无线打通工业链路：Profibus DP 转无线模块赋能 S7-300PLC 与 AGV 小车通信

一、案例背景

某物流仓储中心需部署西门子S7-300PLC（Profibus DP主站）控制多台AGV小车（Profibus DP从站）完成货物搬运任务。由于仓库环境复杂（金属货架密集、移动区域广），传统Profibus DP有线通信存在以下问题：

1. 无法布线：AGV运行路径需跨越多条通道，地面开槽布线成本高且影响仓库运营。

2. 移动限制：有线通信制约AGV自由扩展路径，难以适应动态调度需求。

3. 维护困难：线缆易受叉车碾压或货物碰撞损坏，故障排查耗时。

为解决上述问题，采用远创智控YC系列无线通信方案，将Profibus DP有线通信改造为无线网络，实现PLC与AGV的稳定、灵活交互。

二、改造方案与设备选型

设备	型号	功能
西门子S7-300PLC	CPU315-2DP	Profibus DP主站控制器
AGV小车	定制搬运型	Profibus DP从站，支持载重500kg
Profibus DP转TCP/IP网关	远创智控YC-DPS-TCP	PLC端协议转换（DP主站→TCPServer）
Profibus DP转TCP/IP网关	远创智控YC-DPM-TCP	AGV端协议转换（DP从站→TCPClient）
工业无线传输模块	远创智控YC-ETH-Bridge-AP-M300	支持5GHz频段点对点桥接，传输距离300米（视距）

三、实施步骤

步骤1：硬件安装与连接

1. PLC端配置：

o 将YC-DPS-TCP网关的Profibus DP接口通过标准DP接头连接至S7-300PLC的DP主站端口（X2）。

o 使用屏蔽网线（Cat6）连接YC-DPS-TCP网关的以太网口与YC-ETH-Bridge-AP-M300无线模块的RJ45接口。

o 为无线模块提供24VDC稳压电源，并将其固定在PLC控制柜顶部，确保天线朝外无遮挡。

2. AGV端配置：

o 将YC-DPM-TCP网关的Profibus DP接口连接至AGV的DP从站通信板（站地址预设为3）。

o 使用防水网线连接YC-DPM-TCP网关的以太网口与另一台YC-ETH-Bridge-AP-M300无线模块。

o 将AGV端无线模块安装于车身顶部，采用防震支架固定，电源取自AGV车载24V电池（需加装电源滤波器）

步骤2：协议转换网关参数配置

1. PLC端网关（YC-DPS-TCP）：

o 通过Web浏览器登录网关管理界面（默认IP：192.168.1.1），修改IP为192.168.10.10，子网掩码255.255.255.0。

o 配置Profibus DP主站参数：

§ 波特率：1.5Mbps

§ 主站地址：0（与PLC原有配置一致）

§ 输入/输出数据长度：32字节（匹配AGV的DP从站数据量）

o 启用TCPServer模式，设置监听端口为2000。

2. AGV端网关（YC-DPM-TCP）：

o 登录网关管理界面，设置IP为192.168.10.20，子网掩码与PLC端一致。

o 配置Profibus DP从站参数：

§ 从站地址：3（与原AGV硬件拨码地址一致）

§ 输入数据区：IB0-IB15（映射AGV传感器状态）

§ 输出数据区：QB0-QB15（接收PLC控制指令）

o 设置为TCPClient模式，目标服务器IP设为192.168.10.10:2000。

步骤3：无线模块组网与通信调试

1. 无线桥接配置：

o PLC端无线模块（AP模式）：

§ 登录Web界面（默认IP：192.168.100.1），设置无线模式为WDS桥接，SSID命名为AGV_ProfiBus。

§ 选择5.8GHz频段（信道149），启用AES加密，设置预共享密钥AGV@Wireless2024。

§ 调整发射功率为27dBm，确保覆盖AGV最大活动半径（150米）。

o AGV端无线模块（Station模式）：

§ 扫描并连接SSIDAGV_ProfiBus，输入相同密钥。

§ 启用Roaming功能，设置信号强度阈值**-65dBm**，确保AGV移动时自动切换至最佳信号源。

2. 通信链路验证：

o 使用PC连接PLC端局域网，PingAGV端IP（192.168.10.20），平均延迟应≤15ms，丢包率≤0.1%。

o 在S7-300PLC中下载原有DP控制程序，通过STEP7监控表查看AGV从站（地址3）的输入数据（如电池电量、位置编码器值）是否正常更新。

步骤4：AGV功能测试与优化

1. 基础功能测试：

o 指令下发：在PLC中触发QB0.0（启动指令），观察AGV是否按预设路径移动。

o 数据回传：手动遮挡AGV避障传感器，确认PLC输入区IB0.5状态变为“1”，触发急停报警。

2. 抗干扰与稳定性测试：

o 多路径干扰：在仓库内同时运行10台AGV，测试无线信道负载（需保证带宽利用率≤70%）。

o 长时运行：连续运行24小时，通过网关日志检查TCP重传率（要求≤0.05%）。

3. 动态优化：

o 调整无线模块的MTU值为1400字节，减少数据分片，提升传输效率。

o 在PLC端网关启用数据压缩功能，将32字节DP数据压缩为20字节，降低无线带宽占用。

改造后效果

1. 无缝切换：AGV跨区域运行时，无线链路切换时间≤50ms，无指令丢失。

2. 实时性保障：PLC与AGV的通信周期稳定在20ms内，满足搬运任务需求。

3. 扩展便捷：新增AGV仅需配置从站地址并接入无线网络，无需物理布线。

四、注意事项

1. 天线布局：

o 在仓库顶部加装全向天线（如远创智控YC-ANT-5G-O），消除金属货架导致的信号盲区。

2. 电源防护：

o AGV端无线模块需配备浪涌保护器，防止车载电机启停时电压波动损坏设备。

3. 定期维护：

o 每季度清洁无线模块散热孔，检查天线连接器是否松动。

五、总结

通过远创智控YC-DPS-TCP/YCP-DPM-TCP网关与YC-ETH-Bridge-AP-M300无线模块的配合，成功将西门子S7-300PLC与AGV的Profibus DP通信从有线升级为无线，解决了复杂环境下的布线难题，同时提升了系统灵活性与可靠性，为智能仓储升级提供了标准化范例。

（更多技术问题可咨询杨工）

审核编辑 黄宇

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