一、項目背景

華東地區某國家級現代農業示范園新建了 20座雙層薄膜智能溫室，單棚面積 2 400 m2，種植高端串收番茄。溫室主體設備由三菱電機自動化系統集中監控，但環境調控執行機構（通風、卷簾、循環泵）全部采用 ABB ACS380系列變頻器，內置 Modbus TCP從站接口。為了在三菱 CC-Link IE Field Basic（簡稱 CC-Link IE FB）主干網絡中直接讀取變頻器運行數據并下發調速指令，用戶選用了捷米特 JM-CCLKIE-TCP工業級協議轉換網關。該網關在本項目中同時承擔「Modbus TCP主站」與「CC-Link IE FB從站」雙重角色，實現兩種協議數據區的實時映射，從而打通品牌壁壘，構建統一的溫室管控平臺。

二、設備清單

三、網絡拓撲與連接

CC-Link IE FB網絡：FX5U采用 100 Mbit/s工業以太網，IP段 192.168.1.0/24；網關作為「從站」占用 1個邏輯站，站號 1。

Modbus TCP網絡：網關 LAN2口獨立網段 192.168.2.0/24，ACS380默認端口 502；網關做「主站」最多開通 8條通道，本項目啟用 8條。

物理連接：網關 LAN1 →交換機 → FX5U；網關 LAN2 →交換機 → 8臺變頻器；形成「一主八從」星型結構，網線全部采用 CAT6屏蔽雙絞，長度 ≤60 m。

四、網關配置步驟

硬件設置

JM-CCLKIE-TCP側面 8位撥碼：Bit1-3設為 001（主站模式），Bit4-6 設為 001（1個邏輯站），Bit7-8保持 OFF。

軟件組態
打開「JM Modbus Manager」V2.7，新建工程：
a) CC-Link IE FB側

選擇「從站」→設置 IP 192.168.1.20 →占用站數 1 → RX/RY各 64點，RWw/RWr各 32字。
b) Modbus TCP側

右鍵「添加通道」→填寫 8個 Node，對應 8臺變頻器；

每條命令拖拽「03H讀取」→起始 0（對應 40001），長度 8；

拖拽「10H寫入」→起始 100（對應 40101），長度 2；

采樣周期統一設為 128 ms，超時 2 s，重試 2次。
c)數據映射

將 8×8=64個輸入寄存器依次映射至 RWr0~RWr63；

將 8×2=16個輸出寄存器映射至 RWw0~RWw15；

網關在內部完成寄存器高低字節交換，保證與 FX5U字順序一致。

下載配置
通過以太網掃描到網關，點擊「下載」，進度 100 %后重啟生效。

五、PLC 側編程（GX Works3）

參數設置

打開「FX5U CPU」→「以太網端口」→「CC-Link IE FB配置」→ 添加遠程站，站號 1，占用 1站，RX/RY 64點，RWw/RWr 32字，與網關保持完全一致。

軟元件分配（示例）

RWr0~RWr7 →變頻器 1數據區（D1000~D1007）

RWw0~RWw1 →變頻器 1指令區（D2000~D2001）

其余 7臺依次類推。

控制邏輯

采用 FROM/TO指令批量讀寫；

溫度 PID運算結果（D300）經量程轉換后送入 D2000（頻率設定），實現 0.1 Hz精度微調；

當光照 >80000 lux或濕度 <60 %RH?時，FX5U?通過 RY0?發出「高速通風」模式，變頻器 1~4?升頻至 45 Hz；

故障檢測：若 RWr狀態字位 0=1，表示變頻器報警，PLC立即切斷對應輸出并記錄 D9000報警日志。

在線調試
監控 CC-Link IE FB診斷，「遠程站通信狀態」全部綠燈；使用 Modbus Poll連接網關 LAN2，03H讀取 40001，返回數據與 RWr實時一致，驗證協議轉換正確。

六、運行效果

通信周期：FX5U刷新 32字遠程寄存器約 8 ms，網關 Modbus輪詢 8從站 128 ms，端到端響應 <200 ms；

節能效果：番茄定植-采收周期 180天，變頻器精準調速后，單棚平均節電 1 850 kWh，折合電費節省 1 480元；

產量提升：晝夜溫差穩定在 ±2 ℃，CO?濃度保持 800 ppm，串收番茄單產提高 8.3 %，商品果率提升 5 %；

故障率下降：系統投運 6個月，變頻器和網關零故障，通信丟包率 <0.01 %，遠低于行業 1 %?要求。

八、經驗總結

捷米特 JM-CCLKIE-TCP工業級協議轉換網關采用工業級 ARM Cortex-A7雙核，功耗 <3 W，-40~+75 ℃?運行，完全適應溫室高濕高溫環境；

網關內置雙重看門狗、網絡隔離及 4 kV浪涌保護，有效抑制變頻器諧波干擾；

用戶無需修改 FX5U與 ACS380原有程序，僅需對網關進行「拖拽式」配置，即可實現跨協議透明傳輸，大幅縮短項目周期 40 %；

通過 CC-Link IE FB網絡，溫室所有變頻器數據可無縫上傳至園區 MES和云端，為后續 AI病蟲害預測、產量模型校正提供高質量數據基礎。

審核編輯 黃宇