基于PLC300的远程监控系统研究

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  [摘 要]工业生产领域中,计算机技术的应用通过不断改进和完善,在自动化领域的发展中不断进行着技术的创新和颠覆。PLC技术在远程监控中的应用,使得技术人员不再需要进入现场就能得到现场情况的监控信息,这是未来工业企业自动化生产的发展趋势。本文对于工业自动化运行中基于PLC300的远程监控系统展开论述,重点涉及网络通信的自动化实现的手段。
  [关键词]PLC300;远程监控;现场设备
  中图分类号:U345.21 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)20-0293-01
  进行厂站的RTU实时的数据的测量,如今采用远程监控的方式,在数据通信技术的调度和运用方面进行了实时的数据接收,通过对数据的整理分析,对厂站的远程监控和操作,不仅涉猎到众多的领域,包括计算机、电子技术等,还有自动化通信领域等。随着国民经济的飛速发展,人力成本逐年提高,工厂的生产经营的成本压力不断增长[1]。运营的压力促使企业不得不提高工厂的管理水平,不断整合电力系统,不断整合工业场合,运用远程监控等自动化水平较高的技术,降低人力运营成本,增强企业的运营能力。PLC通信能力不断增强的情况下,监控的配置更加灵活和方便,设计上,通过PLC300的远程监控,实现了通信的自动化监控配置。
  1、系统的构成
  采用中心服务器等组成,将系统进行与现场设备的连接。配合服务器,客户端、现场端进行电子装置的远程监测,能够在无人状态下实现现场状态的查询。现场的管理和控制,可以通过系统的通信枢纽不断地对用户服务器和数据库的服务器进行通信,最终实现了数据服务器对设备的各项数据的处理和查询,如历史数据、设置数据以及报警数据等,然后将查询结果返还给客户。现场的数据,通过服务器处理后,在现场端采用用户指令的方式加以执行,管理现场设备,然后通过现场端的实现,将数据加以采集和控制,最终得到了故障的诊断,客户通过代理服务器,将客户端下载到互联网终端,最终形成了服务器站点的访问[2]。
  服务器将客户端发来的请求,通过PLC300将信息加以处理,以认可的方式传递给客户,在PLC工作状态下,进行客户的远程监控,利用PLC控制现场的设备,通过服务器传送到客户命令中,通过PLC与INTERNET网络进行串口服务器的连接,实现信息的传递,并利用服务器将命令加以传送。
  远程监控系统操作用系统与串口服务器均采用WINDOWS的操作系统,串口服务器根据情况设定,采用网络通信协议的方式,设计上非常紧凑,扩展性非常强,指令和体系非常强大,而且价格较为适中[3]。
  2、网络结构
  PLC机自带的串口,型号分别为RS-352,S7-300,通过上述端口,系统的服务器与网络连接,串口通信协议转化为TCP/IP协议,串口服务器与服务器的通信接口连接后,实现了最终的通信协议。
  与串口和设备连接的,是通过TCP/IP下的网络支持功能实现的。网络上的串口信息能够在设备共享的状态下实现支持功能,服务器的前端的COM口连接到多个元件中,服务器的后端通过TCP/IP协议,与互联网相连,使得通信效率达到了10-100M。
  当服务器的串口网址与前端的通信端口完成映射,则PLC与串口服务器的连接,最终自带为串口服务器的远程监控系统,这种远程监控系统与中心服务器是相连的,包含了互联网和PLC子网,组成部分包括了中心服务器和数据库服务器以及打印机,采用多个PLC串口服务器和PLC子网的组成,连接纽带就是PLC串口服务器。
  3、通信进程
