CN106060120A - Plc数据远程传输系统及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PLC数据远程传输系统及其处理方法，其特点是：包括有数据采集传输设备，数据采集传输设备上连接有设备参数配置器，数据采集传输设备的数据通讯端口上连接有远程数据中心，远程数据中心上连接有协议转换服务器。由此，数据传输采用压缩算法，相比于一般的数据透传极大地节省了流量。同时，数据使用者可以采用标准工业通讯协议或者Web数据API来获得设备数据，没有设备数量上的限制。并且，数据采集设备和数据使用者只需要能访问Internet即可，不要求固定IP或动态域名解析，组网方便快捷。整体结构简单，易于布局。

Description

PLC数据远程传输系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种传输系统及其处理方法，尤其涉及一种PLC数据远程传输系统及其处理方法。
背景技术
随着工业自动化技术的发展，PLC在工业制造、水处理、石油开采、制冷装备等各个领域得到了广泛的应用。各种装备的自动化、现代化程度越来越高，无人值守、自动运行成为了普遍的特点。这就产生了装备数据的远程采集传输的需求。
常规的远程数据传输一般采用数据透传的DTU或RTU实现，数据传输量大。尤其在使用蜂窝网络3G/4G传输时，流量费用成为了系统长期运行的主要成本因素。
同时，在采用常规远程数据传输方案时，需要在数据监控中心映射虚拟串口或虚拟网卡，受制于系统平台的因素，虚拟串口或虚拟网卡的数量不能超过255，导致能够监控的远程设备数量有限。
并且，在采用常规远程数据传输方案时，DTU或RTU直接与数据监控中心通讯，这就要求数据监控中心需要具备固定IP地址或采取动态域名解析的方式，组网步骤繁琐，增加了系统运维的成本。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种PLC数据远程传输系统，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种PLC数据远程传输系统及其处理方法。
本发明的PLC数据远程传输系统，其中：包括有数据采集传输设备，所述数据采集传输设备上连接有设备参数配置器，所述数据采集传输设备的数据通讯端口上连接有远程数据中心，所述远程数据中心上连接有协议转换服务器。
PLC数据远程传输处理方法，其中：通过数据采集传输设备、设备参数配置器，进行传输处理，与远程数据中心进行通讯，在此期间，通过协议转换服务器进行。
进一步地，上述的PLC数据远程传输处理方法，其中，所述数据采集传输设备的处理步骤为，
步骤a1，上电时，向远程数据中心注册在线状态；
步骤a2，对远程数据中心的通讯请求进行响应，从PLC采集数据并上传到远程数据中心；
步骤a3,与设备参数配置器通讯，完成自身参数初始化。
更进一步地，上述的PLC数据远程传输处理方法，其中，所述步骤a2中，以PLC自有协议从PLC采集数据，并将数据以LZ4压缩算法上传到远程数据中心。
更进一步地，上述的PLC数据远程传输处理方法，其中，所述设备参数配置器在所述数据采集传输设备接入系统前，对数据采集传输设备进行初始化参数配置，包括如下步骤，
步骤b1，初始化向上连接的远程数据中心的IP地址；
步骤b2，初始化向下连接的PLC的通讯协议；
步骤b3，初始化PLC中数据点的具体寄存器地址；
步骤b4，初始化PLC中数据点在远程传输期间的标识名称。
更进一步地，上述的PLC数据远程传输处理方法，其中，所述远程数据中心处理步骤如下，
步骤c1,在数据采集传输设备上电启动时，建立TCP连接并存储数据采集传输设备的唯一标识符；
步骤c2,接收数据采集传输设备上传过来的数据；
步骤c3,向协议转换服务器公开HTTP访问形式的Web数据接口，并处理相应的HTTP请求。
更进一步地，上述的PLC数据远程传输处理方法，其中，所述步骤c2中，若数据采用压缩算法，则进行解压处理。
更进一步地，上述的PLC数据远程传输处理方法，其中，所述步骤c3中，远程数据中心查询数据采集传输设备的在线状态，同时查询数据采集传输设备已配置的数据点名称列表，根据数据点名称读取该数据点的实时数值，且根据数据点名称写入新的数值。
更进一步地，上述的PLC数据远程传输处理方法，其中，所述协议转换服务器，将远程数据中心公开的Web数据访问API，转换为对应的工业标准通讯协议。
