
一、項目背景
2025年,黑龍江農墾建三江分公司對 30臺進口“馬斯奇奧 MTR NOVA-8氣吸式精量播種機”進行智能化升級。機載儀表系統原本只支持 CANopen協議,而新建的中控室已統一部署三菱 FX5U-80MT/ES系列 PLC,主干網絡采用 CC-Link IE Field Basic(以下簡稱 CC-Link IE FB)。甲方要求:
作業速度、播種粒數、畝耗油量、GPS坐標、播種深度 5類參數必須實時回傳;
播種量設定、排種器啟停、風機轉速 3條指令必須≤50 ms下發;
不改動原車線束,保留 CAN儀表作為“主顯示器”;
后續可無縫接入 CANopen施肥機、噴藥機。

經多輪對比,最終選用“捷米特 JM-CCLKIE-CAN工業級協議轉換網關。該網關在本項目中同時承擔“CANopen 主站 + CC-Link IE FB從站”雙重角色,實現兩種協議數據區的 4 ms周期映射,打通品牌壁壘,構建“機-站-云”一體化監控平臺。
二、設備清單
管理 PLC:三菱 FX5U-80MT/ES,固件 1.32,CC-Link IE FB主站;
協議網關:捷米特 JM-CCLKIE-CAN協議轉換網關,24 VDC 2.5 W,導軌安裝;
播種機儀表:馬斯奇奧原裝 CANopen節點,節點 ID 1-8,波特率 250 kbps;
車載 GPS:Trimble NAV-900,CANopen節點 ID 9;
交換機:赫斯曼 OCTOPUS 8M-EEC,IP67,千兆環網;

三、網絡拓撲與接線
CC-Link IE FB側
FX5U本體網口→交換機→JM-CCLKIE-CAN協議轉換網關的“CCLKIE”口;
網關作為從站,站號 3,占用 128字節輸入 / 128字節輸出,映射到 FX5U軟元件 D3000-D3131(輸入)與 D4000-D4131(輸出)。
CAN側
網關“CAN1” →德馳 12芯航插 →車載 CAN總線(屏蔽雙絞線,120 Ω終端,支線<0.3 m);
網關做主站,發 NMT心跳 50 ms, guarding time 150 ms,節點 1-10采用 PDO1(Tx)+PDO2(Rx)各 8字節,總線負載 29 %。

四、JM-CCLKIE-CAN工業級協議轉換網關網關配置
硬件安裝
DIN35導軌固定在駕駛室右后側配電箱,24 VDC由車載穩壓電源獨立供給,PWR燈常綠;CAN口采用 5.08 mm可插拔端子,屏蔽層在網關側單端接地。
軟件配置(JetCfg V3.2.1)
① CC-Link IE FB從站
– IP:192.168.1.11/24,站號 3,協議版本 V1.10;
–輸入 128字節,輸出 128字節,RPI 4 ms;
② CANopen主站
–波特率 250 kbps,NMT主站心跳 50 ms;
– PDO映射:
RxPDO(下發)→ 8字節,包含“播種量設定(2 B)、風機轉速(2 B)、排種器啟停(1 B)、備用(3 B)”;
TxPDO(上傳)→ 8字節,包含“作業速度(2 B)、播種粒數(2 B)、油耗脈沖(2 B)、狀態字(1 B)、GPS狀態(1 B)”;
③數據映射表
–將 FX5U側 D4000開始 10×8 B寫入 RxPDO,對應 10個節點;
–將 10個節點 TxPDO數據寫入 D3000開始 10×8 B,供 SCADA讀取;
–校驗方式:網關自動累加 CRC16,FX5U側用 SUM校驗,雙重保險。
下載并重啟,網關“RUN”常綠,“CAN”閃爍 2 Hz,表示 10節點全部在線。
五、三菱側 GX Works3組態
以太網配置→CC-Link IEF Basic→添加遠程站,站號 3,占用 128字;
軟元件分配:
遠程輸入(RX)D3000-D3131,遠程輸出(RY)D4000-D4131;
無需編寫 FROM/TO,FX5U自動 4 ms循環刷新;
診斷:用 GX Works3監視 D3000首字節,bit0=1表示播種機就緒,bit1=1 表示播種中,bit7=1表示故障報警。

六、調試與測試
10臺播種機并發作業,持續 3 h,FX5U在線監視 D3000計數器無跳變,通信負載 31 %;
在 120 kW拖拉機發動機 0.5 m處反復啟停,CAN總線零丟包;
靜電放電 ±8 kV接觸、±15 kV空氣,通信未中斷,符合 IEC-61000-4-2;
斷線模擬:拔掉任意一臺播種機 CAN支線,網關 100 ms內報警,FX5U立即置位 D4131故障位,車載平板彈窗,實現閉環安全。
七、經驗總結
通過捷米特 JM-CCLKIE-CAN工業級協議轉換網關,本項目在“零改動”前提下實現三菱 FX5U與馬斯奇奧 CANopen儀表高速互聯,為北大荒集團打造了一條可復制、可推廣的“5G+智慧農機”示范應用,也成為黑龍江省 2025年度數字農業標桿案例。
審核編輯 黃宇
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