一、应用背景与行业痛点
在某精密机械加工企业的数控机床改造项目中，原有生产线采用西门子S7-1200PLC（型号6ES7212-1AE40-0XB0）作为主控设备，通过Modbus TCP协议与HMI、传感器等设备通信。而新引入的伦茨（Lenze）i950系列变频器（型号EVS9326-ES）仅支持EtherNet/IP协议，导致PLC无法直接读取变频器的转速、电流等关键参数。传统解决方案需更换变频器或升级PLC硬件，成本高昂且停机改造风险大。捷米特JM-EIPM-TCP协议转换网关的引入，通过EtherNet/IP转MODBUSTCP技术，成功实现了跨协议设备互联，为行业提供了低成本、高效率的改造范式。
二、技术方案与设备选型
1.核心设备参数
· 西门子PLC：S7-1200（6ES7212-1AE40-0XB0），支持Modbus TCP主站功能，配备1个RJ45以太网接口。
· 伦茨变频器：i950系列EVS9326-ES，EtherNet/IP从站设备，支持实时数据映射与故障诊断功能。
· 协议转换网关：捷米特JM-EIPM-TCP，具备双向数据转换能力，支持EtherNet/IP转Modbus TCP双向协议映射，最大输入/输出数据量达500字节，工作温度范围-25℃至55℃，满足工业现场严苛环境要求。
2.网络拓扑设计
系统采用星型拓扑结构：
· PLC侧：西门子PLC通过Modbus TCP协议（端口502）与网关连接，作为主站发起数据请求。
· 变频器侧：伦茨变频器通过EtherNet/IP协议（默认端口44818）与网关连接，作为从站响应数据指令。
· 网关配置：JM-EIPM-TCP网关作为中间设备，通过双RJ45接口实现协议转换与数据中继，IP地址设置为192.168.1.100，与PLC（192.168.1.10）和变频器（192.168.1.20）处于同一子网。
三、实施步骤与关键配置
1.硬件安装与IP规划
· 物理连接：使用超五类屏蔽网线将PLC、网关、变频器依次连接至工业交换机，确保链路冗余与抗干扰能力。
· IP分配：
o PLC：192.168.1.10（主站）
o 网关：192.168.1.100（协议转换中枢）
o 变频器：192.168.1.20（从站）
2.网关参数配置
通过捷米特专用配置软件JM-ConfigTool完成以下设置：
· 协议模式选择：在“ProtocolConversion”界面勾选“EtherNet/IP转Modbus TCP”双向转换选项。
· EtherNet/IP从站配置：
o 导入伦茨变频器的EDS文件（Lenze_i950_EVS9326-ES.eds），自动识别输入/输出实例（Instance100为输出，Instance150为输入）。
o 设置数据映射长度：输入区（PLC读取变频器状态）配置为32字节，输出区（PLC控制变频器）配置为16字节。
· MODBUSTCP主站配置：
o 创建MODBUS设备实例，设置PLC的IP地址与端口号（502）。
o 定义功能码映射：使用功能码03（读取保持寄存器）获取变频器转速，功能码06（写单个寄存器）控制变频器启停。
3.西门子PLC编程
在TIAPortalV17中完成以下逻辑开发：
· 数据块定义：创建DB1数据块，包含变频器状态字（DW#16#0000）、实际转速（MD20）、设定转速（MD24）等变量。
4.伦茨变频器参数设置
通过LenzeFASTTool软件完成以下配置：
· 通信参数：启用EtherNet/IP协议，设置从站实例ID为100，心跳报文周期为500ms。
· 数据映射：将实际转速（寄存器40001）映射至输入区Instance150，将控制字（寄存器40010）映射至输出区Instance100。
四、应用效果与行业价值
行业推广意义
本案例验证了EtherNet/IP转Modbus TCP协议转换网关技术在机床改造领域的可行性：
· 成本优化：避免更换价值数万元的变频器，单台设备改造节省约60%预算。
· 效率提升：实时数据交互使加工精度提高0.02mm，产品合格率提升至99.3%。
· 标准化推广：捷米特JM-EIPM-TCP网关已通过CE/FCC认证，支持与罗克韦尔、欧姆龙等品牌PLC无缝对接，为离散制造行业提供通用型解决方案。
五、未来展望
随着工业4.0与TSN（时间敏感网络）技术的融合，EtherNet/IP转Modbus TCP协议转换网关将向高带宽、低时延方向演进。捷米特已推出支持OPCUAoverTSN的新一代网关产品，可实现纳秒级时间同步与确定性通信，为智能机床、柔性生产线等高端装备提供更强大的数据互联能力。更多详细内容或具体配置过程可联系羽工。