DeviceNet转ProfiNet协议转换网关实现欧姆龙PLC与西门子PLC通讯的配置案例

项目背景
京东华北 A 分拨仓 2024 年“双十一”前扩容，新增 3 条高速箱线（16 台欧姆龙 CJ2M-CPU35 系列 PLC）与 WCS 层 1 套西门子 S7-1500-1516-3PN/DP 主控 PLC 对接。由于现场已铺设 500 m DeviceNet 总线（欧姆龙配置软件 CX-Integrator 已固化 63 节点拓扑），而 WCS 统一采用 ProfiNet 环网，两种协议无法直接通信。若更换 PLC 或重布线，需停机 72 h、成本 ≥ 38 万元。最终选用“捷米特 JM-DNT-PN 协议转换网关”做两端从站，实现“零拆线、零改程”无缝衔接。

二、关键设备清单

欧姆龙 PLC：CJ2M-CPU35 ×16（内置 DeviceNet 主站模块 CJ1W-DRM21）

西门子 PLC：S7-1500 CPU1516-3PN/DP ×1（固件 V2.9，TIA Portal V17）

协议转换网关：捷米特 JM-DNT-PN工业级协议转换网关×4（每 4 台 CJ2M 共用 1 台网关）

电源：魏德米勒 PRO ECO 120W 24 VDC ×4

交换机：赫思曼 OCTOPUS 8M-EEC 工业环网交换机 ×2

线缆：DeviceNet 干线粗缆 500 m（Belden 3084A），ProfiNet 屏蔽 CAT6A 120 m

三、JM-DNT-PN 网关技术参数

DeviceNet 侧：从站，地址 0–63 可设，波特率 125/250/500 kbps；最大 I/O 各 128 Byte

ProfiNet 侧：从站，支持 16 槽，最大 1440 Byte IN/OUT；集成双网口 100 M 交换机，支持 MRP 环网

供电：24 VDC ±5 %，3.5 W，-25…55 ℃，IP20，DIN-35 导轨安装

配置方式：USB-Type-C 配置口 + 免费 GSDML v2.43 文件导入 TIA Portal

四、网络拓扑设计

DeviceNet 段：16 台 CJ2M-CPU35 做主站，JM-DNT-PN 设为从站站号 05/06/07/08；干线末端加 121 Ω 终端电阻，支线 ≤ 6 m。

ProfiNet 段：S7-1500 做主站，网关作为从站占用 4 个节点，设备名依次命名为 “Gateway_05”～“Gateway_08”，IP 192.168.1.105–108，MRP 环网冗余恢复时间 < 200 ms。

物理隔离：网关内置 2 kV 光电隔离，防止高频包分拣变频器谐波窜入以太网。

五、详细实施步骤
Step 1 硬件安装

在原有 DeviceNet 干线 25 m、225 m、375 m、475 m 处各留 1 个 T 型分接头，依次插入 4 台 JM-DNT-PN，24 VDC 取自就近分拣机电源并加 2 A 保险丝。

使用 CAT6A 预制成型跳线，把 4 台网关 PN1→PN2 手拉手接入赫思曼环网交换机，冗余端口回到 S7-1500 集成 PN 口。

Step 2 DeviceNet 从站配置

在 CX-Integrator 新建“扫描列表”，将站号 05 输入长度 32 Byte（16 字）、输出 32 Byte；对应网关拨码开关 500 kbps、站号 05；依次完成 06/07/08。

把 16 条分拣线的“条码读取状态、称重数值、伺服报警字、推杆位置”共 16 字映射到 DeviceNet 输出区；把 WCS 下发的“放行命令、路径代码、调速百分比”共 16 字映射到输入区。

Step 3 ProfiNet 从站组态

在 TIA Portal 导入捷米特 GSDML 文件，拖曳 4 个 JM-DNT-PN协议转换网关到网络视图；设置设备名与 IP，与网关标签一致；定义 32 Byte I/O 各 2 槽（16 Byte/槽）。

在 PLC 标签表中创建数组
DB100.GW05_In[0..15] ↔ 网关 05 输出
DB100.GW05_Out[0..15] ↔ 网关 05 输入
以此类推完成 06/07/08。

Step 4 数据映射与校验

打开网关配套软件 “JetMatching V2.1”，建立“DeviceNet ↔ ProfiNet”映射表：
DeviceNet Out_0～15 ←复制到→ ProfiNet InSlot0
DeviceNet In_0～15 ←复制到→ ProfiNet OutSlot0

点击“下载”并重启网关，Status 灯由红灯→绿色常亮，CX-Integrator 在线扫描显示 05 号从站正常；TIA 在线诊断显示 4 个从站 RT 周期 4 ms，无丢包。

Step 5 联调与压力测试

启动 16 条分拣线，最高 9000 箱/小时，连续 12 h 监控：网关温度 42 ℃，CPU 负载 28 %，ProfiNet 帧率 250 Hz，DeviceNet 主站轮询 8 ms，无离线记录。

模拟断纤：拔掉任意环网端口，MRP 在 152 ms 内自愈，分拣线未停机，WCS 路径切换正常。

六、运行效果

工期：硬件安装 6 h、配置 4 h、联调 2 h，整体停机 < 1 个班（8 h），比“拆换 PLC”方案节省 64 h。

成本：网关 4 台共 1.6 万元、辅材 0.4 万元，总计 2 万元，仅为更换方案 5 %。

效率：DeviceNet 端到 S7-1500 通信周期由之前模拟量 200 ms 降至 4 ms，条码拒识率下降 0.8 %，日多分拣 1.2 万箱。

扩展：2025 年新增贴标机、体积秤等 11 台 DeviceNet 设备，直接接入原总线，网关支持 63 节点，无需再购转换器

七、经验总结

老旧 DeviceNet 系统与新一代 ProfiNet 主控并非“非此即彼”，采用捷米特 JM-DNT-PN工业智能网关做“双从站”可在物理层零改动的前提下完成协议桥接。

网关自带 2 端口交换机，支持环网冗余，电商 7×24 h 高吞吐场景也能保证毫秒级自愈。

配置过程遵循“同名同址”原则——DeviceNet 站号、Profient 设备名、IP 末段一一对应，可显著降低映射错误概率。

后续维护只需备份一份 *.jet 映射文件，即可在 10 min 内完成整机更换，真正实现“即插即换”。

借助捷米特 JM-DNT-PN工业级协议转换网关京东华北 A 分拨仓成功实现欧姆龙 DeviceNet 与西门子 ProfiNet 的异构融合，为电商区域配送中心提供了一条低成本、高效率、可复制的协议互通路径。

审核编辑 黄宇