ProfiNet转EtherCAT网关模块西门子 SINAMICS G120 变频器与汇川 H5U 通讯案例

案例背景

随着智能制造理念的推进，设备之间的协同工作变得越来越重要。例如，在机器人自动化焊接生产线中，电机驱动的焊接机器人需要与其他设备协同工作，这就要求负责电机控制的变频器和控制整个生产线流程的PLC能够相互通信。捷米特JM-PNM-ECT可以实现西门子SINAMICS G120变频器与汇川H5U的通信，使设备更好地融入智能制造系统，提高生产效率和产品质量。通过这种跨品牌、跨协议的通信，能够优化资源配置，实现对生产过程的精细控制。

设备介绍

1.捷米特JM-PNM-ECT

能够实现 Profinet 控制器和 EtherCAT 从站设备之间的数据通信，并可连接到 Profinet (RT 和 IRT) 网络，支持 Profinet 接口的仪表、I/O 模块、电机、伺服驱动器、传感器、执行器、变频器、触摸屏和 HMI 等人机界面与 EtherCAT 接口的倍福、欧姆龙等 PLC 通讯。与NT151-RE-RE有相同功能，可以进行替换。支持 EtherCAT 从站热插拔，即在线更换功能，可在不影响系统正常运行的情况下，对 EtherCAT 从站设备进行更换或维修，提高了系统的可维护性和灵活性。

2. 西门子 SINAMICS G120 变频器

采用先进的脉宽调制 IGBT 技术和创新的电路设计，功率模块 PM250 能够将负载的动能回馈到电网，实现能量的再生利用，大大提高了能源利用效率，降低了能源消耗和运行成本，同时也有助于减少对环境的影响。SINAMICS G120 变频器凭借其出色的性能和高度的灵活性，在众多工业领域得到了广泛的应用，如机械制造、汽车、纺织、印刷、包装、化工、风机、泵、压缩机、输送机等，是一款通用型的驱动解决方案，能够满足各种不同的工业驱动需求，帮助用户提高生产效率、降低能源消耗、提升设备可靠性和运行稳定性。

3. 汇川 H5U

采用四核处理器，具备纳秒级指令处理速度，可实现更精准的运动控制以及更稳定的过程控制，从而有效提升设备的运行效率和控制精度。汇川 H5U 广泛应用于各种工业控制场景，如生产线控制、设备监控、数据采集与分析等，适用于机械制造、食品饮料、包装印刷、物流仓储等众多行业，可帮助企业实现设备的自动化控制、生产过程的优化升级以及数据的高效管理，有效提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和企业的市场竞争力

配置连接方案

3.1配置模块

1.  正确连接电源，通过PN口将ECS-PNM与PC相连，给ECS-PNM上电；

2.  打开PROFINET Manager，根据需求在配置软件中进行配置，包PN主站、从站属性参数等；

3.  在PROFINET Manager中配置相应的组态，包括要配置的模块，目标设备的  IP地址及设备名称；

4.  点击工具栏中的“生成程序”、“下载 程序”按钮，将配置下载到ECS-PNM中

5.  等待大约 10秒目标设备会与 ECS-PNM之间建立连接，此时PN指示灯灯常亮。

3.2软件安装

1.双击安装包，提示使用PROFINET Manager安装程序，点击下一步；

2. 弹出对话框如下图所示，选择安装位置，点击下一步；

3．选择是否创建桌面快捷方式，点击安装

4.安装完毕

3.3通信配置

1. 点击操作-----通讯，或者点击快捷栏操作输入设备的IP地址如下图所示，点击搜索

2. 点击搜索，开始搜索设备，并显示设备IP地址和MAC地址，如下图所示 :

3.4下载文件

1. 点击“操作”，选择下载配置，或者点击快捷键进行下载，等待下方消息栏出现“下载完成”,如下图所示，即工程已被下载到设备中。

3.5打开/保存文件

1在工具栏中点击“文件”- “保存”，弹出对话框中选择保存路径，输入文件名称，点击保存即可；

2.在工具栏中点击“文件”- “打开”，弹出对话框中查找文件路径并选择文件，点击打开文件即

3.6 EtherCAT侧参数设置步骤

1. 创建工程

（1）打开TwinCAT XAE Shell，选择文件，选择新建，选择项目后，点击项目，如下图所示 :

（2）在点击项目完成后，会弹出对话框，点击左侧TwinCAT Projects，接着点击TwinCAT XAE Project (XML format)，配置下方项目名称、路径等信息，点击确定。如下图所示 :

（3）项目创建完成后，进入如下图所示界面 :

2 .ESI文件安装

（1）准备相应 的ESI文件，将ESI文件放入C盘TwinCAT目录中，进入C盘选择TwinCAT→3.1→Config→I/O→EtherCAT将模块的XML复制到EtherCAT的文件中，如下图所示 :

3. 设备组态

（1）侧菜单栏I/O，选择Devices，右键，选择添加新项，如下图所示 :

（2）加新项后，弹出对话框，点击EtherCAT Master，右下角选择PC only，选择完成后，点击OK如下图所示 :

（3）完成主站后,会弹出选择网卡对话框，选择以太网卡，点击OK，如下图所示 :

（4）置完成后，如下图所示 :

（5）击Device1，选择Scan，搜索所连接I/O设备，（需将PC网口跟模块输入网口连接）如下图所示 :

（6）Scan完成后，Device 1下面会自动出现所连接的模块

（7）块侧配置已经完成，点击Device 1 →On Line,可以看到此时模块处于SAFE OP状态，如下图所示 :

（8）点击上方FREE RUN按钮让模块设备处于OP状态，如下图所示:

总结

在众多实际工业应用场景中，如自动化生产线、智能仓储系统、机器人工作站等，这种跨品牌设备间的高效通讯使得整个生产系统能够实现高度协同、高效运转。例如，在自动化机械加工生产线中，汇川H5UPLC作为核心控制单元，负责统筹协调生产线各个环节的设备运行，包括物料输送、加工设备启停、刀具切换等。而西门子SINAMICS G120变频器则精准控制加工设备中的电机运行，通过使用捷米特JM-PNM-ECT使设备实时通讯，根据加工工艺要求动态调整电机的转速与转矩。PLC根据传感器反馈的物料位置、加工状态等信息，及时向变频器发送控制指令，实现加工过程中速度与转矩的优化匹配，有效提高了加工精度与生产效率，降低了设备故障率与能源消耗，显著提升了整个生产线的自动化程度与生产效能。

审核编辑 黄宇