CN115373336A - 一种可编程控制器的远程维护装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种可编程控制器的远程维护装置及方法，远程维护装置的接口电路用于与可编程控制器通信连接，并根据对应协议从可编程控制器的存储器中读取组态数据；远程维护装置的无线通信模块用于与远程监控系统通信连接，用于将读取到的可编程控制器的组态数据传输至远程监控系统。通过设置接口电路，能够接收PLC(可编程控制器)组态数据，并通过无线通信模块能够将获取的PLC的数据传输至远程监控系统，实现对PLC的远程操作。通过上述的远程方式对可编程控制器的维护过程，避免了工程人员需到现场对设备维护的情况，进而节省了工程人员的出差时间和费用，有效提升了自控系统运维的工作效率和强保障能力。

Description

一种可编程控制器的远程维护装置及方法
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种可编程控制器的远程维护装置及方法。
背景技术
计算机技术与信息化技术的快速发展，促进了自动化控制技系统在各行各业应用水平大幅度提升。目前，在天然气长输管道的管理与远程控制过程中，计算机与信息化系统相结合的自动控制更是成为了其中的核心技术，再加上科学先进的管道控制系统的辅助应用有效地实现了在天然气长输管道输送过程中对各项参数的采集、分析，进而实现“四级贯通”(井场、作业区、采气厂、采气局)对天然气输送监控与系统化远程操作控制，进一步强化了系统化管理。
长输管道的安全对保障石油石化行业工作人员生命安全以及国家财产安全至关重要，建立一套能够覆盖管道全程，监测甚至预防管道泄露事故，保障管道安全生产的安全防范技防系统非常迫切而重要。
传统的对于自动化控制系统的监控维护，是基于人工现场的维护，需要人工现场获取可编程控制器的数据，以及在现场对可编程控制器进行程序更新的过程，因此会存在工程人员不能及时到场对需维护设备维护的问题，并且基于人工现场的维护过程，耗费人力和物力，导致维修成本高且效率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可编程控制器的远程维护装置及方法，用以解决现有技术基于人工现场对可编程控制器维护时，维护成本高且效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可编程控制器的远程维护方法，将远程维护装置与可编程控制器通信连接，还将所述远程维护装置与远程监控系统无线通信连接；所述远程维护装置从可编程控制器的存储器中根据对应协议获取组态数据，并将获取到的可编程控制器的组态数据通过无线传输方式，传输至远程监控系统，以供运维人员检查实现远程维护。
其有益效果为：当可编程控制器需要维护时，需获取可编程控制器的组态数据，此时远程维护装置通过从可编程控制器的存储器中根据对应协议获取组态数据，即远程维护装置根据与可编程控制器对应的协议，从读取软件上按照对应的约定指令完成组态数据的获取，并将获取的组态数据通过无线通信的方式传输至远程监控系统，供运维人员通过远程监控系统接收的信息进行分析处理，实现了可编程控制器的远程维护。通过上述的远程方式对可编程控制器的维护过程，避免了工程人员需到现场对设备维护的情况，进而节省了工程人员的出差时间和费用，有效提升了自控系统运维的工作效率和强保障能力。
进一步地，远程维护装置通过RJ45接口与可编程控制器的LAN接口有线连接。RJ45接口通过连接可编程控制器的LAN接口，即连接可编程控制器的局域网接口，能够远程管理局域网下连接的多个可编程控制器或触摸屏。
进一步地，远程维护装置通过GSM无线模块与远程监控系统无线通信连接。通过使用GSM无线模块，在GSM模块中插入4G卡并开通后，能够实现无线通信的功能，使用插入4G卡的GSM无线模块作为无线通信模块，能够将本发明的远程维护装置适用于覆盖4G网络的地区。
