CN115903638A - 一种基于vpn技术的设备及远程维护plc的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法和系统，其方法包括：配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；基于VPN远程网络，对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据；针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护。本发明通过利用VPN技术的设备，对远程PLC控制器无法进行远程调试和程序上下载，有效地提高了PLC维护的效率。
Description
技术领域
本发明涉及VPN技术远程维护领域，尤其涉及一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法和系统。
背景技术
随着工业互联网蓬勃发展，工业自动化产品通过互联网实现互联互通已成为可能，PLC远程运维离不开互联网来进行通讯，各功能模块的运行交互都需要在同一局域网内，当运维中心与现场PLC属于同一局域网时，数据的交互非常简单，但当两者不在同一局域网时，通过各自局域网的IP无法建立通讯。这时就需要一种技术来实现将异地局域网连接组成虚拟专用网络，像局域网内通讯一样，以简捷的方式实现异地局域网之间的互联互通，VPN技术恰好符合这一技术特点。
VPN技术的简单定义是在公用网络上建立一条属于自己的专用数据网络，采取点对点的通讯模式，让封装好的数据包在建立的加密隧道中传输。有了VPN技术，企业之间无需耗费财力在网络线路的铺设上，取而代之的是价格低廉且安全高效的数据通信技术。
在工业设备的自动控制的蓬勃发展过程中，现场的PLC控制器无法进行远程调试和程序上下载，需要通过远程网络进行解决。
因此，有必要提供一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法和系统。
发明内容
本发明提供了一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法及系统，本发明通过利用VPN技术的设备，对远程PLC控制器无法进行远程调试和程序上下载，有效地提高了PLC维护的效率。
本发明提供了一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，包括：
S1：配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；
S2：基于VPN远程网络，对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；
S3：利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据；
S4：针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护。
进一步地，S1包括：
S101：配置组网计算机网络，包括对监控服务器、数据库服务器和运维服务器的网络属性进行配置；
S102：配置VPN路由器，通过VPN路由器提供的Web配置界面配置VPN路由器的联网，将网络内的计算机按照分配的IP地址连接到Internet网络；
S103：配置VPN组网；将远程维护平台作为总部，PLC运行现场作为分部，将位于总部和分部的VPN路由器绑定到同一个账号下，通过VPN组网管理页面配置网络名称、网络类型，并将同一账号下的VPN路由器添加为网络成员；
S104：采用网络诊断工具测试VPN网络连接质量，将远程维护平台的IP地址与PLC现场监控服务器相对应的IP地址进行Ping命令处理，获得传输数据包的返回结果；若返回结果中的最大传输延时和平均传输延时均在预设的阈值范围内，则代表VPN网络连接质量符合预设要求。
进一步地，S2包括数据采集流程，具体步骤为：
S201：设置PLC的数据采集应用程序；
S202：基于数据采集应用程序，采用扫描方式查询获取PLC运行状态数据；
S203：根据PLC运行状态数据，基于预设的控制指令，生成相应的控制信号；
S204：通过接口供设备实现控制信号的通讯和程序的上下载。
进一步地，S3包括：
S301：利用组态软件配置数据转储与关系数据库；
S302：利用数据库服务器主机中的数据库软件，按照预置的转储规则实时转储PLC运行数据到数据库服务器；
