ProfiNet 從站轉 Ethernet/IP 從站協議轉換網關應用案例

在汽車制造這一主流且前景廣闊的行業中，自動化生產對設備間通信效率要求極高。不同廠商設備常因協議差異形成通信壁壘，本文以塔訊 TX 161-RE-EIS/PNS 協議轉換網關為例，詳解其如何實現西門子 1215C 與發那科機器人的跨協議通信。

一、案例背景

某汽車制造廠生產線以西門子 1215C PLC 為控制核心，該 PLC 支持 ProfiNet 協議，負責處理生產邏輯與設備控制。同時引入的發那科機器人承擔零部件搬運、焊接等關鍵工序，采用 Ethernet/IP 協議通信。

因協議不兼容，兩者無法直接數據交互，導致機器人工作狀態難實時監控，控制指令傳遞滯后，生產線自動化水平與效率受限，亟需可靠的協議轉換方案。

二、解決方案

企業選用塔訊 TX 161-RE-EIS/PNS 總線協議轉換網關。該網關支持 ProfiNet 從站轉 Ethernet/IP 從站，實現 Ethernet/IP 與 ProfiNet 雙向協議互轉，適配標準協議，數據處理轉換能力強，能滿足汽車生產線對實時性與可靠性的高要求。

三、實施過程

（一）硬件連接

00001. 網關與西門子 1215C 連接：用網線連接網關 ProfiNet 端口與 PLC 的 ProfiNet 接口，確保連接牢固。將網關 ProfiNet 側 IP 設為 192.168.1.100，PLC IP 設為 192.168.1.101，二者處于同一網段。

00001. 網關與發那科機器人連接：網線連接網關 Ethernet/IP 端口與機器人 Ethernet/IP 接口。機器人 IP 設為 192.168.2.100，網關 Ethernet/IP 側 IP 設為 192.168.2.101，保證連接穩定。

00001. 連接檢查：通電后查看各設備電源及網絡指示燈，用 ping 命令測試網關與 PLC、機器人的連通性。

（二）網關參數設置

00001. ProfiNet 側設置：瀏覽器訪問網關配置界面，輸入 IP 登錄。配置與硬件匹配的站名、IP 等參數，通信周期設為 10ms。定義數據映射，如將 PLC 控制指令映射至網關緩存區，用于轉換為 Ethernet/IP 數據。

00001. Ethernet/IP 側設置：配置與硬件匹配的設備名稱、IP 等參數，設置連接超時時間、重試次數。定義數據映射，將機器人工作狀態數據存入網關緩存區，用于轉換為 ProfiNet 數據。

00001. 數據映射配置：按實際數據交換需求配置映射表。如 PLC 的目標位置坐標數據映射至網關 Ethernet/IP 發送區，機器人工作狀態數據映射至網關 ProfiNet 發送區。

（三）西門子 1215C 編程調整

00001. 通信功能塊添加：在 TIA Portal 軟件中，添加適配的 ProfiNet 通信功能塊，配置連接對象為網關 ProfiNet 地址、數據傳輸方向及長度等參數。

00001. 數據處理程序編寫：編寫程序處理發送數據，如將目標位置坐標按約定格式存入寄存器；解析接收的機器人狀態數據，觸發報警等響應邏輯。

（四）發那科機器人設置

00001. Ethernet/IP 參數配置：通過示教器設置與網關匹配的 IP、子網掩碼等，配置通信端口與緩沖區大小。

00001. 程序編寫：編寫程序接收并解析網關指令，執行對應動作；實時反饋工作狀態至網關。

（五）系統調試

00001. 通信測試：檢查網關配置界面、PLC 診斷工具及機器人示教器，確認通信鏈路正常。

00001. 數據準確性測試：發送測試數據，驗證 PLC 與機器人之間數據傳輸的準確性，排查并修正配置或程序錯誤。

00001. 功能驗證：模擬生產場景，測試機器人任務執行準確性及狀態反饋及時性，進行長時間穩定性測試。

四、應用效果

（一）生產效率提升

網關實現了設備協同工作，減少人工干預。如零部件裝配時間從 10 秒縮至 6 秒，生產效率提升約 40%，產能顯著提高。

（二）產品質量提高

PLC 可實時監控機器人狀態，及時調整偏差。焊接缺陷率從 3% 降至 1% 以內，產品質量穩定性增強。

（三）系統穩定性增強

工業級網關抗干擾能力強，通信故障率從每月 5 次降至 1 次以內，減少停機時間，保障生產連續性

五、總結

塔訊 TX 161-RE-EIS/PNS 網關成功解決了西門子 1215C 與發那科機器人的協議兼容問題，通過雙向協議互轉實現高效協同。其在汽車制造行業的應用，彰顯了總線協議轉換網關在工業自動化中的關鍵價值，為企業智能化升級提供有力支持。