S7-300PLC通过MPI转以太网模块实现与S7-1500PLC及触摸屏的协同通信案例

一、案例背景

某知名食品饮料企业为提升生产线智能化水平，引入数台西门子新一代S7-1500PLC及西门子精智系列触摸屏，旨在构建中央监控与柔性生产体系。然而，产线上稳定运行多年的十余台西门子S7-300PLC（仅配备传统MPI接口）却成为数据融合的障碍。这些“老将”无法直接接入基于以太网的现代工业网络，实时数据无法上传至新系统，触摸屏也无法直接监控其状态，形成信息孤岛。全面更换S7-300PLC不仅成本高昂，且停产风险巨大。

二、行业痛点

通讯协议与接口的代沟：早期PLC（如S7-300/400）普遍依赖MPI、Profibus等现场总线，而新一代设备（S7-1500、高端HMI、SCADA、MES）均以工业以太网（Profinet、S7通讯、ModbusTCP）为主流，协议与物理接口不兼容。

数据孤岛与整合瓶颈：老旧设备数据无法接入上层网络，制约了生产可视化、数据分析（OEE、能耗）及远程运维的实现，阻碍工厂数字化升级。

实时性瓶颈：MPI等总线速率远低于千兆工业以太网，难以满足现代控制对海量数据交换和快速响应的需求。

改造成本与风险：更换整套PLC系统成本极高，且涉及程序迁移、硬件安装、系统调试与停产，风险与周期难以承受。

维护复杂性：维护人员需同时掌握多种通讯技术和接口，增加培训负担与出错概率。

三、解决方案

针对上述痛点，项目采用捷米特ETH-S7300-JM02Plus以太网模块作为核心通讯转换设备。这款串口转以太网利器，作为工业级串口转以太网解决方案，该模块内置专用MPI协议解析芯片，可完美识别S7-300的MPI帧结构，支持PG/OP通讯、S7基本通讯等多种交互方式，可以接PLC1200/1500,还可以接触屏，9针口以及485主从站设备解决了普通以太网转换器无法穿透西门子专有协议以及其他设备的技术瓶颈，实现数据的双向透明传输，完美解决了新旧系统融合难题。

方案实施

硬件连接（物理层打通）：

将捷米特ETH-S7300-JM02Plus模块通过专用MPI编程电缆（通常为6ES7901-3DB30-0XA0）可靠连接到S7-300PLC的MPI接口。

使用标准以太网线（Cat5e或以上），将模块的以太网端口（通常为1个或2个RJ45）接入工厂的工业以太网交换机。

西门子S7-1500PLC和西门子触摸屏（如KTP700精智屏）同样接入该交换机。至此，所有设备物理上处于同一以太网局域网。

模块配置（关键一步）：

通过捷米特提供的专用配置工具，设置ETH-S7300-JM02Plus模块的IP地址、子网掩码、网关，确保其与S7-1500PLC及触摸屏处于同一网段（例如PLC/IP:192.168.0.10，模块/IP:192.168.0.20，触摸屏/IP:192.168.0.30）。

选择模块工作模式为S7通讯服务器(Server)，使其能响应来自S7-1500和触摸屏的以太网访问请求。模块通常还支持ModbusTCP从站模式，提供额外灵活性。

S7-1500PLC通讯配置（数据交互）：

在西门子TIAPortal软件中，对S7-1500PLC进行组态。

使用“PUT”/“GET”指令块：在S7-1500的程序中，添加这些指令块。

关键参数设置：

REQ：触发信号（如上升沿触发一次读写）。

ID：连接标识符（需唯一）。

ADDR_1：指向S7-1500本地发送/接收数据区的指针（如P#DB1.DBX0.0BYTE10）。

ADDR_2：指向远程S7-300PLC数据区的指针！格式为P#.<数据类型><起始字节>.<起始位><长度><单位>。例如，读取S7-300的DB10中从DBB0开始的20个字节：P#DB10.DBX0.0BYTE20。模块在此扮演透明桥梁，S7-1500如同直接访问S7-300的数据。