S303：远程维护工作人员通过数据库服务器中的数据库远程访问功能，浏览数据库中报警信息数据，获取PLC故障信息。
进一步地，S4包括：
S401：获取PLC运行状态数据中的异常数据；
S402：远程访问PLC数据库服务器，加载和浏览转储数据；
S403：基于预设的维护策略，通过运维服务器对远程PLC进行第一维护调试：第一维护调试包括对远程监控服务器节点的组态画面、变量信息和脚本信息等进行更改配置和远程部署；
或由技术支持人员对远程PLC进行第二维护调试；第二维护调试包括利用PLC编程软件和终端设备参数配置软件，通过与远程终端设备配合实现远程对PLC的调试和程序上下载。
进一步地，S403包括构建维护策略，具体步骤为：
S4031：设置故障判定条件；故障判定条件包括PLC指示灯是否亮起；
S4032：设置故障判定流程；判定流程包括先判定输入点、再判定输出点；
S4032：基于故障判定条件、故障判定流程，制定维护策略；若输入点的输入信号指示灯不亮，判定为程序错误或接线错误故障，生成第一维护策略；
若输入点的输入信号指示灯亮起，判定为接线故障或外部设备故障，生成第二维护策略；
若输出点的输出信号指示灯亮起，判定为外部零件故障或接线问题，生成第三维护策略；
若输出点的输出信号指示灯不亮，判定为待排查故障，生成第四维护策略。
进一步地，还包括S5，在线调试PLC控制设备，具体步骤为：
S501：系统配置人员通过登录命令将编程软件内的应用程序与目标PLC内程序进行同步；
S502：利用编程软件将应用程序与PLC内预存的程序进行比较，若PLC内的应用程序与要加载的应用程序相同，将进入在线调试模式对PLC进行在线连接；若PLC内的应用程序与要加载的应用程序相同，则不进入在线调试模式对PLC进行在线连接；
S503：系统配置人员对应用程序中的变量进行监测、修改或强制，或在调试过程中进行程序语句的修改；
S504：创建启动应用程序并将应用程序保存至PLC，按照新保存的应用程序继续运行。
进一步地，还包括S6，设置用户类别权限，具体步骤为：
S601：设置用户类别；用户类别包括系统配置人员、技术支持人员、出差维护人员和现场用户；
S602：设置用户权限内容；用户权限内容包括具备所有权限、具备某些调试权限、仅具备操作权限；
S603：设置权限等级；权限等级包括更高、高、中和低；
S604：基于用户类别、用户权限内容和权限等级，生成用户类别权限等级数据库；
S605：分别以用户类别、用户权限内容和权限等级作为索引字段进行编号，生成带有编号的用户类别权限等级数据库；
S606：基于带有编号的用户类别权限等级数据库，生成用户可视化管理子系统；利用该子系统对用户进行管理。
进一步地，还包括S7，对PLC远程维护效果进行反馈，具体步骤为：
S701：远程维护人员执行对现场PLC的在线维护操作；
S702：远程维护人员与现场PLC操作人员进行保持视频或通话；
S703：基于预设的维护操作流程-维护结果-反馈选项的反馈记录表，由现场PLC操作工作人员对远程维护人员的在线维护操作进行反馈记录，生成反馈记录表；将反馈记录表装订成册，生成反馈记录册；
S704：根据反馈记录册，按照固定周期获取用于生成维护策略的维护指标；维护指标包括维护频率、维护方法、维护内容和维护效果；
S705：根据维护指标生成维护策略，用于提供给远程维护人员参照操作。
本发明提供了一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC系统，包括：
VPN远程网络配置模块，用于配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；
数据获取模块，用于基于VPN远程网络，对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；
数据存储模块，用于利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据；
维护执行模块，用于针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法步骤示意图；
图2为本发明的配置VPN远程网络的方法步骤示意图；
图3为本发明的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，如图1所示，包括：
本发明提供了一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，包括：