再进一步地，上述的PLC数据远程传输处理方法，其中，所述远程数据中心设置有固定IP地址。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、数据传输采用压缩算法，相比于一般的数据透传极大地节省了流量。经过测试，在通常情况下本方案的数据流量只有数据透传的1/3。
2、数据使用者可以采用标准工业通讯协议或者Web数据API来获得设备数据，相比于传统的虚拟串口或虚拟网卡的方案，没有设备数量上的限制。
3、数据采集设备和数据使用者只需要能访问Internet即可，不要求固定IP或动态域名解析，组网方便快捷。
4、整体结构简单，易于布局。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是PLC数据远程传输系统的结构示意图。
图中各附图标记的含义如下。
1 协议转换服务器 2 远程数据中心
3 数据采集传输设备 4 设备参数配置器
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1的PLC数据远程传输系统，其与众不同之处在于：包括有数据采集传输设备3，在数据采集传输设备3上连接有设备参数配置器4。同时，在数据采集传输设备3的数据通讯端口上连接有远程数据中心2，远程数据中心2上连接有协议转换服务器1。
结合本发明一较佳的实施方式来看，为了有效实现PLC设备中的数据提取与通讯，提供一种PLC数据远程传输处理方法，特点是：通过数据采集传输设备、设备参数配置器，进行传输处理，与远程数据中心进行通讯，在此期间，通过协议转换服务器进行。
具体来说，本发明采用的数据采集传输设备3的处理步骤为，在上电时，向远程数据中心注册在线状态。之后，对远程数据中心2的通讯请求进行响应，从PLC采集数据并上传到远程数据中心2。为了便于数据传输，可将数据以LZ4压缩算法上传到远程数据中心2。最后，与设备参数配置器4通讯，完成自身参数初始化。在此期间，数据采集传输设备3采用被动响应远程数据中心2而不是主动上报的工作方式，减少网络数据流量。
进一步来看，设备参数配置器4在数据采集传输设备3接入系统前，对数据采集传输设备3进行初始化参数配置，其包括如下步骤。首先，初始化向上连接的远程数据中心2的IP地址。之后，初始化向下连接的PLC的通讯协议。接着，初始化PLC中数据点的具体寄存器地址。同时，需要初始化PLC中数据点在远程传输期间的标识名称。
同时，远程数据中心2处理过程为，在数据采集传输设备3上电启动时，建立TCP连接并存储数据采集传输设备3的唯一标识符。之后，接收数据采集传输设备3上传过来的数据。最后，向协议转换服务器1和数据使用者公开HTTP访问形式的Web数据接口，并处理相应的HTTP请求。在此期间，若数据采用压缩算法，则进行解压处理。为了满足数据的更新，远程数据中心2查询数据采集传输设备3的在线状态，同时查询数据采集传输设备3已配置的数据点名称列表，根据数据点名称读取该数据点的实时数值，且根据数据点名称写入新的数值。
再进一步来看，为了满足顺畅的网络尤其是Web数据访问,本发明涉及的协议转换服务器1，将远程数据中心2公开的Web数据访问API，转换为数据使用者支持的对应的工业标准通讯协议。在实际实施的时候，可包括OPC DA、Modbus TCP，使数据使用者可以方便地接入本发明的PLC数据高效远程传输系统。
当然，考虑到网络数据传输的便利，远程数据中心2设置有固定IP地址。
本发明的工作原理如下：
通过协议转换服务器1，启动建立与远程数据中心2的TCP连接，等待数据使用者的操作请求。与此同时，向远程数据中心2转发来自数据使用者的操作请求，向数据使用者转发来自远程数据中心2的操作应答。
之后，远程数据中心2接受协议转换服务器1和另一个数据使用者的TCP连接请求，接受数据采集设备的TCP连接请求。同时，接受并用LZ4算法压缩来自协议转换服务器1和另一个数据使用者的数据操作请求再向数据采集设备转发。与此同时，接受并用LZ4算法解压缩来自数据采集设备的操作应答再向协议转换服务器1和另一个数据使用者转发。
接着，数据采集传输设备3进入上电初始化流程。在此期间，连接远程数据中心2建立TCP连接，向远程数据中心2报告自身唯一标识符。之后，定时30秒，向远处数据中心发送心跳包(维持在线状态)。
之后，数据采集传输设备3进行数据传输。其接受来自远程数据中心2的通讯数据，使用LZ4算法解压缩数据得到数据操作请求内容，连接下位PLC采集数据，将PLC数据用LZ4算法压缩打包，向远程数据中心22上传压缩打包数据即可。
再结合本发明实施期间的网组方案来看，
