EtherCAT转EtherNet/IP：欧姆龙NJ PLC与华为逆变器通讯配置秘诀

一、案例背景

为解决这一问题，电站采用了捷米特JM-ECTM-EIP网关模块。该网关凭借其卓越的协议转换能力，成功搭建起了EtherCAT与EtherNet/IP之间的通信桥梁。通过使用此网关，光伏电站顺利达成了将华为逆变器融入现有欧姆龙NJ系列PLC控制系统的目标，实现了逆变器功率的精准调节以及与电网调度的高效协同控制，有效提升了电站的整体运行效率与稳定性。

二、硬件设备

· 欧姆龙NJ系列PLC：支持标准的EtherNet/IP协议

· 华为逆变器：支持标准的EtherCAT协议

· 捷米特JM-ECTM-EIP协议网关：实现EtherNet/IP网络与EtherCAT网络之间的数据通讯，即EtherNet/IP和EtherCAT网络之间无缝内部连接。该网关可实现双向数据交换，既允许现有的、低成本的EtherCAT设备集成到EtherNet/IP

 三、技术指标

Ø ECTM-EIP在EtherNet/IP一侧为EtherNet/IP从站，在EtherCAT一侧为EtherCAT主站；

Ø EtherCAT最多支持500个字节

Ø 支持DC-Synchronous、SM Synchronous模式

Ø 支持拓扑查看器、诊断检测、自动扫描

Ø 支持EtherNet/IP协议；

Ø 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；

Ø 供电：24VDC(±5％)，最大功率3.5W ；

Ø 防护等级：IP20；

四、设备连接及配置过程：

1. 网络拓扑设计

o 每台逆变器通过EtherCAT Daisy-Chain串联，末端连接JM-ECTM-EIP网关，网关EtherNet/IP端接入电站环网交换机。

o 采用光纤冗余环网（如赫斯曼交换机）提升通信可靠性。

2. 协议转换配置

o EtherCAT侧：在逆变器配置软件（如SolarManager）中启用PDO（过程数据对象），定义输出参数（如直流电压、输出功率）。

配置网关需要使用对应配置软件，用户可以从光盘或者网站上获取并安装，用户使用网关配置软件可以轻松完成ECTM-EIP的配置，主窗口按功能划分主要由菜单栏、工具栏、配置面板、配置窗口、ECAT从站信息窗口、输出消息窗口等六大板块来完成包括Master和Slave的工程信息配置，如下图所示：

图1-4-1  软件界面

菜单栏说明

图1-4-2  菜单栏

(1) 文件（File）

“文件”菜单包含如下子目录：

图1-4-3  文件菜单

1) 新建 – 创建一个新的项目；

2) 打开 – 打开一个已经存在的项目文件，文件名为.gz文件；

3) 保存 – 保存当前项目中的更改；

4) 另存为 – 用不同的名称保存当前打开的项目工程；

5) 关闭 – 关闭JM EtherCAT Manager配置软件；

6) 也可以通过工具栏按钮快速完成如上动作；

(2) 操作（Action）

操作菜单下包含如下子目录：

1)  连接

<操作>执行<连接>，将配置软件与ECTM-EIP网关建立连接，如图所示：

图1-4-4  <连接>选项

在“操作”选项卡中选中连接后，将会弹出“连接”对话框，如果已知ECTM-EIP网关设备的IP地址，可在IP空白框内输入正确IP地址后点击“OK”完成连接；

图1-4-5  <连接>对话框

也可通过下方的“搜索”按钮扫描从站设备，点击“搜索”按钮弹出“搜索设备”对话框，第一步先点击“搜索”，等待扫描完成后，在下方空白处将显示扫描成功的ECTM-EIP网关设备，包括IP、MAC以及固件版本等信息，双击该显示信息返回“ConnectDialog”界面点击“OK”按钮，如下图所示：

图1-4-6  <搜索>对话框

成功连接后，“Action”下的“Connect”显示灰色不可操作，即连接ECTM-EIP网关成功，如下图所示：

图1-4-7  通信成功

此时弹出“发现”对话框，提示是否扫描EtherCAT网络的从站设备，如下图所示：

图1-4-8  搜索在线设备

点击“是”将扫描整个EtherCAT网络内的从站设备，扫描完成后EtherCAT网络从站设备信息在<从站信息面板→在线设备>选项卡显示，详细内容查阅“在线设备”选项卡功能介绍，如下图所示：

