一、項目背景

在華東某大型電子制造工廠，貼片機、插件機、測試儀等關鍵工位原先由三菱FX5U-64MT/ES PLC通過（CCLINKIE）總線集中控制，網絡簡潔、運行穩定。2024年工廠導入一條"高倍速異形插件線"，共24臺匯川SV660N-1R6G-4 EtherCAT伺服驅動器，需要與既有FX5U系統協同完成PCB上料、定位、插裝、檢測等動作。由于協議封閉，FX5U無法直接做EtherCAT主站；若全部更換PLC，停產周期至少兩周，且軟硬件費用高達百萬元。最終，工廠選擇引入捷米特JM-ECTM-CCLKIE協議轉換網關，由網關充當"EtherCAT主站＋CCLINKIEFB從站"，在不停線的前提下完成兩種網絡的數據橋接。

二、網絡拓撲與設備清單

1.網絡層級

上層：MES（西門子WinCC）

控制層：三菱FX5U-64MT/ES（CCLINKIEFB主站）

轉換層：捷米特JM-ECTM-CCLKIE（CCLINKIEFB從站←→EtherCAT主站）

執行層：

24臺匯川SV660N-1R6G-4伺服驅動器（EtherCAT從站，站號2~25）

2臺基恩士LR-W500激光傳感器（EtherCAT從站，站號26~27）

監控層：華為Atlas 500 AI邊緣計算盒（通過TCP/IP抓取網關診斷數據）

2.關鍵硬件參數

JM-ECTM-CCLKIE：

CCLINKIEFB側：占用4個邏輯站，最大輸入/輸出各128字，波特率1 Gbps

EtherCAT側：支持DC-Synchronous，周期1 ms；PDO最大1486字節

供電：24 VDC/3.5 W；防護IP20；導軌安裝

SV660N-1R6G-4：

額定電流1.6 A，支持CiA 402協議；位置模式由網關周期下發0x6064，狀態字0x6041實時回傳

三、實施步驟

1.硬件接線

使用CAT5e屏蔽網線將FX5U的CCLINKIEFB端口與網關PORT0相連

網關PORT1通過屏蔽網線依次連接27臺EtherCAT從站，采用線型拓撲，末端加120 Ω終端電阻

24 VDC電源經斷路器獨立供給網關，防止伺服啟動壓降造成復位

2.網關配置

在捷米特專用配置軟件"JetCfg"中導入最新ESI（EtherCAT Slave Information）文件，自動掃描到全部27個從站

設置DC同步模式為"Master Shift"，周期1 ms；PDO映射如下：

伺服控制字0x6040 →輸出區Byte0-1

目標位置0x607A →輸出區Byte4-7

狀態字0x6041 →輸入區Byte0-1

實際位置0x6064 →輸入區Byte4-7

分配CCLINKIEFB占用站號1-4，對應輸入/輸出各128字；將EtherCAT輸入數據映射至D1000-D1150，輸出數據映射至D2000-D2150

3. PLC側編程（GX Works3）

打開"網絡參數→CC-Link IEF Basic"，添加從站"JM-ECTM-CCLKIE"，核對站號1-4

在程序中通過MOV指令把伺服指令值寫入D2000-D2150；掃描周期4 ms，確保與EtherCAT 1 ms同步

讀取D1000-D1150獲取實際位置、報警碼，用于示教與保護

新增專用診斷子程序：若網關狀態字D1000.0＝0，則判定CCLINK掉線；若D1000.1＝0，則EtherCAT斷線，立即停機并HMI彈窗

4.伺服調試

使用Inovance IS620ServoSoft，通過USB直連SV660N，先離線設定電子齒輪比（編碼器分辨率/絲桿螺距），再切換至EtherCAT模式

依次測試單軸JOG、回零、定位；利用CiA 402回零方式17（原點＋Z脈沖），回零速度20 mm/s，爬行2 mm/s

24軸聯動測試：FX5U發出"啟動隊列"信號，網關1 ms內完成24段目標位置刷新，軸間同步誤差≤±30 μs，滿足插件±0.05 mm精度要求

5.數據上云

網關內置HTTP POST客戶端，每5 s將關鍵數據（生產節拍、伺服電流、報警履歷）以JSON格式推送至華為Atlas 500

MES通過Atlas API獲取OEE，整體延遲<200 ms，對比之前人工抄錄縮短約4.8 s

四、現場成果

節拍提升：插件速度由120 pcs/min升至165 pcs/min，增幅37%

良率提高：由于EtherCAT實時補償位置偏差，插件不良率由0.4%降至0.12%

維護友好：網關自帶Web診斷頁面，工程師通過手機即可查看網絡拓撲、PDO曲線，故障定位時間由2 h縮短至15 min

五、項目經驗總結

前期評估：務必核對從站ESI版本與網關固件兼容性，建議先做3~5軸小網絡壓力測試

接地與屏蔽：EtherCAT務必采用雙層屏蔽電纜，單端接地，避免與380 V動力線平行

DC同步：若從站品牌混雜，優先選"Master Shift"模式，可降低同步抖動

數據映射：一次性不要映射過多無效PDO，防止網關內存碎片造成周期抖動

備份機制：網關配置完成立即導出*.jcfg備份文件，并保存至云盤，方便產線快速更換備機

（具體內容配置過程及其他相關咨詢可聯系楊工。）

審核編輯 黃宇