),与 WIKA 头 LCD 显示一致,证明 Modbus 侧已通。
六、联调与压力测试
1. 空罐标零
关闭进油阀,启动排油泵,待液位降至 0 mm,PLC 侧 Level_Real 显示 0.02 mm,误差 <0.1 %。
2. 满罐标满
开启补油泵至 2000 mm,PLC 显示 2003 mm,与标尺对照误差 3 mm,在变送器标称精度内。
3. 快速波动测试
液压缸反复高速往返,液位在 800-1400 mm 间 2 Hz 变化,PLC 趋势图平滑无断点,Modbus 轮询 100 ms 无丢包。
4. 断线重连
拔掉变送器网线 5 s,网关 TX/RX 灯灭;恢复后 2 s 自动重连,PLC 状态字 bit0 由 1→0→1,系统未报故障。
5. 供电瞬断
用 24 V 开关电源重复通断 20 次,网关 3 s 内重新上线,CompactLogix 未出现 “Connection Timeout” 红叉。
七、结论
通过捷米特 JM-EIP-TCP工业级协议转换网关,本案例在一天内即完成硬件安装、软件组态及 Fat 验收,成功把仅支持 Modbus TCP 的 WIKA 液位变送器无缝接入 AB EtherNet/IP 控制系统,既保护了原有投资,又为后续数字化采集奠定了标准以太网基础。该方案可复制到任何采用 AB PLC 的润滑站、冷却站、乳化液箱及水处理箱,为 OEM 和终端用户提供了一条“低成本、高可靠、快实施”的协议融合捷径。
