基于3G網(wǎng)絡(luò)和PLC遠(yuǎn)程工控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法

【摘要】本文主要是從現(xiàn)代自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的要求出發(fā)，提出利用3G網(wǎng)絡(luò)以及PLC遠(yuǎn)程工控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的設(shè)計(jì)方案。文中分別從整個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、3G網(wǎng)絡(luò)終端以及PLC控制系統(tǒng)之間的通信、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三個(gè)方面闡述了控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。利用3G網(wǎng)絡(luò)和PLC搭建遠(yuǎn)程工控系統(tǒng)遠(yuǎn)程易于實(shí)現(xiàn)，成本也不高，控制能力強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】3G網(wǎng)絡(luò) PLC可編程控制器 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng) 通信

3G網(wǎng)絡(luò)和PLC遠(yuǎn)程工控系統(tǒng)的原理是：通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)終端接受器接受控制中心發(fā)出的3G信號(hào)形式的命令，再轉(zhuǎn)化為PLC控制指令從而實(shí)現(xiàn)利用3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行操作。

一、綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主要可以分為兩個(gè)部分分別是綜合控制中心和PCL現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。

綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)：（1）在對(duì)整個(gè)綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用藍(lán)斯3G終端作為系統(tǒng)的3G終端設(shè)備，藍(lán)斯3G終端具有使用簡(jiǎn)便穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。（2）綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)預(yù)期操作：當(dāng)需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的時(shí)候，綜合控制中心會(huì)做出決策，然后決策信息會(huì)打包成能夠與PLC通信的命令方式，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)的藍(lán)斯3G終端，打包的數(shù)據(jù)命令會(huì)被3G終端解析出PLC的控制動(dòng)作指令，最后通過(guò)485總線對(duì)PLC相關(guān)寄存器進(jìn)行改寫，通過(guò)PLC掃描執(zhí)行對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的相應(yīng)的操作。

二、3G和PLC的通信設(shè)計(jì)

3G網(wǎng)絡(luò)與嵌入式PLC進(jìn)行通信，則必需要考慮他們之間的通信格式的問(wèn)題。要使嵌入式的PLC對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，就必須滿足通信信號(hào)為PLC指令格式這個(gè)條件。藍(lán)斯3G終端在指令格式方面可以由用戶自定義設(shè)置，為實(shí)現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)與嵌入式PLC通信提供了方便的解決辦法。

2.1 嵌入式PLC的通信格式

要實(shí)現(xiàn)3G終端與嵌入式的PLC進(jìn)行通信，在設(shè)計(jì)上是通過(guò)485總線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

在3G終端的寫入數(shù)據(jù)階段，會(huì)對(duì)PLC的寄存器進(jìn)行改寫操作，改變其數(shù)據(jù)從而改變其工作行為。在讀取數(shù)據(jù)的階段，讀出的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)3G終端發(fā)送回控制中心，這時(shí)3G終端會(huì)作為主站，讀取PLC的相關(guān)數(shù)據(jù)，反饋給控制中心。

2.2 3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀格式

3G網(wǎng)絡(luò)要對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行通信以控制，必須要定義傳輸數(shù)據(jù)幀的格式作為前提。定義數(shù)據(jù)幀需要根據(jù)通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行制定，要3G網(wǎng)絡(luò)與墻入室PLC進(jìn)行交互，只要PLC接受格式就可以事項(xiàng)。

2.3 3G終端控制軟件實(shí)現(xiàn)

藍(lán)斯3G終端設(shè)備是一款方便易用支持3G通信的終端設(shè)備。其使用方法首先借助3G入網(wǎng)的SD卡進(jìn)行撥號(hào)入網(wǎng)。在SD卡需要設(shè)置服務(wù)器的IP地址、端口號(hào)、串口號(hào)等等的參數(shù)，將參數(shù)設(shè)置完成后，就可以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備之間的通信。

三、PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)當(dāng)中的PLC設(shè)備我們采用的是科威嵌入式的PLC，其控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)可以利用梯形圖以及之類的方式。

3.1 PLC通信設(shè)計(jì)

嵌入式PLC接受485通信接口的程序軟件。從圖中可見PLC通信操作的設(shè)計(jì)，首先通過(guò)觸點(diǎn)8002設(shè)置485接口，從而根據(jù)接收到的命令對(duì)寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)行改寫，實(shí)現(xiàn)控制指令的改變。

3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要在整體設(shè)計(jì)之前列出一個(gè)系統(tǒng)控制任務(wù)的大概流程，然后根據(jù)流程進(jìn)行梯形圖以及LD指令的編寫，最后編寫的指令要經(jīng)過(guò)編譯后下載到PLC中，以達(dá)到控制的要求。

四、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)設(shè)計(jì)的方案搭建自動(dòng)化遠(yuǎn)程工控系統(tǒng)，運(yùn)行良好，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操作上有效實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化遠(yuǎn)程全局控制。利用3G網(wǎng)絡(luò)以及PLC技術(shù)操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性情，這種遠(yuǎn)程工控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，可以適用于大型現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，有利于提高作業(yè)的效率。