一、項目背景
江蘇宿遷某現代農業示范園，2024 年起擴建 3000 畝陽光玫瑰葡萄基地，計劃全部改為水肥一體化智能灌溉。園區原有 AB ControlLogix 1756-L82E PLC（EtherNet/IP 主站）負責氣象站、水泵、過濾站等“水源側”控制；新增 64 臺三菱 FX5U-64MT/ES PLC（CC-Link IE FB 主站）則分布在 64 條滴灌支路，負責閥門、流量計、EC/PH 傳感器等“田間側”控制。兩套網絡協議不同，若無法實現實時數據交互，則中央灌溉策略無法下發，田間狀態也無法回傳。甲方要求：

1.保持原 AB 控制架構不變；

2.三菱 PLC 側不做額外開發；

3.通信延時 ≤ 20 ms，丟包率 ≤ 0.1 %；

4.網關須為兩端“從站”，減少主站負荷。

經對比，最終選用捷米特 JM-EIP-CCLKIE工業級協議轉換網關（下文簡稱“網關”），在 EtherNet/IP 側做 AB 的 Adapter（從站），在 CC-Link IE FB 側做三菱的 Remote Station（從站），以“雙從站”方式零侵入并網，實現 1 對 64 透明數據橋接。

二、網絡拓撲與設備清單

1.水源側
? AB ControlLogix 1756-L82E（固件 35.011）
? 1756-EN2T 以太網模塊 ×1
? 研華 EKI-2528 千兆交換機 ×1
? 網關 EtherNet/IP 口 → 交換機 → 1756-EN2T

2.田間側
? 三菱 FX5U-64MT/ES ×64 臺，固件 1.250
? 每臺自帶 CC-Link IE FB Basic 百兆口
? 通過赫斯曼 MACH100 千兆環網交換機級聯
? 網關 CC-Link IE FB 口 → 環網交換機

3.網關本體
? 型號：JM-EIP-CCLKIE協議轉換網關

4.? 供電：24 VDC/3.5 W，導軌安裝
? 防護 IP20，-45 ℃~85 ℃，濕度 95 %
? 尺寸 34 × 110 × 70 mm，DIN-35 卡軌固定

三、通信架構設計

1.數據量測算
每條支路上傳：閥門狀態 1 B、流量 4 B、EC 2 B、PH 2 B、報警 1 B，共 10 B；
下傳：閥門開度 1 B、配方號 1 B、預留 6 B，共 8 B；
64 條支路總上行 640 B，下行 512 B，均小于網關單口最大 1500 B，富余充足。

2.映射規劃
在 AB 工程中，創建 192.168.1.0/24 網段，網關 EtherNet/IP 從站地址設為 192.168.1.100，Assembly Instance 100（輸出 512 B）/101（輸入 640 B）。
在三菱 GX Works3 中，將網關視為 4 站 Remote Station（站號 1-4），每站 128 字輸入、128 字輸出，總計 512 字輸入、512 字輸出，完全覆蓋需求。

3.實時指標
EtherNet/IP RPI 設定 10 ms；
CC-Link IE FB 刷新周期 10 ms；
網關門到門實測延時 8 ms，滿足 ≤20 ms 要求。

四、網關配置步驟

1.硬件接線
? 24 VDC 經斷路器獨立供電，防止水泵啟動壓降；
? EtherNet/IP 口接 CAT5e 屏蔽線，長度 25 m；
? CC-Link IE FB 口接 CAT6a 屏蔽線，與 64 臺 FX5U 星-環混合拓撲，末端 120 Ω 終端電阻。

2.軟件配置（捷米特 JetCfg V3.1.2）
① 創建新項目，選擇 JM-EIP-CCLKIE工業智能網關；
② EtherNet/IP 側：
– 選擇“Adapter”角色，輸入 640 B，輸出 512 B；
– 設置 IP 192.168.1.100，網關掩碼 255.255.255.0；
③ CC-Link IE FB 側：
– 選擇“Remote Station”角色，站數 4，站號 1-4；
– 每站輸入 128 字、輸出 128 字；
④ 建立數據映射表：
– 將 FX5U 側 D1000-D1519（640 B）映射到 Instance 101；
– 將 Instance 100 數據映射到 D2000-D2415（512 B）；
⑤ 點擊“Download”，網關 RUN 燈常綠，EtherNet/IP 與 CC.OK 燈雙綠，表示兩端建立成功。

3.AB 側 RSLogix 5000 組態
? 導入網關 EDS 文件“JM-EIP-CCLKIE-V1.1.eds”；
? 添加 Generic Ethernet Module，輸入 640 B，輸出 512 B，RPI 10 ms；
? 在 Controller Tags 自動生成 EIP_I_Data[640]、EIP_O_Data[512] 數組，直接與灌溉策略程序關聯。

4.三菱側 GX Works3 組態
? 打開“以太網配置”→CC-Link IEF Basic→添加遠程站，站號 1-4，占用 128 字；
? 在軟元件分配表把 D1000-D1519 設為遠程輸入，D2000-D2415 設為遠程輸出；
? 無需額外編寫 FROM/TO 指令，FX5U 自動循環刷新。

五、控制邏輯實現

1.灌溉策略
AB 控制器根據氣象站 ET0、雨量桶、土壤水分儀，每 10 min 計算一次需水量，換算成 64 條支路的閥門開度與施肥配方號，通過 EIP_O_Data 下發。

2.田間執行
FX5U 接收 D2000 區閥門開度，經 PID 調節 24 V 脈沖電磁閥；同時把瞬時流量、EC/PH、開關到位信號寫入 D1000 區，回傳 AB。

3.報警聯動
若某支路流量低于閾值 3 s，FX5U 立即置位報警位；AB 側收到后停止水泵并彈窗，實現閉環安全。

六、調試與測試

1.64 站并發
同時下發 64 路閥門開度，流量脈沖 5 Hz，連續運行 2 h，AB 在線監視 EIP_I_Data 更新計數器無跳變，通信負載 18 %。

2.干擾測試
在泵房 1 m 處啟動 55 kW 變頻器，重復加減速，EtherNet/IP 零丟包；靜電放電 ±8 kV 接觸、±15 kV 空氣，通信未中斷，符合 IEC-61000-4-2。

七、運行效果
? 節水 26 %：精準到 0.1 mm 作物需水；
? 節肥 21 %：按回傳 EC 實時閉環配肥；
? 故障定位時間由 2 h 縮短至 15 min，
? 網關連續運行 6 個月，MTBF > 5 萬小時，現場 45 ℃ 零丟包。

八、經驗總結

通過使用捷米特JM-EIP-CCLKIE工業級協議轉換網關本次改造，AB 與三菱兩大品牌 PLC 在“零改動”前提下完成實時數據互通，為后續園區接入 MES、數字孿生奠定了堅實基礎，也成為江蘇省 2025 年度智慧農業示范標桿項目。

審核編輯 黃宇