进一步地，当进行远程维护时，远程维护装置还获取远程维护装置的运行状态，并在远程维护装置的显示模块显示所述运行状态。通过显示模块能够显示远程维护装置的运行状态，例如显示模块包括状态指示灯，当运行正常时显示为绿灯亮，运行异常时，状态指示灯红灯亮，进而不仅能够在远端对可编程控制器进行监控，在近端也能够获取远程维护装置的运行状态。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种可编程控制器的远程维护装置，包括接口电路、无线通信模块、处理器以及电源模块；所述接口电路用于与可编程控制器通信连接，并根据对应协议从可编程控制器的存储器中读取组态数据；所述无线通信模块用于与远程监控系统通信连接，用于将读取到的可编程控制器的组态数据传输至远程监控系统；所述处理器控制连接所述接口电路以及无线通信模块；所述电源模块供电连接所述无线通信模块以及处理器。
其有益效果为：通过电源模块为无线通信模块以及处理器提供所需电压，使得无线通信模块与处理器能够正常工作，通过设置接口电路，能够接收PLC(可编程控制器)的数据，经处理器，并通过无线通信模块能够将获取的PLC的数据传输至远程监控系统，供远程监控系统监控PLC状态；并且远程监控系统能够与无线通信模块进行通信，即向无线通信模块传输数据，并经处理器将接收的数据经接口电路传输至PLC，实现对PLC的远程操作。通过设置本发明的远程维护装置，可通过MPI等协议实现对PLC系统的远程控制，能够远程实现对PLC系统的监控及维护，避免了工程人员需到现场对设备维护的情况，进而节省了工程人员的出差时间和费用，有效提升了自控系统运维的工作效率和强保障能力。
进一步地，还包括阻抗匹配滤波电路；所述阻抗匹配滤波电路设置在控制连接的处理器与无线通讯模块之间。信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同，或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同，分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态，简称为阻抗匹配。通过设置阻抗匹配滤波电路电路实现传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态，避免信号反射回来源点，进而能够实现信号的稳定传输。
进一步地，所述接口电路包括RJ45接口，所述RJ45接口用于连接可编程控制器的LAN接口。RJ45接口通过连接可编程控制器的LAN接口，即连接可编程控制器的局域网接口，能够管理局域网下连接的多个可编程控制器或触摸屏。
进一步地，还包括显示模块；所述电源模块供电连接显示模块；所述处理器控制连接显示模块；所述显示模块用于显示远程维护装置的运行状态。显示模块与电源模块以及处理器连接，通过处理器能够显示远程维护装置的运行状态，例如显示模块包括状态指示灯，当运行正常时显示为绿灯亮，运行异常时，状态指示灯红灯亮，进而通过设置远程维护装置不仅能够在远端对可编程控制器进行监控，在近端也能够获取远程维护装置的运行状态。
进一步地，所述无线通信模块为GSM无线模块。通过使用GSM无线模块，在GSM模块中插入4G卡并开通后，能够实现无线通信的功能，使用插入4G卡的GSM无线模块作为无线通信模块，能够将本发明的远程维护装置适用于覆盖4G网络的地区。
进一步地，所述无线通信模块为WIFI模块。通过使用WIFI模块作为无线通信模块，在连接无线网络后，能够实现远程维护装置与远程监控系统之间的通信。
附图说明
图1是本发明的远程维护装置的电路图；
图2是本发明的远程维护装置与其他系统的连接关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
可编程控制器的远程维护装置实施例：
