在特定的汽車零部件生產工廠焊接生產線上，機械臂被應用于焊接作業(yè)，其控制體系基于Profinet協議。同時，工廠的自動化控制體系以西門子S7-1200PLC為核心，通過ModbusTCP協議實現數據交換。為實現焊接過程的自動化控制以及生產數據的實時監(jiān)測，必須實現機械臂與西門子S7-1200PLC之間的互聯通訊，這要求通過Profinet轉ModbusTCP網關來滿足現場需求。

系統架構

硬件組成：系統的硬件主要涵蓋機械臂、西門子S7-1200可編程邏輯控制器（PLC）、Profinet轉ModbusTCP協議轉換網關、焊接電源以及夾具等裝置。機械臂借助ModbusTCP網絡和網關建立連接，西門子S7-1200PLC則通過Profinet網絡與網關實現連接，網關作為中間轉接設備，達成兩種協議之間的轉換。

軟件配置：于機械臂的控制系統當中，要對ModbusTCP通信的相關參數進行配置，諸如IP地址、端口號等。在西門子S7-1200PLC的編程軟件TIA博途里，開展Profinet通信的組態(tài)與編程工作。與此同時，運用網關的配置軟件對網關的參數予以設置。

關于Profinet通信配置與ModbusTCP協議配置的闡述：

ModbusTCP側配置：將機器手臂的IP地址修改到網關配置軟件中，添加機器手臂作為ModbusTCP從站。設置網關與機器手臂之間的通訊參數，如IP地址、輸入輸出數據長度等。根據焊接系統的需求，映射機器手臂的控制信號和狀態(tài)信號到網關的ModbusTCP數據區(qū)。設置Profinet通訊參數，包括IP地址、端口號、功能碼、寄存器地址等。

Profinet側配置：于網關配置軟件里，添加西門子S7-1200PLC作為Profinet主站或者從站（視實際需求情況而定）。構建網關的ModbusTCP數據與西門子S7-1200PLC的Profinet數據區(qū)的映射，以此保障數據的精準傳輸。

下載配置：完成上述配置之后，把配置信息下載到Profinet轉ModbusTCP網關當中，使網關按照所設定的參數開展協議轉換以及數據傳輸工作。

通信實現過程：

數據發(fā)送：當西門子S7-1200PLC需對機器手臂實施焊接操作控制時，PLC借助Profinet協議將焊接任務的相關指令和參數發(fā)送給網關。網關接收數據后，依照配置的映射關系，把數據轉化為ModbusTCP協議格式，再發(fā)送至機器手臂。

數據接收：機器手臂在開展焊接任務的進程中，通過ModbusTCP協議將自身狀態(tài)信息（諸如焊接電流、電壓、機器人位置等）發(fā)送給網關。網關把這些數據轉換為Profinet協議格式之后，傳送給西門子S7-1200PLC。PLC能夠依據接收到的狀態(tài)信息，對焊接過程進行實時的監(jiān)控與調控。

本案例中，利用型號網關成功實現了機器手臂（ModbusTCP協議）與西門子S7-1200PLC（Profinet協議）在焊接系統中的互聯通訊（即Profinet轉ModbusTCP協議網關）。通過網關的協議轉換功能，解決了不同協議設備之間的兼容性問題，實現了設備之間的數據交互和協同工作。這種方案在工業(yè)自動化領域具有廣泛的應用前景，可以為企業(yè)提高生產效率、降低成本、提升產品質量提供有力的支持。

審核編輯 黃宇