SD_1/RD_1：本地数据区地址（与ADDR_1对应）。

IP_ADDR：填写ETH-S7300-JM02Plus模块的IP地址（192.168.0.20）。

PORT：通常使用西门子S7通讯的标准端口102。

CPU_DP：填写S7-300PLC的MPI地址（通过Step7项目确定，默认为2）。

编译下载程序到S7-1500PLC。配置成功后，S7-1500即可通过以太网，经捷米特模块，稳定读写S7-300PLC的DB、M、I、Q等数据区。

西门子触摸屏配置（人机交互）：

在触摸屏组态软件（如WinCC(TIAPortal)）中，添加新的连接。

选择驱动程序：SiemensS7-300/S7-400(Ethernet)或类似选项（非MPI！）。

关键参数设置：IP地址：填写ETH-S7300-JM02Plus模块的IP地址（192.168.0.20）。

机架号(Rack)/插槽号(Slot)：填写S7-300PLC的实际值（通常为0和2，需在Step7项目中确认）。

MPI地址：填写S7-300PLC的MPI地址（与S7-1500配置中的CPU_DP一致）。

在变量连接中，绑定需要监控或操作的S7-300PLC的地址（如DB10.DBW0,M10.0）。配置完成后下载到触摸屏。触摸屏即可通过以太网，经捷米特模块，实时显示S7-300的数据状态并可进行控制操作。

捷米特ETH-S7300-JM02Plus核心功能价值

MPI转以太网：将S7-300/400的MPI接口无缝升级至工业以太网，消除协议鸿沟。

双协议支持：同时支持西门子S7通讯协议(ISO-on-TCP)和ModbusTCP协议，兼容性极强，轻松对接PLC、HMI、SCADA、上位机及支持Modbus的第三方设备。

双RJ45网口：支持级联或接入不同网段，提升网络设计灵活性。

即插即用&零编程：无需修改S7-300PLC原有程序，配置简单快捷，大幅降低实施难度和时间成本。

高可靠性：工业级设计，宽温宽压，抗干扰能力强，保障生产线连续稳定运行。

透明桥接：对上层设备（S7-1500、HMI）完全透明，访问S7-300数据如同访问本地设备，配置逻辑清晰。

成本效益显著：相比整套PLC更换，成本仅为极小部分，投资回报率高。

四、应用行业推荐

捷米特ETH-S7300-JM02Plus等以太网转换器/桥接器在以下主流且前景广阔的行业需求尤为迫切

新能源电池制造：锂电池生产设备迭代快，新老设备（涂布、卷绕、注液、化成分容）共存普遍。模块能快速整合S7-300/400设备数据到MES系统，实现工艺参数监控、追溯、提升良率与产能，满足行业爆发式增长需求。

食品饮料与包装：灌装、包装、码垛线常包含大量老旧PLC。模块助力实现柔性生产调度、OEE实时分析、能源精细化管理、远程诊断，提升效率与合规性（如FDA/GMP追溯），行业自动化升级需求旺盛。

水处理与环保：泵站、污水处理厂设备生命周期长，S7-300/400广泛分布。模块实现远程监控泵阀状态、水质参数、能耗，降低运维成本，提升响应速度，契合智慧水务与环保监管智能化趋势。

制药与生物工程：GMP要求严格的数据完整性与过程追溯。模块可将老设备数据接入Batch系统或SCADA，完善电子批记录，满足合规审计，行业对数据可靠性要求极高。

智能仓储物流(AS/RS)：堆垛机、输送线控制系统升级中，模块可连接老PLC到WCS/WMS系统，优化调度，提升吞吐量，支撑电商物流快速发展。

五、结语

捷米特ETH-S7300-JM02Plus以太网桥接器成功解决了食品饮料企业新旧PLC及人机界面融合的难题，将“信息孤岛”的S7-300PLC无缝接入基于工业以太网的现代化生产网络。该方案充分发挥了串口转以太网技术的优势，免编程、实施快、成本低、可靠性高，完美平衡了工厂智能化升级需求与保护现有资产投入的矛盾。在新能源、食品饮料、环保水务、制药、物流等高速发展且亟需智能化赋能的行业，此类以太网转换器是盘活存量设备、加速拥抱工业4.0不可或缺的“连接器”与“赋能者”，为企业降本增效、提升竞争力提供了坚实的技术支撑。

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审核编辑 黄宇