在玻璃生產行業，原片的抓取和上料環節長期依賴人工操作，不僅效率低、誤差大，還存在安全隱患。但隨著工業自動化技術的發展，這一痛點正在被徹底解決。本文以某玻璃廠的自動化改造為例，詳解如何通過網關實現協議轉換，搭建以Modbus TCP為核心的自動化控制系統，讓玻璃上料效率提升60%以上。

應用拓撲圖

一、痛點：傳統上料模式拖慢生產節奏

傳統玻璃原片上料依賴人工操作行車或半自動設備，存在三大問題：

• 效率低：人工抓取定位耗時，每小時最多完成20片上料，難以匹配后續切割、磨邊工序的速度；
• 精度差：玻璃原片重量大（單片可達500kg），人工定位易偏差，導致后續工序報廢率超3%；
• 風險高：人工操作易因疲勞或誤判引發碰撞，每年設備維修成本超10萬元。

二、破局：網關+Modbus TCP搭建自動化橋梁

為解決上述問題，工廠引入JH-DVN-TCP疆鴻智能Devicenet轉Modbus TCP網關，構建了一套全自動化控制系統，核心邏輯如下：

1. 協議轉換：網關打通設備“語言壁壘”

車間原有設備采用不同通信協議：

• 全自動玻璃上片機的傳感器、執行器使用Devicenet協議；
• 負責驅動抓取機械臂的伺服電機支持Modbus TCP協議。

通過網關的協議轉換功能，Devicenet設備的數據（如玻璃位置、抓取信號）可實時轉換為Modbus TCP信號，實現兩類設備的“對話”。

2. Modbus TCP主站：伺服電機精準執行指令

以Modbus TCP協議為主站，直接控制伺服電機：

• 接收上片機的位置信號后，伺服電機驅動機械臂按預設路徑移動，定位精度達±1mm；
• 通過Modbus TCP的實時反饋功能，系統可動態調整機械臂速度（最快1.5m/s），避免玻璃碰撞。

3. 全自動流程：從抓取到上料“無人干預”

整套系統實現全流程自動化：

1. 上片機傳感器檢測玻璃原片位置，通過網關將坐標數據發送至Modbus TCP主站；
2. 主站向伺服電機下達抓取指令，機械臂精準夾取玻璃；
3. 伺服電機驅動機械臂將玻璃移送至傳送臺，觸發下一道工序信號。

三、效果：效率與安全性雙提升

改造后，生產數據顯著優化：

• 上料速度：從20片/小時提升至50片/小時，滿足后續工序的滿負荷生產；
• 報廢率：從3%降至0.5%，每年減少玻璃損耗成本約8萬元；
• 人工成本：減少2名操作工人，年節省人力成本12萬元；
• 安全性：設備碰撞事故歸零，維修成本降低90%。

四、總結：網關是自動化改造的“關鍵拼圖”

本次改造證明，工業自動化并非一定要更換全套設備——通過網關實現協議轉換，以Modbus TCP為核心搭建控制系統，既能兼容老舊設備，又能快速提升自動化水平。對于玻璃、建材等重工業領域，這種“小投入、大產出”的改造模式，無疑是提升生產效率的最優解。

未來，隨著工業互聯網的發展，網關的協議轉換能力還將支持更多設備接入云端管理，為智能化生產打下基礎。

審核編輯 黃宇