手机远程访问PLC [PLC借助于以太网的远程访问诊断]

　　摘要:以太网已经渐渐成为工业应用的潮流,本文就从一个涂装车间的具体事例出发,详细介绍了S7-400 PLC如何通过以太网实现无线存取PLC程序和实现远程的诊断功能。 　　关键词:以太网 虚拟专用网络 远程诊断 路由器 通信模块
　　中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
　　
　　1 引言
　　当我们调试机床需要上载或下载程序,或当我们维修机床需要在线诊断时,传统的做法是:我们带一个笔记本电脑到现场,通过一根通信电缆连接到PLC的CPU上。由于有形的通信电缆的存在,距离的限制是显而易见的。然而,当这台设备的体积非常庞大,大到整个车间是设备的一个有机整体,如此的调试方法切合实际的吗?或者把我们的设备出口到了国外,传统的这种诊断方式还适用吗?如果电脑能够通过无线上网的方式来访问PLC,如果我们能够通过国际互联网来修改程序和进行监控,无疑问题就会迎刃而解了。我们滨州活塞机床公司为盟威戴卡合资公司的涂装车间就提供了具备PLC远程访问诊断功能的这样一个非常生动的例子。
　　
　　2 涂装车间简介
　　山东滨州渤海活塞股份有限公司是一家上市公司,其中数控机床公司负责整个公司的机床研发制造和调试,此次是为盟威戴卡合资公司做的远程诊断方案,戴卡轮毂是亚洲最大、并在世界中高端轮毂三分天下有其一。戴卡采用先进技术、工艺生产的铝合金轮毂,60%的产品为德国奔驰、法国标致、美国通用、日本本田等国外知名汽车厂配套,40%为上海大众、一汽大众、沈阳宝马、天津丰田等国内大中型汽车厂配套。 2005年末,戴卡获得美国福特汽车公司在亚洲地区惟一一家通过福特Q1认证的轮毂供应商,成为戴卡的全球战略合作伙伴,是亚洲惟一获此殊荣的轮毂企业。表面喷涂是轻质铝合金轮毂生产过程中非常重要的一道工艺。我们的涂装生产线是由德国的EISENMANN公司制造的,它不仅采用当前国际上领先的喷涂技术,而且还非常重视环保问题,这一切离不开功能强大的控制系统来保证:主控制系统采用SIEMENS公司的S7-400PLC,GEMA公司的喷粉和WAGNER公司的喷漆系统采用S7-300,主系统通过Profibus总线连接ET200S和ET200M系列分布式I/O站、Profibus接口的SEW驱动器和ABB公司的机器人,整个车间就构成一条完整的涂装生产线。
　　由于控制节点众多且极为分散,把调试每个节点的工作都放到S7-400 PLC所在的主控制柜旁是根本不现实的,为了能在车间的任何角落都能存取PLC程序, 随时随地都可以对设备进行诊断,系统建立了无线通讯方式的VPN。具备无线上网能力的笔记本电脑,可通过以太网接入来找到连接的PLC。而远在德国的EISENMANN公司, 通过INTERNET可访问到接入了以太网的PLC,进而可以进行远程的诊断,排除发生的部分故障。
　　
　　3 远程诊断系统的构成
　　PLC能够被远程访问和诊断,它必须具备接入互联网的能力,这需要通信处理模块提供以太网接口。仅有这些还不够,因为在互联网上想要访问到某一个设备就需要知道该设备的IP地址,而该设备想要被访问也需要有一个IP地址,即在整个互联网上,要想访问到某一个PLC站,就需要该站有一个在互联网上能够被访问到的IP地址。互联网上的IP地址一般有两种,即固定(静态)IP地址和动态IP地址。使用固定(静态)IP地址是相当昂贵的,因为IP地址的资源是有限的,如果1台PLC给定1个IP地址也是非常不经济的,因此,使用动态IP地址的互联网接入方式就显得较为实际。这经常涉及到另外一个概念:VPN。VPN是 Virtual Private Network的缩写,它是虚拟专用网络的意思。虚拟专用网络是专用网络的扩展,它包括的链接跨 Internet 这样的共享或公用网络。使用 VPN,您可以用模拟点对点专用链接的方式通过共享或公用网络在两台计算机之间传送数据。即将一些相互连接的设备组成一个虚拟的专用网络来管理,这就像在国际互联网上开辟一个专用隧道,经授权的用户可以畅通无阻。它运用加密和其它安全机制来保障传输数据的安全性。
