Ethernet/IP协议从站转Modbus TCP协议主站应用于库卡机器人与西门子S7-1200 PLC双向通讯

Ethernet/IP协议从站转Modbus TCP协议从站

  

项目背景

  在某汽车零部件生产车间的焊接生产线上，库卡机器人承担着关键的焊接任务，其控制系统采用的是Ethernet/IP协议。而整个车间的自动化控制系统则以西门子S7-1200PLC为核心，通过Modbus TCP协议进行数据交互。为达成焊接过程的自动化精准控制，以及对生产数据的实时监控，实现库卡机器人与西门子S7-1200PLC之间的互联通讯变得尤为关键。鉴于两者协议的差异，Ethernet/IP转ModbusTCP网关成为满足这一现场需求、确保生产系统高效协同运作的必要设备。

 

系统架构

· 硬件组成：包括库卡机器人、西门子 S7 - 1200 PLC、Ethernet/IP转Modbus TCP网关（捷米特 JM - EIP - TCP/RTU 网关）、焊接电源、夹具等设备。库卡机器人通过 Ethernet/IP 网络与网关连接，西门子 S7 - 1200 PLC 通过 Modbus TCP 网络与网关连接，网关作为中间设备实现两种协议的转换。

· 软件配置：在库卡机器人的控制系统中，配置 Ethernet/IP 通讯参数，包括 IP 地址、端口号等。在西门子 S7 - 1200 PLC 的编程软件 TIA 博途中，进行 Modbus TCP 通讯的组态和编程。同时，使用捷米特网关的配置软件对网关进行参数设置。

Ethernet/IP通信配置、Modbus TCP协议配置说明：

· Ethernet/IP 侧配置：将库卡机器人的 EDS 文件导入到网关配置软件中，添加库卡机器人作为 Ethernet/IP 从站。设置网关与库卡机器人之间的通讯参数，如 IP 地址、输入输出数据长度等。根据焊接系统的需求，映射库卡机器人的控制信号和状态信号到网关的 Ethernet/IP 数据区。

· Modbus TCP 侧配置：在网关配置软件中，添加西门子 S7 - 1200 PLC 作为 Modbus TCP 主站或从站（根据实际需求）。设置 Modbus TCP 通讯参数，包括 IP 地址、端口号、功能码、寄存器地址等。将网关的 Ethernet/IP 数据区与西门子 S7 - 1200 PLC 的 Modbus TCP 数据区进行映射，确保数据的正确传输。

· 下载配置：完成上述配置后，将配置信息下载到捷米特 JM - EIP - TCP/RTU 网关中，使网关按照设定的参数进行协议转换和数据传输。

 

通讯实现过程

· 数据发送：当西门子 S7-1200PLC需要控制库卡机器人进行焊接操作时，PLC 将焊接任务的相关指令和参数通过ModbusTCP协议发送给网关。网关接收到数据后，根据配置的映射关系，将数据转换为Ethernet/IP协议格式，并发送给库卡机器人。

· 数据接收：库卡机器人在执行焊接任务过程中，将自身的状态信息（如焊接电流、电压、机器人位置等）通过 Ethernet/IP 协议发送给网关。网关将这些数据转换为 Modbus TCP 协议格式后，发送给西门子 S7 - 1200 PLC。PLC 可以根据接收到的状态信息，对焊接过程进行实时监控和调整。

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应用效果

· 提高生产效率：通过实现库卡机器人与西门子 S7 - 1200 PLC 的互联通讯，焊接系统的自动化程度得到提高。机器人能够根据 PLC 发送的指令准确地执行焊接任务，减少了人工干预，提高了焊接生产的效率和质量。

· 增强系统灵活性：由于网关支持多种协议转换，使得不同品牌和型号的设备能够在同一系统中协同工作。在后续的生产过程中，如果需要更换或添加设备，只需对网关进行相应的配置，而无需对整个系统进行大规模的改造。

· 实现远程监控：借助西门子 S7 - 1200 PLC 的网络功能，可以将焊接系统的数据上传到车间的监控中心或云端服务器。工程师和管理人员可以通过远程终端实时查看焊接过程的参数和设备状态，及时发现和解决问题，提高了设备的管理水平和维护效率。

 

总结

  本案例中，利用捷米特 JM-EIP-TCP/RTU型号网关成功实现了库卡机器人（Ethernet/IP 协议）与西门子S7-1200PLC（ModbusTCP协议）焊接系统中的通讯（即ModbusTCP转Ethernet/IP协议转换）。通过网关的协议转换功能，解决了不同协议设备之间的兼容性问题，实现了设备之间的数据交互和协同工作。这种方案在工业自动化领域具有广泛的应用前景，可以为企业提高生产效率、降低成本、提升产品质量提供有力的支持。