S1：配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；
S2：基于VPN远程网络，对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；
S3：利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据；
S4：针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护。
上述技术方案的工作原理为：通过配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；用于对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据，可以提升数据存储的准确性；针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护，可以提高远程维护的质量。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过利用VPN技术的设备，对远程PLC控制器无法进行远程调试和程序上下载，有效地提高了PLC维护的效率。
在一个实施例中，如图2所示，S1包括：
S101：配置组网计算机网络，包括对监控服务器、数据库服务器和运维服务器的网络属性进行配置；
S102：配置VPN路由器，通过VPN路由器提供的Web配置界面配置VPN路由器的联网，将网络内的计算机按照分配的IP地址连接到Internet网络；
S103：配置VPN组网；将远程维护平台作为总部，PLC运行现场作为分部，将位于总部和分部的VPN路由器绑定到同一个账号下，通过VPN组网管理页面配置网络名称、网络类型，并将同一账号下的VPN路由器添加为网络成员；
S104：采用网络诊断工具测试VPN网络连接质量，将远程维护平台的IP地址与PLC现场监控服务器相对应的IP地址进行Ping命令处理，获得传输数据包的返回结果；若返回结果中的最大传输延时和平均传输延时均在预设的阈值范围内，则代表VPN网络连接质量符合预设要求。
上述技术方案的工作原理为：通过先配置网络、再诊断网络连接质量，可以提高VPN网络的构建质量；S1包括：
S101：配置组网计算机网络，包括对监控服务器、数据库服务器和运维服务器的网络属性进行配置；
S102：配置VPN路由器，通过VPN路由器提供的Web配置界面配置VPN路由器的联网，将网络内的计算机按照分配的IP地址连接到Internet网络；
S103：配置VPN组网；将远程维护平台作为总部，PLC运行现场作为分部，将位于总部和分部的VPN路由器绑定到同一个账号下，通过VPN组网管理页面配置网络名称、网络类型，并将同一账号下的VPN路由器添加为网络成员；
S104：采用网络诊断工具测试VPN网络连接质量，将远程维护平台的IP地址与PLC现场监控服务器相对应的IP地址进行Ping命令处理，获得传输数据包的返回结果；若返回结果中的最大传输延时和平均传输延时均在预设的阈值范围内，则代表VPN网络连接质量符合预设要求。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过先配置网络、再诊断网络连接质量，可以获得符合预设要求的VPN网络连接质量，从而提高VPN网络的构建质量；
在一个实施例中，S2包括数据采集流程，具体步骤为：
S201：设置PLC的数据采集应用程序；
S202：基于数据采集应用程序，采用扫描方式查询获取PLC运行状态数据；
S203：根据PLC运行状态数据，基于预设的控制指令，生成相应的控制信号；
S204：通过接口供设备实现控制信号的通讯和程序的上下载。
上述技术方案的工作原理为：数据采集，需要根据PLC的采集应用程序来操作完成，通过运行状态数据对应的控制指令，生成相应的控制信号；
S2包括数据采集流程，具体步骤为：
S201：设置PLC的数据采集应用程序；
S202：基于数据采集应用程序，采用扫描方式查询获取PLC运行状态数据；
S203：根据PLC运行状态数据，基于预设的控制指令，生成相应的控制信号；
S204：通过接口供设备实现控制信号的通讯和程序的上下载。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过采用数据采集应用程序采集数据，可以提高数据采集的质量和效率。
在一个实施例中，S3包括：
S301：利用组态软件配置数据转储与关系数据库；