图1-4-9  在线设备显示

2) 断开使能/断开连接

<操作>下执行<断开>，将配置软件与ECTM-EIP网关断开连接：

图1-4-10  <断开>选项

输出列表和窗口底部状态栏显示为“离线和停止“：

图1-4-11  网关状态显示

3) 停止

<操作>下执行<停止>，将ECTM-EIP网关执行操作为<断开>当执行<操作>的部分操作完成后，可在输出列表（Information List）中显示执行动作状态，列表内容包含“发生时间”和“消息内容”：

图1-4-12  消息提示显示

4) 切换状态

<操作>下执行<预运行>，将ECTM-EIP网关的EtherCAT 网络从站连接切换至预运行状态，EtherCAT Slave的状态切换其它状态至<预运行>（INIT to PREOP/OP to PREOP…）；

图1-4-13  EtherCAT从站设备状态

5) 运行主站

<操作>下执行<运行>，将配置信息下载至ECTM-EIP网关设备SD卡中，同时显示完成EtherCAT 网络主站与从站连接过程（在Pre-Operation状态或更高）：INIT → PREOP → SAFEOP → OP状态切换；此时ECTM-EIP网关ECT指示灯在这过程由慢闪直至绿灯常亮：

图1-4-14  EtherCAT从站设备运行状态

输出列表和窗口底部状态栏均显示为“运行”，如图所示：

图1-4-15  网关<运行>状态显示

6) <操作>下执行<生成 ENI>功能，将配置文件生成为<.xml文件>，提供网页更新配置，如下图所示：

图1-4-16  <生成ENI>选项

保存至指定路径即可，详细网页更新查阅网页配置部分；

图1-4-17  ENI文件保存

(3) 工具（Tools）

1)  拓扑图

<工具> 执行<拓补图>，将网络的拓扑结构显示在<拓补图>对话框中；

图1-4-18  <拓扑图>选项

拓扑结构展示的是项目配置面板配置树的网络结构，如下图所示：

图1-4-19  <拓扑图>显示

在拓扑查看器中双击从站设备，即可在配置面板和配置窗口中显示该从站设备的配置信息。

2) 生成

图1-4-20  <生成>选项

<工具> 执行 <生成>，将更新EtherCAT网络从站设备过程数据“Process Data”的字节偏移量（“byte offset”）以及生成EtherCAT数据报文结构：

图1-4-21  <PDO数据偏移>显示

点击<工具> → <生成>将更新整个项目从站过程数据的偏移量，即变量在内存映射的地址，ECTM-EIP网关设备的EtherNET/IP网络数据也是从对应的内存映射区读取数据。

3) 导入ESI

图1-4-23  <导入ESI>选项

<工具> 执行 <导入ESI>，此功能可以将第三方EtherCAT从站设备的描述文件导入进网关配置软件进行参数配置，点击选项，弹出窗口，选中所要添加的ESI文件，单击打开即可导入进入配置软件，如下图所示： 

图1-4-24  导入ESI文件

4) 帮助（Help）

图1-4-25  <帮助>选项

<帮助> - 打开配置软件使用手册。

5) 关于

图1-4-26  <关于>选项

点击关于，查看配置软件的版本，如下图所示：

图1-4-27  <关于>信息显示

工具栏说明

按钮工具栏提供了对常用功能的快速访问，如图所示：

单项说明：

 创建一个新的项目    打开一个已经存在的项目文件，文件名为.gz文件

 保存当前项目中的更改    用不同的名称保存当前打开的项目工程

 与ECTM-EIP进行连接   将ECTM-EIP进入预运行状态

将ECTM-EIP进入运行状态   将ECTM-EIP进入停止状态

生成所配置工程的.XML文件   打开拓扑查看器，显示网络拓扑结构

 配置面板“配置”树删除选中的项目(从站)。

 刷新从站文件库，即xml文件   导入从站设备ESI文件

打开软件帮助手册

o EtherNet/IP侧：在欧姆龙Sysmac Studio中创建显式报文通信，配置网关为Generic EIP设备，映射逆变器数据至PLC全局变量。

1. 数据同步与优化

o 启用网关的“批量传输”功能，将多台逆变器数据打包为单一EtherNet/IP报文，减少网络负载。

o 设置PLC轮询周期为10ms，确保电站功率调度指令实时下发。

o 

2. 安全与冗余

o 在网关与PLC间启用CIP Security加密通信，防止数据篡改。

o 部署双网关热备方案，主备网关通过心跳检测自动切换，保障系统高可用性。

（具体内容配置过程及其他相关咨询可联系杨工。）