在工業自動化領域的醫藥中藥提取生產線中，某企業采用巴赫曼 PLC（Modbus RTU 協議）負責中藥原料的粉碎、投料控制，搭配三菱 Q 系列 PLC（Modbus TCP 協議）管理提取罐的溫度、壓力、攪拌轉速等核心工藝參數。

兩者需實時協同：巴赫曼 PLC 需向三菱 Q 系列 PLC 傳輸投料量、原料種類、投料完成信號，三菱 Q 系列 PLC 需反饋提取罐空閑狀態、提取液濃度、設備運行狀態，以避免原料堆積或提取罐空轉。但因雙方采用不同總線協議，缺乏直接通訊通道，原有 “人工記錄投料數據 + 手動調整提取參數” 的銜接方式效率低下，日均因信息不同步導致的生產停滯達 2 次，單次停滯修復耗時超 30 分鐘，嚴重制約日產能（原日提取量 500kg 中藥原料，停滯導致減產約 80kg）。中藥提取作為醫藥行業的重要細分領域，是工業自動化中對工藝穩定性、數據合規性要求極高的前景行業（2025 年全球中藥市場規模預計超 800 億美元），對工業物聯網環境下設備的實時數據交互與生產精度提出了嚴苛要求。

1. 協議異構阻斷生產協同：巴赫曼 PLC 的 Modbus RTU 協議與三菱 Q 系列 PLC 的 Modbus TCP 協議無法直接兼容，無物聯網網關中轉時，投料數據需操作員手工記錄后錄入三菱 Q 系列 PLC，單次數據傳遞耗時超 18 分鐘，導致提取罐頻繁等待原料，生產節拍從 2 小時 / 批次延長至 3.5 小時 / 批次，效率下降 43%；曾因原料種類錄入錯誤，導致 1 批次提取液成分不達標，報廢損失超 12 萬元。

2. 數據采集追溯斷層：原有系統無專用數據采集器，投料量（±0.1kg）、提取溫度（105℃±1℃）、提取時間（2h±5min）等關鍵工藝參數僅分別存儲于兩臺 PLC 本地，無法自動上傳至工業物聯網平臺，出現質量問題時需人工比對兩臺 PLC 的運行日志，追溯原因耗時超 4 小時，不符合醫藥行業 GMP（藥品生產質量管理規范）對 “生產過程全追溯” 的要求。

3. 工業環境適應性差：提取車間存在蒸汽、酸堿腐蝕（提取過程使用乙醇、有機酸），傳統 RS485 轉以太網模塊防護等級低（IP20）、耐腐蝕性能弱，日均通訊中斷 2-3 次，每次中斷導致提取罐停止加熱、攪拌，需人工重啟并重新校準工藝參數，恢復耗時超 2 小時，單日減少有效生產時間約 4 小時。

4. 設備負載超限引發工藝風險：嘗試通過第三方軟件實現數據轉發，導致巴赫曼 PLC CPU 負載升至 83%（頻繁處理數據轉換任務）、三菱 Q 系列 PLC CPU 負載達 85%，超出安全運行閾值（≤75%），引發提取罐溫度控制波動超 2℃，提取液濃度偏差超 5%，不合格品率從 1.2% 升至 3.8%，額外增加返工成本超 8 萬元 / 月。

作為核心塔訊TX 131-RE-RS/TCP工業網關，該設備實現 Modbus RTU 從站到 Modbus TCP 從站的雙向協議轉換，關鍵功能深度適配中藥提取場景需求：

· 協議兼容：嚴格遵循 Modbus RTU（IEC 61158）與 Modbus TCP（IEC 61158）協議規范，支持 9600-115200bps 可調波特率（適配巴赫曼 PLC 通訊參數：9600bps、奇校驗、8 數據位、1 停止位）與 10/100Mbps 自適應以太網速率，自動識別三菱 Q 系列 PLC 的寄存器地址映射規則，確保投料數據與工藝指令傳輸無格式偏差。

· 數據處理：內置雙核工業級處理器，每秒可完成 2000 次以上數據轉換，轉換延遲≤24μs，支持 1800 點數據映射，滿足投料量（4 字節浮點數）、原料種類（2 字節整數）、提取溫度（4 字節浮點數）等多類型數據同步傳輸，數據更新頻率達 1 次 / 秒，符合中藥提取 “實時工藝監控” 要求。

· 工業適配：具備 IP40 防護等級（適配提取車間環境），外殼采用 304 不銹鋼材質（耐腐蝕）、表面噴涂防腐涂層，支持 24VDC 寬壓供電（±15% 波動兼容）；抗電磁干擾性能符合 EN 61000-6-2 標準，避免提取罐加熱設備產生的干擾導致數據丟包；配套耐腐蝕 RS485 電纜，進一步提升環境適應性。

