EtherCAT转CANopen协议转换网关实现汇川PLC与奥托尼克斯（Autonics）编码器通讯的配置案例

一、应用背景与挑战

在现代化智能物流仓储中心，AGV（自动导引车）系统已成为提升搬运效率的核心设备。某跨国电商物流基地的AGV集群调度系统中，主控系统采用汇川H5U系列PLC（EtherCAT协议主站），而AGV导航模块中的高精度编码器选用奥托尼克斯（Autonics）PRC-2000系列CANopen协议设备。由于EtherCAT与CANopen协议不兼容，导致主控系统无法直接读取编码器位置数据，造成AGV定位误差累积、路径跟踪失准等问题，直接影响仓储作业效率与货物安全。

二、协议转换方案架构

为解决异构协议通信难题，项目团队引入捷米特JM-ECT-COP型EtherCAT转CANopen协议转换网关作为核心通信桥梁。该方案形成"汇川PLC（EtherCAT主站）↔ JM-ECT-COP网关 ↔ 奥托尼克斯编码器（CANopen从站）"的三层架构：

EtherCAT侧：网关作为从站接入汇川PLC的EtherCAT网络，支持100Mbps全双工通信

CANopen侧：网关作为主站管理最多127个CANopen设备，波特率可调范围5kbps-1Mbps

数据映射：通过对象字典配置实现EtherCAT PDO与CANopen SDO的双向映射

三、关键设备选型与参数

设备类型	品牌	型号	关键参数
PLC主站	汇川	H5U-3616MT	EtherCAT主站，支持Cyclic Sync Position模式，同步周期≤1ms
协议转换网关	捷米特	JM-ECT-COP	双RJ45以太网口（EtherCAT），5针凤凰端子（CANopen），支持DC24V±20%供电
编码器从站	奥托尼克斯	PRC-2000-C16	CANopen DS301/DS406协议，16位单圈分辨率，4096圈多圈计数，防护等级IP67

四、实施过程详解

1. 硬件部署与电气连接

EtherCAT网络：使用CAT6屏蔽双绞线将汇川PLC的EtherCAT端口与JM-ECT-COP网关的P1接口直连，网络拓扑采用线型结构，终端电阻置于最后一个从站

CANopen网络：采用1.5mm²双绞线构建手拉手总线，终端接入120Ω匹配电阻。编码器CAN接口通过M12转凤凰端子线缆与网关P2接口连接

电气规范：CAN总线波特率设定为500kbps，EtherCAT同步周期配置为2ms，确保AGV运动控制实时性

2. 网关参数配置

通过捷米特GW Config Builder软件完成三阶段配置：

EtherCAT从站设置：

导入ESI文件（JM-ECT-COP_V2.1.xml）

分配从站地址0x02，设置PDO映射：

Input PDO1：0x6000:01（编码器位置值）

Output PDO1：0x6040:00（控制字）

CANopen主站设置：

导入奥托尼克斯EDS文件（PRC-2000_V1.3.eds）

配置节点地址0x0A，设置TPDO1映射6064:00（实际位置值）

启用SYNC生产者模式，同步周期2ms

数据映射关系：

EtherCAT Input PDO1 ↔ CANopen TPDO1

EtherCAT Output PDO1 ↔ CANopen RPDO1

3. 系统调试与优化

通信测试：使用CANoe工具监测CAN总线报文，验证SYNC周期稳定性（抖动<50μs）

性能优化：

调整EtherCAT Watchdog时间为100ms

启用CANopen Heartbeat机制（周期1s）

优化PLC扫描周期至4ms

故障诊断：通过网关LED指示灯快速定位通信故障：

ECT指示灯闪烁：EtherCAT通信异常

CAN指示灯熄灭：CANopen总线断路

五、应用成效分析

1. 技术指标提升

定位精度：从±2mm提升至±0.1mm，满足AGV高精度对接需求

通信延迟：EtherCAT转CANopen转换时间稳定在150μs以内

系统可用性：MTBF从1200小时提升至3500小时

2. 经济价值创造

设备复用：保留原有CANopen编码器投资，节省设备更换成本约28万元

效率提升：AGV调度响应时间缩短40%，仓储吞吐量提升25%

维护成本：通过远程诊断功能降低现场维护频次60%

六、行业推广价值

本案例验证了EtherCAT转CANopen协议转换技术在物流自动化领域的通用性。捷米特JM-ECT-COP网关已成功应用于：

京东亚洲一号无人仓的堆垛机定位系统

顺丰速运分拣中心的交叉带分拣机控制

菜鸟网络IoT工厂的AGV集群调度

该方案为异构协议设备集成提供了标准化解决方案，特别适用于汽车制造、半导体生产等对实时性要求严苛的工业场景。随着工业4.0向深度互联方向发展，EtherCAT转CANopen协议转换技术将成为打通"信息孤岛"的关键基础设施。

更多详细内容或具体配置过程可咨询羽工。

审核编辑 黄宇