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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd

沈陽上民電氣有限公司

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GE IC697CMM742-LL以太網(wǎng)接口模塊

發(fā)布時(shí)間: 2025-07-14 10:44

接口類型：包含一個(gè) RS232 站點(diǎn)管理器端口、一個(gè) RS485 軟件加載端口和三個(gè)以太網(wǎng)端口。以太網(wǎng)端口支持 10BaseT、10Base2、10BaseF、10Broad36 等多種介質(zhì)，具有標(biāo)準(zhǔn) 15 針 AUI 網(wǎng)絡(luò)端口。

商品信息

接口類型：包含一個(gè) RS232 站點(diǎn)管理器端口、一個(gè) RS485 軟件加載端口和三個(gè)以太網(wǎng)端口。以太網(wǎng)端口支持 10BaseT、10Base2、10BaseF、10Broad36 等多種介質(zhì)，具有標(biāo)準(zhǔn) 15 針 AUI 網(wǎng)絡(luò)端口。
通信協(xié)議：支持 TCP/IP、SRTP 和 Modbus TCP 等多種通信協(xié)議，可滿足不同應(yīng)用需求。
通信速率：最大傳輸速率為 10Mbps。
電源要求：需要 + 5V DC 和 + 12V DC 電源供電，最大功耗為 2 安培。
工作環(huán)境：工作溫度范圍為 - 20°C 至 60°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 - 40°C 至 85°C，防護(hù)等級(jí)為 IP67，可在惡劣環(huán)境下可靠運(yùn)行。
尺寸重量：尺寸約為 140mm x 60mm x 25mm，重量約 200 克，設(shè)計(jì)緊湊，易于安裝。

一、協(xié)議棧架構(gòu)與通信協(xié)議

1. TCP/IP 協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)

分層架構(gòu)：模塊采用標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 協(xié)議棧，支持物理層（10Base-T/10Base2 等介質(zhì)）、數(shù)據(jù)鏈路層（IEEE 802.3 CSMA/CD）、網(wǎng)絡(luò)層（IP）、傳輸層（TCP/UDP）和應(yīng)用層（Modbus TCP、SRTP 等）的完整功能。
協(xié)議支持：

TCP：面向連接的可靠傳輸，支持三次握手、滑動(dòng)窗口、擁塞控制，適用于實(shí)時(shí)性要求高的控制指令傳輸（如 PLC 程序下載）。
UDP：無連接輕量級(jí)傳輸，用于非關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息）以減少延遲。
Modbus TCP：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可直接映射 PLC 寄存器地址到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，支持 4 個(gè)并發(fā)連接。

2. 工業(yè)協(xié)議適配

SRTP（Simplified Remote Transfer Protocol）：GE 私有協(xié)議，用于 PLC 與上位機(jī)的高速數(shù)據(jù)交互，支持 64 個(gè)同時(shí)以太網(wǎng)連接。
EGD（Ethernet Global Data）：基于廣播的全局?jǐn)?shù)據(jù)共享機(jī)制，允許 PLC 與其他設(shè)備（如 HMI、第三方 PLC）實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，無需復(fù)雜配置。

二、數(shù)據(jù)傳輸流程

1. 發(fā)送流程

PLC 數(shù)據(jù)封裝

PLC 通過內(nèi)部總線將數(shù)據(jù)（如寄存器值、控制指令）傳輸至模塊，模塊根據(jù)目標(biāo)協(xié)議（如 Modbus TCP）生成應(yīng)用層數(shù)據(jù)單元（如 Modbus PDU）。
數(shù)據(jù)依次經(jīng)過TCP/UDP 封裝（添加端口號(hào)、校驗(yàn)和）、IP 封裝（添加源 / 目的 IP 地址）、以太網(wǎng)封裝（添加 MAC 地址、幀頭），最終形成以太網(wǎng)幀。

介質(zhì)適配與信號(hào)轉(zhuǎn)換

10Base-T：通過雙絞線傳輸差分信號(hào)，支持自動(dòng)協(xié)商速率（10Mbps）。
10Base2：通過同軸電纜傳輸基帶信號(hào)，需外接 BNC 連接器。

模塊支持多介質(zhì)接口（10Base-T RJ45、10Base2 BNC、AUI），通過硬件自動(dòng)檢測(cè)或手動(dòng)配置選擇傳輸介質(zhì)。例如：

傳輸控制

流量控制：TCP 協(xié)議通過滑動(dòng)窗口機(jī)制動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)發(fā)送速率，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。
錯(cuò)誤重傳：TCP 檢測(cè)到丟包時(shí)，通過超時(shí)重傳機(jī)制保證數(shù)據(jù)完整性。

2. 接收流程

信號(hào)解耦與幀解析

模塊接收以太網(wǎng)幀后，根據(jù)目的 MAC 地址篩選屬于自身的數(shù)據(jù)，剝離以太網(wǎng)頭部，提取 IP 數(shù)據(jù)包。
進(jìn)一步解析 IP 頭，根據(jù)協(xié)議字段（TCP=6/UDP=17）將數(shù)據(jù)分流至對(duì)應(yīng)傳輸層協(xié)議棧。