S302：利用数据库服务器主机中的数据库软件，按照预置的转储规则实时转储PLC运行数据到数据库服务器；
S303：远程维护工作人员通过数据库服务器中的数据库远程访问功能，浏览数据库中报警信息数据，获取PLC故障信息。
上述技术方案的工作原理为：随着机械设备运行数据重要性的提升和企业信息化建设的需求，在工业自动化领域，组态软件与数据库特别是关系型数据库建立数据通讯，用以实现生产报表、报警记录、设备故障隐患排查等功能。通过远程维护服务器内组态软件可实现PLC运行数据的远程监控，当PLC出现故障后可远程访问现场数据库服务器加载和浏览转储数据和报警，分析出故障原因后对远程PLC进行维护调试。S3包括：
S301：利用组态软件配置数据转储与关系数据库；
S302：利用数据库服务器主机中的数据库软件，按照预置的转储规则实时转储PLC运行数据到数据库服务器；
S303：远程维护工作人员通过数据库服务器中的数据库远程访问功能，浏览数据库中报警信息数据，获取PLC故障信息。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过组态软件与数据库的结合运用，可有效监控PLC运行状态数据，并获取高质量的数据信息。
在一个实施例中，S4包括：
S401：获取PLC运行状态数据中的异常数据；
S402：远程访问PLC数据库服务器，加载和浏览转储数据；
S403：基于预设的维护策略，通过运维服务器对远程PLC进行第一维护调试：第一维护调试包括对远程监控服务器节点的组态画面、变量信息和脚本信息等进行更改配置和远程部署；
或由技术支持人员对远程PLC进行第二维护调试；第二维护调试包括利用PLC编程软件和终端设备参数配置软件，通过与远程终端设备配合实现远程对PLC的调试和程序上下载。
上述技术方案的工作原理为：数据转储系统可将事件、报警及实时数据，通过画面配置方式转储到第三方关系数据库；支持定时写、定量写、即时写功能，复杂逻辑还可通过自定义脚本实现，为减轻数据库存储压力，对监控数据实行监测变量变化时采集、报警数据实时存储的原则；例如当数据变量的数值发生变化是将变量值的变化过程存入关系数据库作为数据样本，当变量值的实际数值超过设定阈值，根据超出阈值范围，将对应报警级别、变量名、变量地址等数据实时存储到关系数据库中。
在VPN集群环境中存在负载均衡问题，如果负载不均衡会直接影响到VPN网关的处理性能。传统的动态负载均衡算法需要实时或定期获取服务器负载信息,例如CPU利用率、网络带宽和连接数。本发明对传统的动态负载均衡算法进行了改进，根据收集到的负荷信息计算出VPN服务器节点的负载能力和负载；VPN服务器的负载度计算公式为：
上式中，∈i表示第i个VPN服务器的负载度，Ki表示第i个VPN服务器的复合负载，i表示VPN服务器的数量，Cq表示CPU频率，Hq表示内存容量，Dq表示网络带宽，Ce表示CPU的利用率，He表示内存的利用率，De表示网络带宽的利用率，Aγ表示平均频率，Aδ表示平均的内存容量，Aθ表示后端服务器的平均网络带宽，βr，βδ，βθ分别表示重要性因子；并且βr+βδ+βθ＝1，通过计算∈i的取值，将最低负载度的VPN服务器作为最佳的VPN服务器，从而提高VPN网络远程维护的效率；
S4包括：
S401：获取PLC运行状态数据中的异常数据；
S402：远程访问PLC数据库服务器，加载和浏览转储数据；
S403：基于预设的维护策略，通过运维服务器对远程PLC进行第一维护调试：第一维护调试包括对远程监控服务器节点的组态画面、变量信息和脚本信息等进行更改配置和远程部署；
或由技术支持人员对远程PLC进行第二维护调试；第二维护调试包括利用PLC编程软件和终端设备参数配置软件，通过与远程终端设备配合实现远程对PLC的调试和程序上下载。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过转储数据库的设置，可以有效地提高数据库的存储能力和存储效率。通过采用改进的动态负载均衡算法可以实时收集服务器负载信息并动态调整权重和反馈时间步长，以达到更好的负载效果，从而提高VPN网络远程维护的效率。
在一个实施例中，S403包括构建维护策略，具体步骤为：
S4031：设置故障判定条件；故障判定条件包括PLC指示灯是否亮起；
S4032：设置故障判定流程；判定流程包括先判定输入点、再判定输出点；
S4032：基于故障判定条件、故障判定流程，制定维护策略；若输入点的输入信号指示灯不亮，判定为程序错误或接线错误故障，生成第一维护策略；
若输入点的输入信号指示灯亮起，判定为接线故障或外部设备故障，生成第二维护策略；