  采用串口服务器的方式,将互联网和中心服务器进行连接,PLC数据库服务器连接了互联网,采集服务器上的数据,控制通信协议,在运行过程中,利用中心服务器和PLC之间的数据流通方式,采集中心服务器的数据设置,使得网络TCP/IP、网卡以及通信串口的服务器的制定串口、PLC串口模块等得到了协调和利用,通过IP帧和PLC控制帧,数据是想爱你了流通,通过串口服务器的发送和接收,将PLC的控制帧和应答帧加以实现,各个串口的服务器的数据采集和设置功能,在服务器中得到了详细的分析和处理[4]。
  远程控制系统中的TCP/IP通信协议的控制进程包括:
  首先,将串口服务器加以PLC控制帧,的截获通信程序,判断串口的ID号,分析配置表中的通信串口ID与IP地址的对应情况,按照TCP/IP通信协议,将协议中的TCP/IP通信协议加以接入,得到了网卡向服务器的指令的发出,如果信号不存在就对其放行。
  采用解包的方式,将PLC发出的应答帧加以解除,得到了系统中的通信控制程序的截获结果,解开应答帧,按照IP地址以及端口的号进行翻译,翻译为串口号的ID为,将相应的数值发送到中心服务器中。
  对于串口服务器的进程的配对,要采用通信控制程序进程需要,对于串口发出的PLC应答帧进行打包,按照接字的方法,将SOKET套进行接字,然后将网卡等进行转变,解包SOCKET套接字的串口号,采用通信控制程序,将串口服务器的守候进程加以控制,中心服务器最终将网络通信进行屏蔽,采用PLC进行直接的通信。
  4、通信方式
  在同一时刻,PLC接收及发送命令可能会同时被执行,,中心服务器与PLC之间的查询方式以及通信方式主要有:查询式、可屏蔽硬件的中断方式、实时的时钟中断式读标方式。例如可屏蔽硬件的中断方式,PLC机将中断请求的信主动发出后,串行系统下信号只能从一方向另一方流动,不能双向流动,操作虽然简单,但是实时性差,中心服务器对下位机信息的被动地接收及处理,容易引起系统的崩溃,可能出现致命性的错误,通信方式编程复杂,主中心服务器标准为半双工式,实际意义上的实时通信方式不容易实现。
  5、通信协议
  在自定义通信协议下对中断及指令进行传送和接受,PLC专用通信口协议设定字符的校验、数据长度、停止位等通信参,按照S7-300CPU的控制操作模式,远程监控系统在专用的自由口进行协议设定,自由通信口控制系统程序,实现通信口的自由程序接送。
  6、故障处理
  在客户端故障条件下,远程监控系统中的故障由数字量及模拟量及时向中心服务器反馈,在预设的故障算法下,为确保诊断的精准性及及时性,采取两级诊断的方式,对现场端数据实时报警,PLC子系统的任务就是将故障数据向中心服务器上传,以供客户端查看、处理。在线诊断利用客户端所采集的设备开关量,在执行服务器的控制指令的基础上,对故障原因进行诊断并及时报警,现场设备开关量等实现了异地用户查看、下载,帮助远程监控系统对于现场电气设备的控制和调节,并且对故障进行数字量及模拟量的诊断。
  结语
  经过对中心服务器的程序的设计,事件侦听器可以设置为两个,用户接入程序能够侦听用户的请求分配,得到对应的服务线程,现场设备的接入城府负责对用户进行请求的分配,采用数据主动发送的方式将服务线程进行现场处理,最终开发出的系统方案简单,且开发周期较短,适应性较强,能够保证生产稳定安全运行。
  参考文献
  [1] 艾红,孙顺顺.楼宇环境远程监控系统研究[J].自动化仪表,2015,(8):53-56.
  [2] 李红斌,冯殿义,仪登利等.基于Web Navigator润滑脂生产过程远程监控系统研究与实现[J].测控技术,2015,34(8):93-95.
  [3] 王泰华,姚学召,王坤非等.基于TD-LTE的燃气锅炉远程监控系统研究与设计[J].电子测量技术,2017,40(2):25-28.
  [4] 侯启真,史秉鑫,李琪等.机场安检门远程监控系统研究[J].计算机测量与控制,2014,22(12):3976-3979.
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