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CC-LinkIEFB转EtherCAT边缘计算网关：实现三菱PLC与汇川伺服驱动器通讯的配置案例

一、项目背景

华东某上市化工集团在2024年启动“年产12万吨特种树脂”产线扩建，主控系统沿用成熟的三菱MELSECiQ-R系列PLC（R04CPU，固件版本46J），现场层采用CC-LinkIEFieldBasic总线，周期4ms，主站位于中央控制室，通过光纤环网连接14台远程IO子站和4台变频器。

2025年初，工艺包升级，新增3套24轴的伺服码垛机组（沈阳新松SBRB-2400-C）和2套8轴的薄膜牵引机组（无锡灵德LD-FA-800），所有伺服驱动均只支持EtherCAT协议，且要求同步周期≤1ms、同步抖动50ns。若整体更换PLC主站，不仅造价高达百万元，还需重新验证所有工艺模块，风险巨大。

经多轮技术论证，集团采纳“协议转换网关”方案，选定远创智控YC-CCLKIE-ECTM工业级协议转换网关作为EtherCAT主站，与原有R04CPU保持CCLKIE通信，实现异构网络无缝衔接。

二、关键设备清单

三、网络拓扑与连接方式

1.CC-LinkIEFieldBasic侧

R04CPU本体以太网口（RJ45）→赫斯曼交换机→YC-CCLKIE-ECTM协议转换网关的“CCLKIE”端口；

网关作为CCLKIE从站，站号分别设为“11”与“12”，占用各512字节输入/512字节输出，映射到R04CPU的软元件D3000-D3511（输入）与D4000-D4511（输出）。

2.EtherCAT侧

网关的“EtherCATOUT1”→SBRB-2400-C机组1（24轴）→环回“IN1”形成线型拓扑；

“EtherCATOUT2”→LD-FA-800机组2（8轴）→环回“IN2”；

全部伺服站号自动扫描分配，主站周期1ms，采用DC-Synchronous模式，分布式时钟抖动实测18ns。

四、网关参数配置步骤

1.硬件安装

DIN35mm导轨固定，24VDC±5%供电，最大功耗3.5W；

环境温度-25~+55℃，湿度≤95%，符合化工车间三防喷涂要求。

2.软件配置（YC-GateConfigV2.3.7）

a)CCLKIE从站设置

IP：1/24；

输入/输出长度：512字节；

协议版本：CC-LinkIEFBBasicV1.10。

b)EtherCAT主站设置

同步周期：1ms；

同步抖动容限：±50ns；

PDO映射：

–RxPDO：6040h（控制字）、607Ah（目标位置）、60FFh（目标速度）；

–TxPDO：6041h（状态字）、6064h（实际位置）、6077h（实际电流）。

c)数据映射表（以第一轴为例）

配置完成后点击“Download”，网关重启，RUN灯常绿，EtherCAT侧64轴全部进入OP状态。

五、PLC程序设计（GXWorks3）

在“以太网配置”里添加CC-LinkIEFB从站，站号11~12，长度512字节；

创建FB块“MC_Group_EC”，周期4ms调用：

将工艺算法生成的位置、速度、力矩写入D3000~D3511；

读取D4000~D4511获取实际位置及报警码；

报警处理：若网关状态字D4000.0bit0=0，判定CCLKIE断线；若bit1=0，判定EtherCAT断线，立即触发R04CPU的“EMSTOP”子程序，所有伺服进入Quick-Stop状态，码垛机高速轴30ms内停止，避免桶装树脂跌落。

六、现场调试与性能验证

空载测试

64轴同时回零，采用CiA402回零方式17（原点+Z脉冲），回零速度20mm/s，爬行2mm/s，全部回零完成耗时4.7s；

单轴往复定位测试，行程1000mm，加减速0.5g，定位误差≤±0.02mm，远优于±0.1mm工艺要求。

满载测试

桶装树脂25kg/件，码垛节拍12件/min，连续运行72h；

PLC侧抓包统计：CCLKIE网络丢包率0%，EtherCAT同步抖动最大18ns；

与未改造前（临时脉冲模块控制）对比，平均节拍提升19.8%，合格率由96.4%提升到99.2%，每日减少废品约120桶

抗干扰测试

在距离网关1m处启动50kW变频器，重复加减速，EtherCAT零丢包；

静电放电±8kV接触、±15kV空气放电，通信未中断，符合IEC61000-4-2要求。

七、运维与诊断

网关内置Web服务器，现场工程师用手机通过Wi-Fi登录1，可实时查看64轴的PDO曲线、同步抖动、报警履历；

支持HTTPPOST，每5s将关键数据（节拍、电流、温度）以JSON推送至集团MES（华为Atlas5