· 物聯與合規擴展：支持本地數據緩存（容量 3GB，緩存周期 90 天），通過 MQTT 協議對接工業物聯網平臺與 GMP 數據歸檔系統，實現工藝數據實時歸檔與不可篡改存儲；內置工藝參數比對功能，自動校驗投料量與提取參數的匹配性，提前預警工藝偏差；支持故障自恢復，通訊中斷后≤90ms 重新建立連接，保障生產連續。

采用塔訊TX 131-RE-RS/TCP智能網關構建 “雙 PLC - 單網關” 通訊架構：網關 Modbus RTU 側作為巴赫曼 PLC 的從站，實時采集投料量（DB1.DBD10）、原料種類（DB1.DBD20）、投料完成信號（I0.0）；Modbus TCP 側作為三菱 Q 系列 PLC 的從站，將采集到的投料數據傳輸至 PLC，同時接收 PLC 反饋的提取罐狀態（Q0.0）、提取溫度（DB2.DBD10）、提取液濃度（DB2.DBD20），實現雙向數據實時交互，數據更新頻率 1 次 / 秒，滿足中藥提取協同需求。

1. 硬件部署：網關安裝于提取車間外的控制室機柜內，通過耐腐蝕屏蔽 RS485 電纜（長度 50 米）接入巴赫曼 PLC 的 RS485 端口；通過超五類屏蔽網線連接三菱 Q 系列 PLC 的以太網交換機，配置 IP 地址（192.168.8.100）與 PLC（192.168.8.10）同網段，做好防潮、防腐處理（機柜內加裝除濕、過濾模塊），避免車間蒸汽、腐蝕氣體影響設備。

2. 參數配置：使用塔訊配置軟件建立數據映射表 —— 將巴赫曼 PLC 的投料數據（投料量：40001、原料種類：40002、投料信號：10001）映射至網關寄存器；將三菱 Q 系列 PLC 的反饋數據（提取罐狀態：30001、提取溫度：30002、提取液濃度：30003）映射至網關對應寄存器，設置數據更新周期 100ms，啟用 “數據校驗”“工藝偏差預警”“故障自恢復” 功能。

3. 聯調測試：在工業物聯網平臺同步驗證數據傳輸（延遲≤24μs，丟包率 0.05%）；模擬連續投料（10 批次不同種類中藥原料），測試三菱 Q 系列 PLC 是否準確接收信息并匹配提取參數；模擬通訊中斷（拔插網線），測試網關自恢復時間與數據續傳功能，確保生產任務不中斷。

1. 生產效率與質量雙提升：數據傳輸延遲降至 24μs 內，生產節拍從 3.5 小時 / 批次縮短至 2 小時 / 批次，日提取量從 500kg 提升至 875kg，效率提升 75%；工藝參數比對功能避免原料種類錄入錯誤，返工率從 4% 降至 0.3%，每月減少返工損失超 10 萬元；不合格品率從 3.8% 降至 1.0%，符合 GMP 標準。

2. 數據追溯全面落地：通過塔訊TX 131-RE-RS/TCP網關將工藝數據自動上傳至工業物聯網平臺，質量問題追溯時間從 4 小時縮短至 5 分鐘，實現中藥提取從投料至成品的全流程數據追溯，順利通過藥品監管部門 GMP 復評。

3. 通訊穩定性適配車間環境：網關防腐、抗干擾設計適配提取車間工況，連續運行 3 個月丟包率≤0.1%，通訊中斷次數從 2-3 次 / 日降至 0 次，設備恢復時間從 2 小時縮短至 15 分鐘，單日增加有效生產時間 4 小時，月增提取量約 960kg。

4. 設備負載回歸安全值：巴赫曼 PLC CPU 負載從 83% 降至 40%，三菱 Q 系列 PLC CPU 負載從 85% 降至 37%，均低于安全閾值；提取罐溫度控制波動從 ±2℃降至 ±0.5℃，提取液濃度偏差控制在 ±2% 內，進一步保障中藥提取質量。

本案例聚焦醫藥中藥提取行業，該行業是傳承與發展中醫藥文化的關鍵領域，對生產工藝穩定性與數據合規性要求極高。此方案可復制至中藥制劑、保健品提取等產線，后續可擴展接入 MES 系統，實現工藝數據與生產訂單聯動；或對接 AI 工藝優化系統，通過工業物聯網平臺分析歷史提取數據，自動生成最優工藝參數，進一步提升中藥提取效率與產品質量，助力企業滿足全球醫藥市場的嚴苛標準。