如图1所示，本实施例的可编程控制器的远程维护装置，包括RJ45接口电路、GSM无线模块、电源以及主控CPU。其中，RJ45接口电路用于与PLC(可编程控制器)连接，GSM无线模块用于与远程监控系统通讯连接，主控CPU与RJ45接口电路以及GSM无线模块控制连接，电源供电连接GSM无线模块以及主控CPU，电源包括但不限于电池，还可以是电源接口，用于连接外部电源，进而实现供电功能，通过电源为GSM无线模块以及主控CPU提供所需电压，使得GSM无线模块与主控CPU能够正常工作。本实施例通过设置RJ45接口电路，能够接收PLC的组态数据，经主控CPU，并通过GSM模块能够将获取的PLC的组态数据传输至远程监控系统，供远程监控系统监控PLC状态；并且远程监控系统能够与GSM无线模块进行通信，即当需要对PLC进行控制时，向GSM无线模块传输控制指令，并经主控CPU将接收的控制指令经RJ45接口电路发送至PLC，进而实现对PLC的远程操作，即通过设置本发明的远程维护装置，能够远程实现对PLC系统的监控及维护。并且本实施例考虑到远程维护装置的适用范围，将GSM无线模块作为无线通信模块，本实施例中GSM无线模块是基于4G的无线通信(随着未来通讯技术发展，不局限于4G技术)，在GSM模块中插入4G卡并开通后，能够实现无线通信的功能，使用插入4G卡的GSM无线模块作为无线通信模块，能够将本发明的远程维护装置适用于覆盖4G网络的地区。作为其他实施方式也可以用WIFI模块作为无线通信模块。
如图1所示，本实施例的远程维护装置还包括存储模块、时钟电路以及显示模块，显示模块包括LCD显示以及状态指示灯，主控CPU控制连接状态指示灯与LCD显示屏，电源供电连接状态指示灯与LCD显示屏，用于在现场显示设备的状态或数据，例如当远程维护装置运行正常时，状态指示灯显示为绿灯，当远程维护装置运行异常(例如：与PLC或远程监控系统之间通信异常)时，状态指示灯显示为红灯；因显示模块还包括LCD显示，所以显示模块还能够将经过远程监控系统授权后的信息显示在LCD显示屏上，进而通过设置远程维护装置不仅能够在远端对可编程控制器进行监控，在近端也能够获取远程维护装置的运行状态。在GSM无线模块与主控CPU之间还设置阻抗匹配滤波电路，阻抗匹配滤波电路实现传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态，避免信号反射回来源点，进而能够实现信号的稳定传输。
图2中远程监控系统包括web客户端、APP移动客户端以及第三方服务器，远程维护装置可对接支持API接口(应用程序编程接口)以及全网通运营网络，基于此设置，远程维护装置通过插入SIM卡能够与web客户端或移动客户端进行数据传输，能够支持MQTT协议的第三方服务器，进而远程维护装置能够与第三方服务器进行数据传输。本实施例中的远程维护装置支持西门子博图软件，只需用网线将西门子1500或触摸屏接到远程维护装置的RJ45接口，即可实现西门子1500或触摸屏的远程监控和维护。远程维护装置的RJ45接口可支持交换机或者路由器模式，可以把触摸屏和PLC同时接到RJ45接口，使得触摸屏和PLC既可以本地通讯，远程监控系统也可以远程与PLC和触摸屏通讯。
如图2，其中ZYIT-BOX-01为本实施例中的远程维护装置，在PLC与远程监控系统之间设置ZYIT-BOX-01，用户将PLC设置好管理地址，通过串口或RJ45网口接入ZYIT-BOX-01盒子，将ZYIT-BOX-01盒子插入SIM卡，并开通，即可在远程监控系统中监控PLC，其中远程维护装置使用MQTT等协议对接PLC，即远程维护装置从可编程控制器的存储器中根据与可编程控制器对应的协议，从读取软件上按照对应的约定指令完成组态数据的获取，进而实现远程维护即在线或离线编译，以及组态等功能。
需被远程监控维护的PLC系统的用户，能够自己设定PLC管理地址(IP地址)，无需配置PLC的端口号即可实现工程人员远程对PLC或者触摸屏进行在线编程、上下载程序以及监控；通过速控的OPC方式，支持WINCC，组态王以及力控等组态软件，组态软件能够实现对自动化过程和装备的监视和控制，它能从自动化过程和装备中采集各种信息，并将信息以图形化等更易于理解的方式进行显示，将重要的信息以各种手段传送到相关人员，对信息执行必要分析处理和存储，发出控制指令等等，进而实现远程监控系统可以直接从远程配置变量，然后云组态开发实现远程维护装置的远程配置；远程维护装置云服务依托百度云，每个客户都有独立的账号和密码，保证了远程维护的安全性，远程维护装置的网口和串口是独立工作的，即远程维护装置的网口和串口能够同时进行各自的工作。
