技术革新，EtherCAT转CAN网关，新能源汽车电池产线再升级

技术革新，EtherCAT转CAN网关，新能源汽车电池产线再升级

在智能制造快速发展的浪潮下，工业机器人核心部件的生产精度要求不断提升。某工业机器人减速器制造企业的精密加工产线中，前道工序的数控机床采用ethercat协议的倍福PLC实现高精度运动控制，而后道环节使用汇川变频器CAN协议。两种工业通信协议的差异导致设备间信号传输延迟达到50毫秒，生产节拍存在偏差，产品合格率波动幅度过大，需要通过工业协议转换方案实现全产线数据无缝对接。

 

解决方案设计

采用稳联技术EtherCAT转CAN协议转换网关构建异构网络桥梁，形成"倍福PLC通过EtherCAT转CAN协议转换网关连接汇川变频器（CAN从站）"的结构。网关在EtherCAT侧作为从站，支持1000字节/数据吞吐；在CAN侧作为主站，波特率动态配置为800kbit/s,256条报文，兼容CAN2.0A/B。系统拓扑图中，网关通过RJ45接口与倍福PLC的EtherCAT端口直连，CAN总线采用双绞屏蔽线连接变频器，终端电阻配置为120Ω。

 

核心设备选型

1. EtherCAT主站PLC：信号通过 CX2043 嵌入式控制器，8 个带快速输入滤波的 EL1018 数字量输入端子模块 (8 通道) 采集和 26 个带分布式时钟功能的 EL2202 数字量输出模块快速输出信号。

其多任务处理能力可同时运行运动控制、逻辑控制和数据采集任务，满足涂布机1ms控制周期需求。

2. CAN协议汇川变频器：支持CANopenDS403驱动配置文件，内置PID控制器和制动单元。通过设置P0.02参数为12（CANopen模式），实现与网关的即插即用连接。

3. 协议转换网关：EtherCAT转CAN协议转换网关，支持ESI文件自动生成，提供1000字节输入/输出缓冲区，支持256条CAN报文。其LED状态指示灯可实时显示EtherCAT链路（ECT灯）和CAN通信（RUN灯）状态。

 

1. 硬件连接：

将EtherCAT转CAN协议转换网关的EtherCAT接口与CX5140的X1端口连接，CAN_H/CAN_L分别接入MD300的CAN+和CAN-端子；

使用24V直流电源为网关供电，确保电压波动在±5%范围内。 

站点数：每分段 32 个站（不带中继），可多到 127 个站（带中继）； 插头连接：3 针可插拔端子

2. 软件配置：

在TwninCAT XAE(TcXaeShell)中导入网关ESI文件，进入VS 开发环境，自动生成EtherCAT从站设备描述。配置从站地址为0x02，映射PDO输入输出缓冲区至PLC变量；

在 TC3 内安装 EtherCAT 主站网卡驱动，点击主菜单栏“TwinCAT”下的“Show Realtime Ethernet Compatible Devices…”，选择本机网卡，点击“Install”

通过汇川软件设置变频器节点ID为3，波特率500kbit/s，映射控制字（COBID0x604）和状态字（COBID0x584）至网关的CAN通信缓冲区。

3. 功能调试：

编写PLC程序实现三段式速度控制：50Hz恒速运行，降速至5Hz，故障时触发急停；

通过网关配置工具监测CAN总线负载率，优化报文发送周期至2ms，确保数据传输延迟小于2毫秒。

本案例为新能源汽车电池生产提供了协议融合的典型范式。CAN转EtherCAT协议转换网关网关通过精准的协议转换技术，在保留现有设备的前提下，实现了EtherCAT高速实时性与CAN设备低成本优势的完美结合。据行业分析机构预测，到2026年全球新能源汽车电池产线的协议转换市场规模将突破15亿美元，类似解决方案在电芯卷绕、模组焊接等环节的推广，将加速智能制造在新能源领域的落地进程，进一步实现跨车间级的设备协同，推动电池生产向工业4.0迈进。