一、項目背景

國家管網(wǎng)集團(tuán)某分公司負(fù)責(zé)西北-華北原油干線國內(nèi)段運營。該段 185 km～225 km區(qū)間地勢起伏劇烈，設(shè)有一座新建 3#增壓泵站，承擔(dān) 55 bar→78 bar二次加壓任務(wù)。站內(nèi)采用“機器人巡檢+PLC工藝聯(lián)鎖”的少人值守架構(gòu)

為打通 EtherNet/IP←→EtherCAT數(shù)據(jù)壁壘，用戶最終選用 捷米特 JM-EIPM-ECT工業(yè)級協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，讓機器人成為 EtherNet/IP主站，直接讀寫 EtherCAT側(cè) PLC的 PDO，實現(xiàn)雙向 20 ms以內(nèi)的閉環(huán)控制。項目 2025-03-15啟動，2025-04-28完成熱試，至今連續(xù)無故障運行 2 200 h。

關(guān)鍵設(shè)備清單

三、JM-EIPM-ECT 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)技術(shù)亮點

雙主站設(shè)計：EtherNet/IP側(cè)為主站，EtherCAT側(cè)為從站，與歐姆龍 PLC構(gòu)成“從站-主站”透明映射，無需修改 PLC程序；

數(shù)據(jù)長度：支持 1 500 Byte IN/OUT，滿足 32軸+200點 IO的完整 PDO；

實時性：實測往返 12 ms（KRC4→網(wǎng)關(guān)→NJ→網(wǎng)關(guān)→KRC4）；

冗余：雙 24 VDC輸入，支持 1 μs 分布式時鐘同步；

環(huán)境：-45 ℃～+85 ℃，IP20鋁殼，35 mm DIN導(dǎo)軌安裝，MTBF ≥ 10萬 h。

四、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c接線

網(wǎng)關(guān)供電：站內(nèi) 24 VDC冗余電源，端子 1+ / 2-；
接地：與泵站等電位網(wǎng) M6銅排連接，實測接地電阻 0.8 Ω；
屏蔽：EtherCAT采用 CAT5e屏蔽線，屏蔽層 360°壓接；
環(huán)網(wǎng)：KRC4→OCTOPUS→JM-EIPM-ECT→NJ，RSTP 冗余恢復(fù)時間 < 20 ms。

五、配置步驟（詳細(xì)）

① EtherCAT側(cè)（網(wǎng)關(guān)作為從站）

在 Sysmac Studio v1.52新建工程，導(dǎo)入捷米特提供的 JM-EIPM-ECT.xml ESI文件；

右側(cè)“EtherCAT”目錄右鍵→添加從站→選擇“JM-EIPM-ECT”；

根據(jù)機器人需求，分配 PDO映射：

IN（PLC→網(wǎng)關(guān)→機器人）
–泵軸承溫度 8×REAL
–泵 X/Y/Z振動 6×REAL
–進(jìn)口壓力 1×REAL
–運行狀態(tài) 1×UDINT

OUT（機器人→網(wǎng)關(guān)→PLC）
–紅外熱點溫度 1×REAL
–泄漏標(biāo)志 1×BOOL
–云臺水平/垂直角度 2×REAL

設(shè)置同步方式 DC-Sync，周期 2 ms；

編譯下載，PLC重啟后 ECT綠色指示燈常亮。

② EtherNet/IP側(cè)（網(wǎng)關(guān)作為主站）

打開 KUKA.WorkVisual 6.0，添加“EtherNet/IP Scanner”；

導(dǎo)入捷米特提供的 JM-EIPM-ECT.eds文件；

設(shè)置網(wǎng)關(guān) IP 192.168.1.10/24，RPI 8 ms，連接類型 Point-to-Point；

在“Assembly Instance”中對應(yīng) PDO長度：

Input Assembly 101 → 48 Byte

Output Assembly 100 → 20 Byte

下載至 KRC4，重啟后網(wǎng)關(guān) OK燈常亮，機器人示教器 Online顯示 48 Byte數(shù)據(jù)刷新正常。

③調(diào)試與驗證

使用 Wireshark抓包，EtherNet/IP顯示 8 ms周期 CIP數(shù)據(jù)幀，無丟包；

EtherCAT主站 側(cè)分布式時鐘抖動 < 50 ns；

現(xiàn)場做“啟泵-升壓-機器人巡檢”聯(lián)調(diào)：當(dāng)泵軸承溫度 > 75 ℃時，機器人自動切換至高溫跟蹤模式，30 s內(nèi)完成熱像二次確認(rèn)，同時 PLC收到“PUMP_ALARM”信號觸發(fā)降載，全過程 18.6 s，滿足設(shè)計 < 30 s?要求。

六、運行效果

巡檢效率：機器人由“盲巡”變?yōu)椤皵?shù)據(jù)驅(qū)動”，單次巡檢時間從 42 min降至 25 min；

故障響應(yīng)：軸承高溫異常由原來人工 5～8 min發(fā)現(xiàn)縮短至 20 s；

生產(chǎn)保障：泵站自 2025-05投運以來，未發(fā)生一次因通訊延遲導(dǎo)致的誤停或漏巡；

維護(hù)成本：節(jié)省硬接線 1 200 m、I/O 模塊 18只，直接材料費下降 7.4萬元；

可擴展性：后續(xù)計劃把變頻器（PowerFlex 755，EtherNet/IP）也接入同一網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)泵變頻-機器人視覺的閉環(huán)節(jié)能。

七、結(jié)語

通過捷米特 JM-EIPM-ECT工業(yè)級協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，3#增壓泵站成功實現(xiàn)了 EtherNet/IP機器人與 EtherCAT歐姆龍 PLC的跨協(xié)議實時通訊，打通了“工藝控制-智能巡檢”數(shù)據(jù)流，為輸油管道無人化、智能化升級提供了可復(fù)制、可推廣的范例。

審核編輯 黃宇