一、项目背景
华东某大型烘焙食品集团，2025年初新建年产1.2万吨饼干后道包装车间。整线由三菱FX3U-64MR PLC（无以太网口）做集中控制，下游配备FX2N-16EYT扩展模块、施耐德ATV320变频器及欧姆龙E3X-HD视觉检测系统。
由于车间远离办公楼主网络，且洁净区桥架封闭，若重新铺设光纤，需停产7天、费用≈18万元；同时，工厂要求：
1. 现场PLC程序可远程上下载，减少工程师出差；
2. 关键温度、压力、包装速度等数据实时接入集团MES；
3. 网络故障时，不可影响本地触摸屏（GT2107）操作；
4. 整机符合GB 14881食品安全规范，无卫生死角。
综合评估后，项目采用“捷米特JM-ETH-FX以太网模块＋JM-WG310-4G工业智能网关”两级方案，实现“串口→以太网→4G无线”的透明通信。
二、设备选型与连接
1. 主控PLC：三菱FX3U-64MR（RS422编程口）
2. 以太网转换：捷米特JM-ETH-FX以太网通讯处理器（导轨式，双网口，支持MC协议与ModbusTCP服务器，不占用编程口）
3. 工业智能网关：捷米特JM-WG310-4G物联网网关（4G全网通＋Wi-Fi＋有线，内嵌MQTT、OPC UA、EdgeComputing，双SIM卡冗余）
4. 现场HMI：三菱GT2107-WTBD（连PLC第二编程口，保持原有通信）
5. 云端：集团私有云，部署捷米特GatewayManager平台，对接KepserverEX 6.0，通过MQTT over TLS 1.3加密。
拓扑示意：
FX3U-RS422 → JM-ETH-FX以太网模块（LAN1）→ JM-WG310-4G（LAN2）→ 4G基站 → 私有云
└→ GT2107（本地触控，独立运行）
三、实施步骤
Step1 硬件安装（停产前夜，4h）
· 在FX3U右侧35mm导轨固定JM-ETH-FX，随机附带0.3m专用通讯线插入PLC编程口；
· JM-WG310-4G安装于电柜顶部，外置高增益4G天线经防水接头引出，保证信号强度-75dBm以上；
· 两模块均采用24VDC/2A独立电源，与PLC同路，防止地电位差；
· 机柜新增接地铜排，确保≤4Ω，符合食品安全设备接地规范。
Step2 网络配置（0.5h）
· JM-ETH-FX：IP=192.168.1.200，开启ModbusTCP Server端口502；
· JM-WG310-4G：LAN口IP=192.168.2.1，WAN侧通过4G获取10.x.x.x地址；
· 在网关“端口映射”界面新增TCP 502→192.168.1.200:502，并启用“透明加速”功能，降低串并转换延迟至<20ms；
· 启用双SIM自动切换，主卡移动物联网、备卡电信，APN设置cmnbiot，限速上行2Mbps，保障月流量<3GB。
Step3 数据点表整理（与工艺同步，1d）
· 温度：D100（烘箱）、D101（冷却段）；
· 速度：D102（包装机主轴，rpm）；
· 计数：C200（当日袋装产量）；
· 报警：M100-M115（缺膜、伺服故障、温度超差等）。
共38个寄存器，统一在JM-WG310-4G“边缘变量表”中配置，扫描周期500ms，变化上传死区±1。
Step4 远程调试（关键里程碑，2h）
· 工程师在总部打开GX Works2，选择“Ethernet”方式，输入网关域名fx3u.xxxfood.cn:502；
· 点击“在线→PLC读取”，1.2MB程序耗时55s完成远程下载，期间4G平均延时98ms、无丢包；
· 通过GatewayManager网页远程启停PLC，观察M8000状态灯，确认控制实时性<1s；
· 同时现场GT2107仍可正常操作，验证复用口无冲突。
Step5 MES对接（半天）
· JM-WG310-4G工业智能网关以JSON格式，通过MQTT发布主题“/fx3u/realtime”；
· KepserverEX侧订阅后转OPC UA，供MES（Wonderware MES 2023）调用；
· 云端设置阈值报警：若D100>185℃，触发微信企业号推送，并自动归档电子批记录，满足GB 14881第8.4条“可追溯电子数据”要求。
五、经验总结
· 对于老旧FX系列PLC，JM-ETH-FX以太网通讯模块可在不改动程序、不占用编程口的前提下，快速获得标准以太网，是后续无线化升级的关键前提；
· JM-WG310-4G边缘计算网关内置边缘脚本，可在断网时本地缓存7天数据，保证MES报表无空缺；
· 食品车间对卫生等级要求高，4G天线采用IP67不锈钢支架，避免积尘；
· 远程调试时，建议限定“白名单IP+OpenVPN”双重鉴权，防止生产数据泄露；