Modbus RTU转EtherCAT：工业网关实现锂电产线传感器数据向EtherCAT主站实时传输

项目背景

某新能源锂电企业的电芯装配产线面临设备通信协议不兼容的痛点：产线核心控制采用倍福 EtherCAT总线系统（含 EtherCAT主站 PLC、伺服驱动器、视觉检测模块），负责电芯入壳、注液、封装等高精度工序的控制；而产线中部署的温湿度传感器、压力变送器、真空度检测仪等辅助检测设备，均为 Modbus RTU协议的串口设备，无法直接接入 EtherCAT主站系统。

此前，企业采用人工抄录数据或单独部署串口服务器的方式采集数据，不仅存在数据延迟、实时性差的问题，还导致检测数据无法与产线控制指令联动，当温湿度、压力等参数超标时，EtherCAT主站无法及时触发停机指令，多次出现电芯封装不良的质量问题，产线良品率受影响，同时增加了人工巡检的人力成本。为解决协议互通难题，企业引入EtherCAT转Modbus RTU网关模块，搭建 EtherCAT与 Modbus RTU设备的双向通信链路。

网关部署与方案设计

硬件连接：工业智能网关作为 EtherCAT从站接入倍福 EtherCAT主站 PLC，通过网关的 RS485串口接口，与产线中分布的 20台温湿度传感器、12台压力变送器、8台真空度检测仪进行 Modbus RTU总线组网，采用屏蔽双绞线实现串口设备的菊花链连接，保障工业现场的抗干扰性。

参数配置：通过网关配套的配置软件，将 Modbus RTU设备的寄存器地址（如温湿度传感器的温度采集寄存器 0300H、压力变送器的压力值寄存器 0400H）映射为 EtherCAT主站可识别的过程数据对象（PDO），设置数据采集周期为 10ms，满足产线实时监控需求；同时配置网关的 EtherCAT从站地址、波特率（9600bps）、数据位（8位）等通信参数，适配现场设备参数。

软件联动：在倍福 TwinCAT软件中添加 JM-ECT-RTU网关的 EDS文件，完成从站设备的组态，将映射后的 Modbus RTU设备数据集成到 EtherCAT主站的控制程序中，编写逻辑控制代码：当检测到注液工序的真空度低于设定阈值（＜-0.09MPa）或封装工序的温湿度超出范围（温度 25±2℃、湿度 40±5%）时，EtherCAT主站立即发送停机指令，触发产线工位急停。

项目实施效果

实现数据实时互通：JM-ECT-RTU网关完成了EtherCAT主站与 Modbus RTU从站设备的双向数据传输，检测数据的采集延迟＜50ms，远低于企业要求的 200ms阈值，产线控制中心可实时查看各检测点的参数数据，取代了人工抄录模式，节省 3名巡检人员的人力成本。

提升产线质量管控：通过检测数据与 EtherCAT主站控制指令的联动，当参数超标时产线可自动停机，电芯封装不良率从改造前的 1.2%降至 0.3%，每月减少约 5000个不良电芯的损耗，直接降低生产成本约 20万元。

增强系统稳定性：网关具备工业级宽温（-40~85℃）、抗电磁干扰（符合 EN 55022 Class A标准）特性，适配锂电产线的高频电磁环境，部署后连续运行 3个月无通信中断、数据丢包问题，设备通信故障率为 0。

简化系统扩展：网关支持最多32台Modbus RTU设备的接入，企业后续新增的漏液检测仪、电压内阻测试仪等设备，可直接接入现有网关的串口总线，无需重新部署通信模块，降低了系统扩展的成本和复杂度。

案例总结

EtherCAT转Modbus RTU网关凭借稳定的协议转换能力、灵活的配置方式和工业级的硬件特性，成功解决了锂电产线 EtherCAT与 Modbus RTU设备的通信壁垒。该改造不仅实现了产线数据的实时采集与联动控制，还提升了产线的智能化管控水平和产品质量，为锂电行业工业设备协议互通改造提供了可复制的解决方案。

审核编辑 黄宇