　　因为远程诊断不需要远程用户始终与设备相连接,只是在某一设备出了问题才需要建立临时的连接,之后该连接可以中断,因此在路由器之间建立VPN连接是一种灵活和简便的接入方式。至于以太网的接入方式,目前国内比较流行的是ADSL和ISDN,而局域网的接入方式虽然是宽带接入,但因为局域网是动态分配IP地址,要在其上建立VPN连接需要IP服务上的配合,相对费用较高。
　　我们看图2ADSL以太网的接入方式都配置了哪些硬件:
　　PLC站(带以太网CP卡CP 443-1);ADSL的modem;宽带路由器;以太网SWITCH;一个工程师站;
　　当然远端的用户要想进行远程诊断,他同样需1个宽带路由器和1个ADSL的modem。他要与我们建立连接时,只需拨号到我们,验证通过后建立起VPN的通道,就象访问本地资源一样访问我们的设备了。
　　如果用户希望随时随地都可以对设备进行诊断,这样通过有线电话拨ADSL建立VPN的方式则会受到限制,此时可以考虑采用无线通讯的方式建立VPN。
　　我们可以通过一个无线网卡和路由器来建立VPN的通道:此时,将支持GPRS或CDMA的SIM卡分别插在网卡和Router中,通过该Router制造商提供的VPN客户端软件,可以将该移动PC同无线Router之间建立VPN的连接,从而实现在没有电话线,在可以移动的情况下对某固定设备进行远程诊断。
　　在S7-400系统的插槽中插入CP443-1通信模块,这样PLC可以接入ETHERNET,我们通过无线VPN的方式随时对故障节点进行分析诊断;当设备出了难以自己解决的问题,再通过网关和ADSL调制解调器与EISENMANN公司连接,实现远程故障诊断和修复。
　　
　　4 结语
　　近年来网络发展日新月异,不仅仅越来越多的家庭融入同一网络,工业控制也基于成本和工作效率的需求,越来越多借助网络载体实现更高跨越。以上,我们讨论了对一个PLC站进行远程访问的两种方式,当然PLC远程访问的方式其它的方式,比如通过TS-Adapter直接连接CPU来进行远程诊断就是其中一种,这是一种非以太网的接入方式。组建远程诊断网络方式灵活多样,且各有特点,可以说是“总有一款适合您”。借助于由它构建的网络,使处于世界各地的公司实现了零距离的沟通。
　　随着互联网络的发展,越来越多的用户(特别是OEM的用户)希望能够通过互联网络对所售出的产品进行诊断和维护,这样可以减少维护工程师到现场的时间和费用,不仅节约大量的人力和物力的成本,同时也能为客户提供更为快捷的服务,减少客户的损失,这样,PLC基于以太网的远程诊断和服务就是一种非常有效的手段。
　　滨州活塞机床公司近年来机床销售形势火爆,设备也从引进来到走出去,机床出口到伊朗、伊拉克和巴基斯坦等多个国家,近期还有设备出口到印度,基于为用户提供优质服务的理念,本文通过网络对远程PLC进行诊断的实例为公司提供新型服务提供了生动例证。
　　
　　参考文献
　　[1] SIEMENS.S7�CPs for Industrial Ethernet.
　　[2] SIEMENS.SIMATIC NETNCM for Industrial Ethernet Manual.
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