数据使用者只需要能联网访问到远程数据中心2即可，不需要固定IP地址。与此同时，另一个数据使用者只需要能联网访问到远程数据中心22即可，不需要固定IP地址。对于，远程数据中心2来说，其需要配置有固定IP地址。
同时，数据采集传输设备3内部使用以太网、RS485接口或者RS232接口连接PLC，对外只需要能联网访问到远程数据中心22即可，不需要固定IP地址。
并且，当存在大量的数据使用者和数据采集传输设备3的情况下，整个系统只需要配置远程数据中心2一个固定IP地址，即可实现整个系统的互联互通，组网极其便捷。
通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，拥有如下优点：
1、数据传输采用压缩算法，相比于一般的数据透传极大地节省了流量。经过测试，在通常情况下本方案的数据流量只有数据透传的1/3。
2、数据使用者可以采用标准工业通讯协议或者Web数据API来获得设备数据，相比于传统的虚拟串口或虚拟网卡的方案，没有设备数量上的限制。
3、数据采集设备和数据使用者只需要能访问Internet即可，不要求固定IP或动态域名解析，组网方便快捷。
4、整体结构简单，易于布局。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.PLC数据远程传输系统，其特征在于：包括有数据采集传输设备，所述数据采集传输设备上连接有设备参数配置器，所述数据采集传输设备的数据通讯端口上连接有远程数据中心，所述远程数据中心上连接有协议转换服务器。
2.PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：通过数据采集传输设备、设备参数配置器，进行传输处理，与远程数据中心进行通讯，在此期间，通过协议转换服务器进行。
3.根据权利要求2所述的PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：
所述数据采集传输设备的处理步骤为，
步骤a1，上电时，向远程数据中心注册在线状态；
步骤a2，对远程数据中心的通讯请求进行响应，从PLC采集数据并上传到远程数据中心；
步骤a3,与设备参数配置器通讯，完成自身参数初始化。
4.根据权利要求3所述的PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：所述步骤a2中，以PLC自有协议从PLC采集数据，并将数据以LZ4压缩算法上传到远程数据中心。
5.根据权利要求2所述的PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：所述设备参数配置器在所述数据采集传输设备接入系统前，对数据采集传输设备进行初始化参数配置，包括如下步骤，
步骤b1，初始化向上连接的远程数据中心的IP地址；
步骤b2，初始化向下连接的PLC的通讯协议；
步骤b3，初始化PLC中数据点的具体寄存器地址；
步骤b4，初始化PLC中数据点在远程传输期间的标识名称。
6.根据权利要求2所述的PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：所述远程数据中心处理步骤如下，
步骤c1,在数据采集传输设备上电启动时，建立TCP连接并存储数据采集传输设备的唯一标识符；
步骤c2,接收数据采集传输设备上传过来的数据；
步骤c3,向协议转换服务器公开HTTP访问形式的Web数据接口，并处理相应的HTTP请求。
7.根据权利要求6所述的PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：所述步骤c2中，若数据采用压缩算法，则进行解压处理。
8.根据权利要求6所述的PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：所述步骤c3中，远程数据中心查询数据采集传输设备的在线状态，同时查询数据采集传输设备已配置的数据点名称列表，根据数据点名称读取该数据点的实时数值，且根据数据点名称写入新的数值。
9.根据权利要求2所述的PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：所述协议转换服务器，将远程数据中心公开的Web数据访问API，转换为对应的工业标准通讯协议。
10.根据权利要求2所述的PLC数据远程传输处理方法，其特征在于：所述远程数据中心设置有固定IP地址。
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