EtherNet/IP转MODBUS TCP协议转换网关实现SCADA系统与AGV小车通讯的配置案例

一、项目背景与需求分析

在某大型能源基础设施项目中，SCADA系统（主站设备品牌：研华科技，型号：WebAccess9.0）需实时监控AGV小车（从站设备品牌：新松机器人，型号：AGV-3000）的运行状态。然而，SCADA系统采用MODBUSTCP协议，而AGV小车基于EtherNet/IP协议通信，两者协议不兼容导致数据无法直接交互。为解决这一问题，项目团队引入捷米特JM-EIPM-TCP协议转换网关，通过EtherNet/IP转MODBUSTCP协议转换功能，实现SCADA系统与AGV小车的无缝通信。

二、设备配置与网络架构

1.核心设备清单

协议转换网关：捷米特JM-EIPM-TCP（支持双向数据映射，最大输入输出字节数500字节）

SCADA系统：研华WebAccess9.0（MODBUSTCP主站，IP地址：192.168.1.10）

AGV小车：新松AGV-3000（EtherNet/IP从站，IP地址：192.168.1.20）

网络交换机：华为S5720-28P-LI（千兆工业交换机）

2.网络拓扑设计

[SCADA系统]←(MODBUSTCP/IP)→[华为交换机]←(EtherNet/IP)→[JM-EIPM-TCP网关]←(EtherNet/IP)→[新松AGV-3000]

网关角色：JM-EIPM-TCP作为协议转换核心，左侧接口配置为MODBUSTCP从站（端口502），右侧接口配置为EtherNet/IP主站。

三、EtherNet/IP转MODBUSTCP协议转换实施步骤

1.网关硬件部署

物理连接：使用六类屏蔽网线将网关的ETH1接口连接至华为交换机，ETH2接口连接至AGV控制柜的EtherNet/IP端口。

电源配置：采用24VDC工业电源供电，电流需求≤150mA。

2.网关软件配置

（1）EtherNet/IP侧参数设置

设备发现：通过网关配置软件（JM-ConfigToolV3.2）扫描局域网，识别AGV-3000的IP地址（192.168.1.20）。

标签映射：

从AGV的EtherNet/IP标签库中导入关键参数：

电池电压（Tag_BatteryVoltage，地址：0x0100，数据类型：FLOAT）

运行速度（Tag_Speed，地址：0x0104，数据类型：INT）

故障代码（Tag_ErrorCode，地址：0x0108，数据类型：UINT）

配置数据刷新周期为200ms，确保SCADA系统实时性。

（2）MODBUSTCP侧参数设置

寄存器映射：

将AGV参数映射至MODBUS保持寄存器（40001-40003）：

AGV参数	MODBUS地址	数据类型
电池电压	40001	FLOAT
运行速度	40002	INT
故障代码	40003	UINT

功能码配置：

使用功能码03（读取保持寄存器）和功能码06（写入单个寄存器），实现SCADA系统对AGV的监控与控制。

3.SCADA系统集成

驱动配置：在研华WebAccess中创建MODBUSTCP驱动，设置网关IP（192.168.1.15）和端口（502）。

数据点绑定：

将WebAccess的IO点与MODBUS寄存器关联：

AI_001（电池电压）→40001

AI_002（运行速度）→40002

DI_001（故障状态）→40003（通过位操作提取）

四、EtherNet/IP转MODBUSTCP协议转换效果验证

1.通信测试

数据准确性：通过网关日志监控，AGV参数与SCADA显示值误差≤0.1%，满足能源设施监控精度要求。

实时性测试：在AGV加速/减速过程中，SCADA系统数据刷新延迟≤300ms，符合工业自动化标准。

2.故障诊断

网络中断恢复：模拟ETH1接口断开后重新连接，网关自动重建MODBUSTCP会话时间≤5秒。

协议兼容性：验证网关对EtherNet/IP隐式报文（I/O数据）和显式报文（参数读写）的转换能力，确保AGV控制指令无丢失。

五、EtherNet/IP转MODBUSTCP协议转换应用价值

1.技术层面

协议解耦：通过JM-EIPM-TCP网关，SCADA系统无需修改MODBUSTCP协议栈即可兼容EtherNet/IP设备，降低系统升级成本。

数据透明传输：网关支持IEEE754浮点数、BCD码等工业数据格式转换，确保AGV参数在异构网络中无损传递。

2.商业层面

投资回报率（ROI）：项目实施后，AGV故障响应时间缩短60%，年维护成本降低约12万元。

可扩展性：网关预留2个以太网接口，支持未来新增光伏逆变器（MODBUSTCP）和储能系统（EtherNet/IP）的集成。

六、经验总结与行业推广

本案例证明，捷米特JM-EIPM-TCP网关通过EtherNet/IP转MODBUSTCP协议转换功能，有效解决了能源基础设施中异构协议设备的互联难题。其核心优势包括：

零代码配置：通过图形化界面完成协议映射，缩短工程实施周期40%以上。

工业级可靠性：工作温度范围-40℃~85℃，MTBF（平均无故障时间）≥50,000小时，适应能源行业严苛环境。

目前，该解决方案已推广至智慧电厂、油气管道巡检机器人等场景，为工业物联网（IIoT）架构下的设备互联提供了标准化路径。未来，随着TSN（时间敏感网络）技术的普及，EtherNet/IP转MODBUSTCP协议转换网关将进一步融合确定性通信能力，助力能源基础设施向智能化、低碳化更多详细内容或具体配置过程可联系羽工。

审核编辑 黄宇