數(shù)據(jù)校驗(yàn)與分發(fā)

TCP 協(xié)議驗(yàn)證校驗(yàn)和、序列號(hào)，重組分段數(shù)據(jù)；UDP 僅簡(jiǎn)單校驗(yàn)。
應(yīng)用層數(shù)據(jù)（如 Modbus 響應(yīng)）通過內(nèi)部總線傳輸至 PLC，更新寄存器或觸發(fā)相應(yīng)邏輯。

三、硬件與軟件協(xié)同機(jī)制

1. 硬件架構(gòu)

處理器與內(nèi)存：模塊內(nèi)置專用網(wǎng)絡(luò)處理器（如 405GP/200MHz），獨(dú)立處理 TCP/IP 協(xié)議棧，減輕 PLC 主 CPU 負(fù)擔(dān)。支持內(nèi)存擴(kuò)展（如 Flash 存儲(chǔ)配置參數(shù)），確保斷電后數(shù)據(jù)不丟失。
接口電路：

多端口設(shè)計(jì)：3 個(gè)物理端口支持同時(shí)連接不同介質(zhì)（如 10Base-T 用于編程，10Base2 用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備）。
信號(hào)隔離：采用光電隔離技術(shù)，防止工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾損壞模塊。

2. 配置與管理

參數(shù)設(shè)置：通過 Cimplicity ME 軟件配置IP 地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)，定義 Modbus 映射表（如 PLC 地址 40001 對(duì)應(yīng)寄存器 R100）。
狀態(tài)監(jiān)控：

LED 指示燈：MODULE OK（綠色）表示模塊正常，LAN ONLINE（綠色閃爍）表示網(wǎng)絡(luò)連通，STATUS（黃色）顯示通信質(zhì)量。
診斷工具：軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控 TCP 連接狀態(tài)、丟包率、帶寬利用率，支持導(dǎo)出日志用于故障分析。

四、工業(yè)級(jí)可靠性設(shè)計(jì)

1. 環(huán)境適應(yīng)性

寬溫運(yùn)行：-20°C 至 60°C 工作溫度，適應(yīng)高溫車間或戶外機(jī)柜環(huán)境。
抗干擾能力：金屬屏蔽外殼、差分信號(hào)傳輸、光電隔離，可抵御工廠電磁噪聲（如變頻器干擾）。

2. 冗余機(jī)制

雙網(wǎng)絡(luò)路徑：通過配置兩個(gè)物理端口為冗余鏈路，當(dāng)主鏈路故障時(shí)自動(dòng)切換至備用鏈路，確保通信連續(xù)性。
電源冗余：支持 + 5V 和 + 12V 雙電源輸入，任一電源失效仍可維持模塊運(yùn)行。

3. 故障自診斷

硬件自檢：上電時(shí)自動(dòng)檢測(cè)處理器、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)現(xiàn)故障立即觸發(fā) LED 報(bào)警。
協(xié)議級(jí)診斷：TCP 連接中斷時(shí)，自動(dòng)嘗試重連；Modbus 通信超時(shí)則記錄錯(cuò)誤代碼（如 0x05 表示無響應(yīng)）。

五、典型應(yīng)用場(chǎng)景解析

1. PLC 與 SCADA 系統(tǒng)通信

數(shù)據(jù)交互：模塊通過 TCP 協(xié)議將 PLC 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如溫度、壓力）發(fā)送至 SCADA 服務(wù)器，同時(shí)接收遠(yuǎn)程控制指令。
協(xié)議轉(zhuǎn)換：將 Modbus TCP 數(shù)據(jù)映射為 OPC UA 或 MQTT 格式，適配云計(jì)算平臺(tái)。

2. 分布式控制系統(tǒng)（DCS）集成

跨網(wǎng)段通信：通過 IP 路由功能連接多個(gè) PLC 子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備統(tǒng)一監(jiān)控。
時(shí)間同步：支持 NTP 協(xié)議，確保各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集時(shí)間戳一致。

3. 預(yù)測(cè)性維護(hù)

狀態(tài)監(jiān)測(cè)：通過 UDP 協(xié)議實(shí)時(shí)發(fā)送設(shè)備振動(dòng)、電流數(shù)據(jù)至邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，結(jié)合 AI 算法預(yù)測(cè)故障。

六、配置與調(diào)試步驟

硬件安裝

將模塊插入 Series 90-70 機(jī)架插槽，連接以太網(wǎng)電纜至目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，確保終端電阻正確接入（如 10Base2 需在總線兩端接 50Ω 電阻）。

軟件配置

在 Cimplicity ME 中創(chuàng)建項(xiàng)目，添加 IC697CMM742-LL 模塊，設(shè)置 IP 地址（如 192.168.1.100/24）、網(wǎng)關(guān)（192.168.1.1）。
定義 Modbus 映射表：例如將 PLC 寄存器 R200 映射為 Modbus 地址 40200，允許上位機(jī)通過 TCP 502 端口讀寫。