三菱Q系列PLC(Q2AS)通过以太网通讯处理器连接温湿度采集仪的硬件配置

一、项目背景

某新能源机电部件厂年产 300 万套电机控制器,老化测试线共 10 个工位,采用三菱 Q2AS PLC 作为测试线核心控制单元。2025 年中旬新增 "温湿度闭环控温" 需求:在电机控制器高温老化测试过程中,宇电工业温湿度采集仪需实时采集测试舱内温湿度数据,PLC 需在 100ms 内完成数据解析、根据温湿度偏差调节加热 / 制冷模块,同时将温湿度数据与测试数据上传至 MES 系统。原有 485 总线采集方案数据刷新周期 2s,且多设备挂载时出现数据延迟、丢包问题,导致测试舱温湿度波动超 ±2℃,无法满足电机控制器老化测试的工艺要求。厂方决定保留原有 PLC 测试程序,通过远创智控 YC8000-A 以太网通信模块为 PLC 扩展以太网通讯能力,实现温湿度数据的高速采集与闭环控制,解决总线通讯的痛点问题。

二、系统架构与设备清单

  1. 核心控制器

三菱 A 系列 PLC:型号 Q2AS,固件版本 20CX,负责老化测试线的舱门控制、温湿度闭环调节、老化时间计时、测试数据采集与异常报警。

  1. 以太网转换模块

远创智控 YC8000-A,导轨式安装,自带 COM1(RS-232)、COM2(RS-485/422)双串口,10/100M 自适应 RJ45 网口,支持三菱 MC 协议、Modbus TCP 双协议并发,最多支持 6 个上位机同时访问,适配测试线多端数据监控需求。

  1. 采集设备

宇电 AI-7880 工业温湿度采集仪,IP66 防护等级,以太网接口,支持 Modbus TCP 协议,温湿度采集精度 ±0.1℃/±1% RH,数据刷新周期 < 2ms,可直接挂载于测试舱内壁,适配高低温测试环境。

  1. 网络基础设施

摩莎 EDS-208A 工业交换机,8 口百兆,工业级宽温设计,支持端口隔离,抗电磁干扰能力强,适配老化测试线高低温、多变频设备的复杂环境。

  1. 辅助设备

· 上位机:戴尔 Precision T3660 工业工作站,安装 WinCC 7.5 SP2,用于老化测试线温湿度与测试数据的实时监控、历史数据归档;

· 触摸屏:三菱 GOT1000 系列 GT1675M-STBA,带以太网口,原生支持三菱 MC 协议,供现场测试人员设置老化测试工艺参数、查看实时温湿度与测试状态;

· MES 系统:厂内基于云平台开发,通过 OPC UA 接口实现与测试线的双向数据交互,用于测试数据存储与产品质量追溯;

· 温控执行设备:西门子 S7-200 SMART 控制的加热管与制冷风机,通过 PLC 模拟量输出模块实现温湿度调节。

三、硬件连接与 IP 规划

  1. 远创智控 YC8000-A 以太网通讯模块的 COM1 口通过 QC30R2 编程电缆连接至 Q2AS PLC 的 RS-232 编程口,实现模块与 PLC 的串口数据交互;COM2 口连接 PLC 的 485 总线,预留用于后续扩展测试舱压力采集设备。

  2. YC8000-A、宇电温湿度采集仪、三菱 GOT1000 触摸屏、戴尔工业上位机全部接入摩莎 EDS-208A 工业交换机,IP 地址统一规划在 192.168.3.0/24 网段,具体分配如下:

o YC8000-A:192.168.3.100,TCP Server,端口号 5002;

o 宇电温湿度采集仪:192.168.3.101,TCP Client,主动连接 192.168.3.100:5002;

o 三菱 GOT1000 触摸屏:192.168.3.102;

o 戴尔上位机:192.168.3.103;

o 测试线网关:192.168.3.1,用于远程工艺参数下发与故障诊断。

  1. 网络布线采用超五类屏蔽双绞线,屏蔽层两端接地并做 360° 压接,测试舱内布线采用耐高温屏蔽线缆,所有线缆避开加热管、变频制冷风机等强干扰设备,实测温湿度数据传输无丢包、无延迟,抗干扰余量 > 30dB。

四、软件配置与调试步骤

  1. 模块侧设置

· 模块上电后,通过 Chrome 浏览器访问 192.168.3.100:80,进入 YC8000-A 的 Web 配置界面,完成基础参数配置;

· 串口参数配置:波特率 115200bps、数据位 8、偶校验、停止位 1,无流控,与三菱 Q2AS PLC 串口默认参数完全匹配;

  1. 温湿度采集仪侧设置

· 在宇电 AI-7880 专用配置软件中,将采集仪配置为 Modbus TCP Client 模式,设置数据上传周期 30ms;

· 通讯参数配置:功能码 03,起始地址 40001,数据长度 8,目标 IP 为 YC8000-A 的 192.168.3.100,端口 5002;

· 采集参数设置:设置温湿度采集上下限报警值,开启数据异常自诊断功能,当采集数据超出量程时,自动向 PLC 发送故障码。

  1. 上位机与触摸屏组态

(1)上位机组态

· 在 WinCC 7.5 SP2 中添加 "远创智控 YC 驱动",输入 YC8000-A 的 IP 地址 192.168.3.100,通讯协议选择三菱 MC 协议,建立上位机与 PLC 的以太网通讯;

(2)三菱触摸屏组态

· 在三菱 GT Designer2 组态软件中,新建与 Q2AS PLC 的以太网通讯连接,协议选择三菱 MC 协议,填写触摸屏 IP192.168.3.102,完成通讯参数配置;

五、总结与展望

本案例通过为三菱 Q2AS PLC配合远创智控 YC8000-A 以太网通讯模块,在不改动原有老化测试程序的基础上,实现了 PLC 与宇电工业温湿度采集仪的高速、稳定以太网通讯,彻底解决了传统 485 总线采集方案数据延迟、丢包、调节精度低的问题。

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