EtherNet/IP转EtherCAT协议转换网关实现库卡机器人与欧姆龙PLC通讯的配置案例

一、项目背景

国家管网集团某分公司负责西北-华北原油干线国内段运营。该段 185 km～225 km 区间地势起伏剧烈，设有一座新建 3# 增压泵站，承担 55 bar→78 bar 二次加压任务。站内采用“机器人巡检+PLC 工艺联锁”的少人值守架构

为打通 EtherNet/IP←→EtherCAT 数据壁垒，用户最终选用 捷米特 JM-EIPM-ECT工业级协议转换网关，让机器人成为 EtherNet/IP 主站，直接读写 EtherCAT 侧 PLC 的 PDO，实现双向 20 ms 以内的闭环控制。项目 2025-03-15 启动，2025-04-28 完成热试，至今连续无故障运行 2 200 h。

关键设备清单

三、JM-EIPM-ECT 协议转换网关技术亮点

双主站设计：EtherNet/IP 侧为主站，EtherCAT 侧为从站，与欧姆龙 PLC 构成“从站-主站”透明映射，无需修改 PLC 程序；

数据长度：支持 1 500 Byte IN/OUT，满足 32 轴+200 点 IO 的完整 PDO；

实时性：实测往返 12 ms（KRC4→网关→NJ→网关→KRC4）；

冗余：双 24 VDC 输入，支持 1 μs 分布式时钟同步；

环境：-45 ℃～+85 ℃，IP20 铝壳，35 mm DIN 导轨安装，MTBF ≥ 10 万 h。

四、网络拓扑与接线

网关供电：站内 24 VDC 冗余电源，端子 1+ / 2-；
接地：与泵站等电位网 M6 铜排连接，实测接地电阻 0.8 Ω；
屏蔽：EtherCAT 采用 CAT5e 屏蔽线，屏蔽层 360°压接；
环网：KRC4→OCTOPUS→JM-EIPM-ECT→NJ，RSTP 冗余恢复时间 < 20 ms。

五、配置步骤（详细）

① EtherCAT 侧（网关作为从站）

在 Sysmac Studio v1.52 新建工程，导入捷米特提供的 JM-EIPM-ECT.xml ESI 文件；

右侧“EtherCAT”目录右键→添加从站→选择“JM-EIPM-ECT”；

根据机器人需求，分配 PDO 映射：

IN（PLC→网关→机器人）
– 泵轴承温度 8×REAL
– 泵 X/Y/Z 振动 6×REAL
– 进口压力 1×REAL
– 运行状态 1×UDINT

OUT（机器人→网关→PLC）
– 红外热点温度 1×REAL
– 泄漏标志 1×BOOL
– 云台水平/垂直角度 2×REAL

设置同步方式 DC-Sync，周期 2 ms；

编译下载，PLC 重启后 ECT 绿色指示灯常亮。

② EtherNet/IP 侧（网关作为主站）

打开 KUKA.WorkVisual 6.0，添加“EtherNet/IP Scanner”；

导入捷米特提供的 JM-EIPM-ECT.eds 文件；

设置网关 IP 192.168.1.10/24，RPI 8 ms，连接类型 Point-to-Point；

在“Assembly Instance”中对应 PDO 长度：

Input Assembly 101 → 48 Byte

Output Assembly 100 → 20 Byte

下载至 KRC4，重启后网关 OK 灯常亮，机器人示教器 Online 显示 48 Byte 数据刷新正常。

③ 调试与验证

使用 Wireshark 抓包，EtherNet/IP 显示 8 ms 周期 CIP 数据帧，无丢包；

EtherCAT 主站 侧分布式时钟抖动 < 50 ns；

现场做“启泵-升压-机器人巡检”联调：当泵轴承温度 > 75 ℃ 时，机器人自动切换至高温跟踪模式，30 s 内完成热像二次确认，同时 PLC 收到“PUMP_ALARM”信号触发降载，全过程 18.6 s，满足设计 < 30 s 要求。

六、运行效果

巡检效率：机器人由“盲巡”变为“数据驱动”，单次巡检时间从 42 min 降至 25 min；

故障响应：轴承高温异常由原来人工 5～8 min 发现缩短至 20 s；

生产保障：泵站自 2025-05 投运以来，未发生一次因通讯延迟导致的误停或漏巡；

维护成本：节省硬接线 1 200 m、I/O 模块 18 只，直接材料费下降 7.4 万元；

可扩展性：后续计划把变频器（PowerFlex 755，EtherNet/IP）也接入同一网关，实现泵变频-机器人视觉的闭环节能。

七、结语

通过捷米特 JM-EIPM-ECT工业级协议转换网关，3# 增压泵站成功实现了 EtherNet/IP 机器人与 EtherCAT 欧姆龙 PLC的跨协议实时通讯，打通了“工艺控制-智能巡检”数据流，为输油管道无人化、智能化升级提供了可复制、可推广的范例。

审核编辑 黄宇