DeviceNet转ProfiNet实现欧姆龙PLC与西门子S7-1500PLC连接通讯的配置案例

DeviceNet转ProfiNet实现欧姆龙与西门子S7-1500PLC互联(图1)

一、案例背景

  在新能源汽车市场呈现爆发式增长的当下，动力电池生产对于自动化设备的兼容性以及数据实时性的要求正与日俱增。某行业头部的电池制造商，在推进智能化产线扩建的进程中，遭遇了一系列棘手难题。

•   其一，协议不兼容问题凸显。在该产线中，日本欧姆龙PLC（型号为 CJ2M - CPU35）采用 DeviceNet 协议，而西门子S7 - 1500 PLC则支持 Profinet 协议，两种协议的差异使得这两款 PLC 无法直接进行通信，这无疑为产线的协同运作带来了阻碍。
•   其二，数据延迟问题严峻。电池极片涂布机的工艺参数必须实时同步至 MES 系统，以便实现生产过程的精准监控与管理。然而，现有的网络架构存在传输瓶颈，导致数据传输延迟，无法满足实时性的需求，进而影响了生产效率与产品质量。
•   其三，扩展性不足的隐患浮现。基于企业未来的发展规划，计划引入更多支持 DeviceNet 协议的检测设备，例如电芯内阻测试仪。但就目前的产线状况而言，其扩展性不足，难以适应新设备的接入需求，限制了产线的进一步升级与优化。

DeviceNet转ProfiNet实现欧姆龙与西门子S7-1500PLC互联(图2)

二、技术指标

Ø 捷米特JM-DNT-PN网关模块在DeviceNet一侧为DeviceNet从站，在PROFINET一侧作为PROFINET从站

Ø 支持标准的DeviceNet 协议

Ø DeviceNet接口支持波特率为125kbps，250kbps，500kbps。

Ø 支持标准的PROFINET IO协议

Ø 供电：24VDC(±5％)，最大功率3.5W 

Ø 工作环境温度：-25～55℃，湿度≤95%

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三、设备配置及安装

采用捷米特JM-DNT-PN网关模块，实现DeviceNet与Profinet协议的双向转换：

· 拓扑结构：DeviceNet网络（主站：欧姆龙CJ2M-CPU35）→ JM-DNT-PN网关（Profinet从站）→ Profinet网络（主站：西门子S7-1500）9。

· 关键配置：

1. DeviceNet侧：设置欧姆龙PLC为主站，波特率500kbit/s，网关作为DeviceNet从站，地址设置为5，输入输出各分配128字节缓冲区7；

设置Cx-Integrator主站参数

1） 创建工程

双击Cx-Integrator图标

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打开软件，如图所示：

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2） 将Cx-Integrator通过USB与CJ2M-CPU11连接，

A. 点击工具栏，选择网络选择自动在线，如下图所示：

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B. 选择自动在线后，弹出以下对话框，选择USB连接，点击连接，如下图所示：

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C. Cx-Integrator与CJ2M-CPU11连接成功后，下方设备树会自动出现PLC以及DeviceNet主站，如下图所示：

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3） 配置DeviceNet从站

A. 选择DeviceNet{CJ2M-DRM21}节点，右键选择连接，如下图所示：

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B. 点击连接后，选择每个组件的网络结构和参数，然后点击传送，如下图所示：

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C. 此时，将自动搜索，与DRM21连接的DeviceNet从站节点，搜索完成后，如下图所示：

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D. 右键单击CJ1W-DRM21，选择属性，选择单元功能，选择允许主站功能，然后关闭，如下图所示：

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E. 然后双击CJ1W-DRM21，编辑设备对话框参数，，将Xone添加进入注册列表，分配其在PLC中的输入输出，如下图所示：

l 将其加入注册列表

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l 分配输入输出地址：

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即输出首地址从 2200 开始，输入首地址从 2300 开始。

加入后注册列表会显示对应输入输出地址：

l 更改Xone输入输出地址

点击IO分配输入/输出，选择设置，即可更改Xone设备输入输出地址，如下图所示：

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F. 设置完成相应参数后，选择DRM21参数设置界面的下载按钮进行扫描表数据下载：

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2. Profinet侧：在西门子TIA Portal中导入网关GSD文件，定义输入输出模块（各128字节），IP地址固定为192.168.1.1005；

1.双击设备和网络，添加DN-PN设备模块，在硬件目录 > 其他现场设备> PROFINET IO > Gateway > SIEMENS AG > JM>JM，如下图所示：

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2. 添加设备模块后，如下图所示：

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2. 使用设备配置的“网络视图”在项目中的各个设备之间创建网络连接。创建网络连接之后，使用巡视窗口的“属性”选项卡组态网络的参数。

3. 选择“网络视图”以显示要连接的设备。选择网关的PROFINET端口，然后将连接拖到PLC_1模块的PROFINET端口处，释放鼠标按钮以创建网络连接。

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PROFINET网络创建成功，如下图所示：

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4. 双击设备并组态子模块:

–   在硬件目录中，展开“模块”容器。

–   双击或拖动Input（JM to PLC） / Output（PLC to JM）下的模块类型。如下图所示：

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5. 组态PN-EIP 的PROFINET接口，选择设备上的绿色 PROFINET框。巡视窗口中的“属性” 选项卡会显示 PROFINET 端口，在巡视窗口的“属性 > PROFINET接口”选择“以太网地址”，在IP协议中设置IP地址和PROFINET设备名称如下图：

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6. 在“设备视图”选择JM，右击鼠标选中“分配设备名称”；

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7. 弹出“分配PROFINET设备名称”对话框，在“网络中的可访问节点”下点击更新列表（JM主干设备正确连接在网络里）即可访问出PROFINET网络里的各个节点；选中更新列表的节点，点击“分配名称”将组态的PROFINET设备名称：JM写入网络节点中；写入成功后PROFINET设备名称更新为“JM”，状态为“正确”。）

DeviceNet转ProfiNet实现欧姆龙与西门子S7-1500PLC互联(图24)

3. 数据映射：将涂布机的温度、压力等工艺参数通过DeviceNet传输，经网关转换为Profinet IO数据，实时写入S7-1500的DB块中。

四、实施效果

 效率飞升：优化前，数据传输周期长达200ms，而改进后骤减至10ms，涂布机工艺调整的响应速度足足提升20倍，极大地加快了生产节奏，显著提高生产效率。成本精控：无需替换现有的欧姆龙PLC，通过捷米特JM-DNT-PN网关模块，就能实现协议兼容，有效节省了高昂的设备更换成本，以最小的投入达成高效的系统整合。拓展无忧：在未来产线升级过程中，新增的诸如电芯检测仪等DeviceNet设备，可轻松接入现有网络，完全不必对主控系统进行大规模改造，确保产线扩展的便捷性与高效性。