石油化工行业以太网协议转换网关应用:疆鸿智能ETHERNET/IP 转 ETHERCAT 集成实践

人生小满胜万全 2026-01-10 阅读:3361

石油化工行业以太网协议转换网关应用:疆鸿智能ETHERNET/IP 转 ETHERCAT 集成实践

在石油化工与天然气行业中,生产环境的可靠与安全至关重要。压力变送器广泛应用于管道压力监测、储罐液位测量及反应器工况监控,尤其在易燃易爆环境中,实时、精准的数据采集是保障安全运行的核心。为实现罗克韦尔PLC与分布式压力变送器的高效集成,采用ETHERNET/IP转ETHERCAT网关成为一种稳定可靠的解决方案。

石油化工行业以太网协议转换网关应用:疆鸿智能ETHERNET/IP 转 ETHERCAT 集成实践

一、项目需求与核心设备

某石化工厂需对输油管道及储罐压力进行远程监控,系统要求将分散部署的无线压力变送器数据集成至中央控制系统。主要设备包括:

罗克韦尔ControlLogix PLC(支持ETHERNET/IP)

多台ETHERCAT接口的压力变送器(支持实时数据通信

协议转换网关(ETHERNET/IP从站 + ETHERCAT主站功能)

术语

EtherNet/IP: 由罗克韦尔自动化公司开发的工业以太网通讯协议, 可应用在程序

控制及其他自动化的应用中。

EtherCAT: EtherCAT 是一个开放架构, 以以太网为基础的现场总线系统, 其名称

的 CAT 为控制自动化技术 (Control Automation Technology) 字首的缩写。

技术指标

JH-EIP-MECT 在 EtherNet/IP 一侧为 EtherNet/IP 从站, 在 EtherCAT 一侧为 EtherCAT

主站;

EtherNET/IP 最多支持 500 个字节

支持 CANopen over EtherCAT (CoE) 协议: SDO 上传和下载, SDO 信息服务 (访问

CANopen 对象字典), 紧急情况请求; 支持 Ethernet over EtherCAT (EoE) 协议 (虚

交换机); 支持 Transfer over EtherCAT (FoE) 协议;

支持 DC – Synchronous、 SM Synchronous 模式

支持拓扑查看器、诊断检测、 自动扫描

支持 EtherNet/IP 协议;

支持最大的输入字节数为 1500 字节, 最大的输出字节为 1500 字节;

供电: 24VDC(±5%), 最大功率 3.5W;

工作环境温度: -25~55℃, 湿度≤95%;

外形尺寸:34mm(宽) ×110mm(高) ×70mm(厚) ;

安装方式: 35mm 导轨;

防护等级: IP20;

二、网络拓扑与配置过程

(1)网关连接方式与拓扑结构

网关在系统中起到承上启下的作用:其ETHERNET/IP端口作为从站接入工厂级以太网交换机,与罗克韦尔PLC通信;ETHERCAT端口作为主站,以菊链方式连接各压力变送器,构成实时数据采集网络。

拓扑结构示意:

```

[罗克韦尔PLC] ↔ (工厂以太网) ↔ [协议转换网关] ↔ (ETHERCAT) ↔ [压力变送器1] ↔ [压力变送器2] ↔ …

```

(2)配置步骤简述

1. 网络规划:为网关分配固定IP,确保与PLC处于同一网段;规划ETHERCAT从站顺序与地址。

2. PLC配置:在RSLogix/Studio 5000中添加网关作为Generic Ethernet Module,定义输入/输出数据长度,建立标签映射。

3. 网关参数设置:通过专用配置软件,设置ETHERNET/IP从站参数及ETHERCAT主站扫描列表,配置变送器PDO(过程数据对象)映射。

4. 设备集成:将变送器的ESI(ETHERCAT从站信息)文件导入网关,完成设备识别与初始化。

5. 数据测试:监控PLC中接收的压力与状态数据,验证通信实时性与稳定性。

石油化工行业以太网协议转换网关应用:疆鸿智能ETHERNET/IP 转 ETHERCAT 集成实践

三、应用效果与技术价值

实施该网关方案后,系统实现了以下提升:

- 实时性与同步性增强:ETHERCAT的高实时性能确保压力数据采集周期降至毫秒级,满足快速响应的安全监测需求。

- 系统结构简化:通过协议转换,避免了多种网络并存的复杂架构,减少中间设备与布线,提升可靠性。

- 安全与维护优化:网关支持断线诊断与设备状态监控,便于快速定位故障,符合石化行业高安全标准。

- 扩展灵活:ETHERCAT菊链支持灵活增减设备,方便未来产线扩展与改造。

本方案通过ETHERNET/IP与ETHERCAT的高效转换,不仅实现了不同协议设备间的无缝集成,更为石油化工行业提供了一种可靠、实时且易于维护的数据互通解决方案,显著提升了生产安全性与系统智能水平。

审核编辑 黄宇

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