一、項目背景

隨著制造業(yè)向智能化、信息化方向快速發(fā)展，注塑車間作為塑料制品制造的核心環(huán)節(jié)，面臨著設備協(xié)議多樣、數據孤島嚴重、系統(tǒng)集成困難等問題。某大型注塑企業(yè)計劃對其老舊車間進行數字化改造，實現設備數據統(tǒng)一采集、遠程監(jiān)控與MES系統(tǒng)對接，提升生產效率與設備管理水平。

該車間主要設備包括：

注塑機：品牌為海天（Haitian），型號為MA1600，控制系統(tǒng)支持OPC UA協(xié)議，用于提供實時工藝參數（如溫度、壓力、注射速度等）；

PLC控制器：品牌為基恩士（Keyence），型號為KV-8000，通過Modbus TCP協(xié)議實現對輔助設備（如模溫機、干燥機、機械手）的控制與數據采集。

由于兩種設備采用不同的通信協(xié)議，直接數據交互存在障礙。為實現兩類設備之間的數據互通與集中管理，項目選用了遠創(chuàng)智控 YC-TCP-OPCUA工業(yè)智能網關，作為協(xié)議轉換與數據中轉的核心設備。

二、設備介紹

1.遠創(chuàng)智控 YC-TCP-OPCUA工業(yè)智能網關

YC-TCP-OPCUA 是遠創(chuàng)智控推出的一款高性能協(xié)議轉換網關，支持Modbus TCP與OPC UA協(xié)議的雙向轉換，具備以下特點：

支持作為 Modbus TCP主站/從站；

支持作為 OPC UA客戶端/服務器；

支持多設備并發(fā)訪問；

提供 Web配置界面，便于調試與維護；

工業(yè)級設計，支持 -40℃~85℃工作溫度，適用于惡劣工業(yè)環(huán)境。

三、系統(tǒng)架構設計

本項目中，YC-TCP-OPCUA遠程控制網關部署在注塑機與PLC之間，承擔協(xié)議橋接與數據中轉的任務。系統(tǒng)架構如下：

設備層：

海天 MA1600注塑機（OPC UA服務器）；

基恩士 KV-8000 PLC（Modbus TCP從站）；

通信層：

遠創(chuàng)智控 YC-TCP-OPCUA網關；

監(jiān)控層：

MES系統(tǒng)（通過 OPC UA客戶端接口訪問網關）；

本地觸摸屏（通過 Modbus TCP訪問網關）。

四、配置過程詳解

1.網絡連接與物理接線

將 YC-TCP-OPCUA邊緣計算網關通過以太網接口連接至車間局域網；

注塑機與網關通過以太網連接，確保 OPC UA通信鏈路暢通；

PLC與網關通過以太網連接，確保 Modbus TCP通信鏈路正常；

上位機與MES系統(tǒng)通過局域網訪問網關，實現數據讀取與寫入。

2.網關配置步驟

（1）OPC UA客戶端配置（連接注塑機）

登錄網關 Web管理界面；

進入“OPC UA客戶端配置”頁面；

添加注塑機作為 OPC UA服務器，輸入其 IP地址與端口號（默認4840）；

瀏覽并導入注塑機提供的變量節(jié)點（如溫度、壓力、注射速度等）；

設置數據讀取周期為 1秒，啟用實時采集；

將采集到的數據映射至網關內部寄存器（用于后續(xù)轉發(fā)）。

（2）Modbus TCP主站配置（連接PLC）

進入“Modbus TCP主站配置”頁面；

添加基恩士 KV-8000 PLC 作為從站設備，輸入其 IP地址與端口號（默認502）；

配置讀取/寫入寄存器地址，如：

讀取保持寄存器（40001~40010）用于獲取模溫機溫度；

寫入線圈寄存器（00001~00005）用于控制機械手啟停；

設置輪詢周期為 500ms，確保實時性；

將 PLC數據映射至網關內部寄存器。

（3）數據映射與協(xié)議互通

在“數據映射表”中，將 OPC UA數據與 Modbus寄存器進行關聯(lián)；

例如：將注塑機“注射速度”變量映射至 Modbus寄存器 40100；

將 PLC “模溫機溫度”映射至 OPC UA節(jié)點 ns=2;s=Temp_Mold；

設置數據類型（INT、REAL、BOOL）與轉換規(guī)則；

啟用雙向通信，實現 OPC UA? Modbus TCP的實時數據互通。

（4）MES系統(tǒng)對接

MES系統(tǒng)作為 OPC UA客戶端，連接至網關；

讀取注塑機與 PLC的所有關鍵參數；

實現生產數據歸檔、工藝追溯、報警管理等功能；

同時支持遠程下發(fā)工藝參數至 PLC，實現柔性生產。

五、實施效果

通過部署遠創(chuàng)智控 YC-TCP-OPCUA網關，本項目實現了以下目標：

協(xié)議互通：成功打通 OPC UA與 Modbus TCP協(xié)議壁壘，實現注塑機與PLC之間的數據交互；

數據統(tǒng)一采集：MES系統(tǒng)可實時獲取所有設備數據，消除信息孤島；

提升生產效率：通過實時監(jiān)控關鍵工藝參數，減少人為干預與設備故障；

降低維護成本：網關支持遠程配置與診斷，減少現場維護頻次；

系統(tǒng)擴展性強：后續(xù)可接入更多協(xié)議設備（如EtherNet/IP、CANopen等），實現車間級全面互聯(lián)。

六、總結

本案例充分展示了遠創(chuàng)智控 YC-TCP-OPCUA網關在多協(xié)議工業(yè)現場中的強大適應能力與穩(wěn)定性。通過該網關，企業(yè)不僅實現了注塑機與PLC之間的高效通信，也為后續(xù)智能制造、數據分析與系統(tǒng)優(yōu)化打下了堅實基礎。隨著工業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展，此類協(xié)議轉換網關將在更多復雜工業(yè)場景中發(fā)揮關鍵作用。

（具體內容配置過程及其他相關咨詢可聯(lián)系楊工。）

審核編輯 黃宇