远程监控系统为web客户端时，只需在远程维护的PLC或者触摸屏端设置好管理地址后，接入本发明的远程维护装置的串口或网口，在电脑端提供的配置软件上即可在百度云服务器web界面中进行监控界面的云组态。
远程维护装置在远程监控系统的云平台能够实现相距上千公里的两个PLC数据交互，只需将两个PLC分别接入远程维护装置，即两个PLC通过建立与云平台的数据交互过程实现两个PLC之间的数据交互。远程维护装置可管理局域网内的多个PLC和触摸屏，只需用网线将可编程逻辑控制器的LAN口接入到远程维护装置的RJ45网口，即连接可编程控制器的局域网接口，就能够对局域网内的多个PLC和触摸屏进行管理。
通过设置本发明的远程维护装置，通过MPI等协议实现对PLC系统的远程控制，能够支持对主流PLC(例如：西门子、施耐德、罗克韦尔AB、艾默生、霍尼韦尔等)远程控制，能够实现对接入远程维护装置的设备的远程监控、大数据管理和分析，若接入远程维护装置的设备为主流PLC，还能够实现PLC程序远程下载调试，若接入远程维护装置的设备包括摄像头，还能够实现摄像头远程监控管理功能，即通过设置本发明的远程维护装置，解决了工程人员不能及时到场对需维护设备维护的问题，并且避免了工程人员需到现场对设备维护的情况，进而节省了工程人员(运维人员)的出差时间和费用，有效提升了自控系统运维的工作效率和强保障能力。
可编程控制器的远程维护方法实施例：
本发明的可编程控制器的远程维护方法，通过远程维护装置与可编程控制器有线通讯连接，以及远程维护装置与远程监控系统无线通信连接，实现可编程控制器与远程监控系统之间的信息传递过程，进而实现对可编程控制器的远程维护，具体的可编程控制器与远程监控系统之间的信息传递过程已经在可编程控制器的远程维护装置实施例中介绍的足够清楚，此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可编程控制器的远程维护方法，其特征在于，将远程维护装置与待维护的可编程控制器通信连接，还将所述远程维护装置与远程监控系统无线通信连接；所述远程维护装置从可编程控制器的存储器中根据对应协议获取组态数据，并将获取到的可编程控制器的组态数据通过无线传输方式，传输至远程监控系统，以供运维人员检查实现远程维护。
2.根据权利要求1所述的可编程控制器的远程维护方法，其特征在于，将远程维护装置通过RJ45接口与可编程控制器的LAN接口有线连接。
3.根据权利要求1所述的可编程控制器的远程维护方法，其特征在于，将远程维护装置通过GSM无线模块与远程监控系统无线通信连接。
4.根据权利要求1所述的可编程控制器的远程维护方法，其特征在于，远程维护装置还获取远程维护装置的运行状态，并在远程维护装置的显示模块显示所述运行状态。
5.一种可编程控制器的远程维护装置，其特征在于，包括接口电路、无线通信模块、处理器以及电源模块；所述接口电路用于与可编程控制器通信连接，并根据对应协议从可编程控制器的存储器中读取组态数据；所述无线通信模块用于与远程监控系统通信连接，用于将读取到的可编程控制器的组态数据传输至远程监控系统；所述处理器控制连接所述接口电路以及无线通信模块；所述电源模块供电连接所述无线通信模块以及处理器。
6.根据权利要求5所述的可编程控制器的远程维护装置，其特征在于，还包括阻抗匹配滤波电路；所述阻抗匹配滤波电路设置在控制连接的处理器与无线通讯模块之间。
7.根据权利要求5所述的可编程控制器的远程维护装置，其特征在于，所述接口电路包括RJ45接口，所述RJ45接口用于连接可编程控制器的LAN接口。
8.根据权利要求5所述的可编程控制器的远程维护装置，其特征在于，还包括显示模块；所述电源模块供电连接显示模块；所述处理器控制连接显示模块；所述显示模块用于显示远程维护装置的运行状态。
9.根据权利要求5所述的可编程控制器的远程维护装置，其特征在于，所述无线通信模块为GSM无线模块。
10.根据权利要求5所述的可编程控制器的远程维护装置，其特征在于，所述无线通信模块为WIFI模块。
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