大型选矿厂汇川PLC借CCLKIE转EtherCAT网关驱控多伺服实战案例

一、 项目痛点：控制孤岛下的工艺瓶颈

某大型金属选矿厂对其核心选矿生产线进行智能化改造。其主控制系统采用了性能卓越的汇川PLC，基于高速的EtherCAT总线，旨在实现对给矿量、水量、药剂添加等关键参数的精确控制。然而，产线中至关重要的球磨机及其配套的给矿机、润滑站、高压启动柜等设备，其驱动与控制大量使用了支持CC-Link IE TSN协议的三菱或同类伺服驱动器与远程IO模块。

项目面临的核心痛点如下：

1. 控制网络异构：汇川PLC的EtherCAT与球磨机子系统的CC-Link IE是两种不同的高速实时以太网协议，无法直接通讯，形成了“控制孤岛”。

2. 协同能力缺失：主控PLC无法根据矿石硬度、粒度的实时变化，动态、精细地调整给矿机伺服的速度和球磨机的转速。这导致磨矿过程存在“过磨”与“欠磨”现象，产品粒度分布不均，既浪费能耗，又影响后续浮选环节的回收率。

3. 数据采集盲区：球磨机筒体振动、轴承温度等关键工艺与设备状态信息被困在CC-Link IE网络中，无法上传至基于EtherCAT的上位管理系统，制约了基于数据的预测性维护和工艺优化。

二、 解决方案：捷米特JM-ECT-CCLKIE协议转换网关

为解决上述痛点，我们引入了捷米特JM-ECT-CCLKIE协议转换网关。这款产品不仅是一个工业网关，更是一个集成了数据采集器和边缘计算网关能力的智能网关。

网关功能简介：

高速协议桥接：作为EtherCAT与CC-Link IE TSN之间的双向翻译官，网关在硬件上集成双网口，在协议底层实现数据帧的高速、无损转换。

角色无缝集成：在EtherCAT网络中，它作为从站，被汇川PLC主站识别和周期性地访问；在CC-Link IE TSN网络中，它作为智能设备站，与球磨机子系统内的伺服和IO模块进行实时数据交换。

精确数据映射：通过直观的配置软件，工程师可以轻松地将汇川PLC的过程映像区（如输出映射区）与CC-Link IE网络中的伺服目标转速、启动命令等软元件进行关联；反之，将伺服的实际转速、转矩、报警代码等映射回汇川PLC的输入映射区。

边缘预处理：作为一款边缘计算网关，它可以对采集自球磨机子系统的振动、温度数据进行初步处理，如计算有效值、判断阈值并生成预警信号，再上报给主PLC，极大减轻了主站的控制负荷和网络带宽压力。

三、 实施过程与清晰的系统拓扑

1. 硬件连接与拓扑重构

2. 软件配置

汇川侧：在汇川AutoShop编程软件中，通过导入捷米特提供的ESI (EtherCATSlave Information)文件，将网关添加为EtherCAT网络中的一个从站设备，并配置其过程数据（PDO）的大小，如设定64字节输出（控制命令）和64字节输入（状态反馈）。

CC-Link IE侧：在三菱或其他支持CC-Link IE的配置软件中，将网关设置为智能设备站，并分配其对应的软元件地址范围（如RWr/RWw各64字节）。

网关侧配置：使用捷米特的配置工具，建立精确的EtherCATPDO与CC-Link IE软元件之间的映射表。例如：

输出映射：汇川PLC输出区的第1-4字节 -> 映射给 -> 给矿机伺服的速度指令寄存器。

输入映射：球磨机主驱动电机的实际电流值 -> 映射回 -> 汇川PLC输入区的第1-2字节；筒体振动传感器数据 -> 映射回 -> 汇川PLC输入区的第3-4字节。

四、应用效果与实施前后对比

五、 行业推广与前景展望

本案例中捷米特网关所展现的跨协议协同控制与数据融合能力，在众多追求精细化、智能化生产的行业中具有普适性价值。我们重点推荐以下主流且高速发展的行业：

1. 锂电正负极材料生产：物料输送、烧结、粉碎、分级等工序涉及大量不同品牌的伺服和PLC。智能网关能实现EtherCAT与CC-Link IE等网络的互通，确保物料配比和工艺参数的绝对精确，是提升电池一致性和安全性的关键。

2. 工业机器人集成工作站：工作站内机器人（常用EtherCAT）与周边输送线、视觉系统（可能使用CC-Link IE）的精准同步至关重要。物联网网关是实现它们之间微秒级同步、保障生产节拍和装配精度的理想选择。

3. 光伏硅片与电池片制造：拉晶、切片、丝网印刷、测试分选等设备来自全球不同供应商。通过工业网关统一数据流，是实现全流程质量追溯与智能排产的基础。

4. 高端包装与印刷机械：对套色精度、张力控制要求极高。使用数据采集器和协议网关，可以整合多品牌伺服系统，实现更复杂、更精密的运动控制算法。

六、 总结

在工业互联网迈向深水区的今天，智能化的内涵已从单点设备的自动化，扩展到整个生产系统协同与优化的新高度。本项目成功证明，捷米特JM-ECT-CCLKIE这类专业的工业网关，早已超越了简单的协议转换功能，它是承上启下的物联网网关、是赋能本地决策的边缘计算网关、是打通数据血脉的数据采集器，更是实现跨系统智能协同的智能网关。

它通过打破EtherCAT与CC-Link IE之间的技术壁垒，不仅解决了选矿球磨机的控制难题，提升了研磨均匀性与能效，更构建了一个开放、融合、智能的底层控制架构。随着新能源、高端装备等战略性新兴产业的飞速发展，这种能够快速集成异构设备、释放数据价值的解决方案，必将成为驱动中国制造业迈向高质量发展的重要技术引擎，为构建真正意义上的“智慧工厂”奠定坚实的数字底座。

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审核编辑 黄宇