若输出点的输出信号指示灯亮起，判定为外部零件故障或接线问题，生成第三维护策略；
若输出点的输出信号指示灯不亮，判定为待排查故障，生成第四维护策略。
上述技术方案的工作原理为：PLC是一种具有微处理器的自动化数字运算控制器，可完成输入信号的采集、刷新系统输出信号和用户程序的运行，通常排除工位动作故障时可以根据PLC硬件正面指示灯是否亮起和指示灯的颜色来判断是PLC程序故障、接线问题或设备问题；
S403包括构建维护策略，具体步骤为：
S4031：设置故障判定条件；故障判定条件包括PLC指示灯是否亮起；
S4032：设置故障判定流程；判定流程包括先判定输入点、再判定输出点；
S4032：基于故障判定条件、故障判定流程，制定维护策略；若输入点的输入信号指示灯不亮，判定为程序错误或接线错误故障，生成第一维护策略；
若输入点的输入信号指示灯亮起，判定为接线故障或外部设备故障，生成第二维护策略；
若输出点的输出信号指示灯亮起，判定为外部零件故障或接线问题，生成第三维护策略；
若输出点的输出信号指示灯不亮，判定为待排查故障，生成第四维护策略。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过设置指示灯作为判定条件，可以精准的为制定维护策略提供依据；
在一个实施例中，还包括S5，在线调试PLC控制设备，具体步骤为：
S501：系统配置人员通过登录命令将编程软件内的应用程序与目标PLC内程序进行同步；
S502：利用编程软件将应用程序与PLC内预存的程序进行比较，若PLC内的应用程序与要加载的应用程序相同，将进入在线调试模式对PLC进行在线连接；若PLC内的应用程序与要加载的应用程序相同，则不进入在线调试模式对PLC进行在线连接；
S503：系统配置人员对应用程序中的变量进行监测、修改或强制，或在调试过程中进行程序语句的修改；
S504：创建启动应用程序并将应用程序保存至PLC，按照新保存的应用程序继续运行。
上述技术方案的工作原理为：PLC控制器的在线调试和程序下载都需要在线登录到控制器设备后才可进行，有必要对PLC控制设备进行调试；还包括S5，在线调试PLC控制设备，具体步骤为：
S501：系统配置人员通过登录命令将编程软件内的应用程序与目标PLC内程序进行同步；
S502：利用编程软件将应用程序与PLC内预存的程序进行比较，若PLC内的应用程序与要加载的应用程序相同，将进入在线调试模式对PLC进行在线连接；若PLC内的应用程序与要加载的应用程序相同，则不进入在线调试模式对PLC进行在线连接；
S503：系统配置人员对应用程序中的变量进行监测、修改或强制，或在调试过程中进行程序语句的修改；
S504：创建启动应用程序并将应用程序保存至PLC，按照新保存的应用程序继续运行。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过在PLC的调试过程中，可及时掌握PLC调试时对应数据的变化，更加直观地观察到远程维护的效果。
在一个实施例中，还包括S6，设置用户类别权限，具体步骤为：
S601：设置用户类别；用户类别包括系统配置人员、技术支持人员、出差维护人员和现场用户；
S602：设置用户权限内容；用户权限内容包括具备所有权限、具备某些调试权限、仅具备操作权限；
S603：设置权限等级；权限等级包括更高、高、中和低；
S604：基于用户类别、用户权限内容和权限等级，生成用户类别权限等级数据库；
S605：分别以用户类别、用户权限内容和权限等级作为索引字段进行编号，生成带有编号的用户类别权限等级数据库；
S606：基于带有编号的用户类别权限等级数据库，生成用户可视化管理子系统；利用该子系统对用户进行管理。
上述技术方案的工作原理为：权限管理是用来对用户及其所能进行的各项进行授权管理，包括用户的管理、群组的管理，授权项管理等。系统角色的定义和对系统中角色的使用权限的限制可以保护系统运行的安全稳定和防止无关人员误操作等；还包括S6，设置用户类别权限，具体步骤为：
S601：设置用户类别；用户类别包括系统配置人员、技术支持人员、出差维护人员和现场用户；
S602：设置用户权限内容；用户权限内容包括具备所有权限、具备某些调试权限、仅具备操作权限；
S603：设置权限等级；权限等级包括更高、高、中和低；
S604：基于用户类别、用户权限内容和权限等级，生成用户类别权限等级数据库；
S605：分别以用户类别、用户权限内容和权限等级作为索引字段进行编号，生成带有编号的用户类别权限等级数据库；
S606：基于带有编号的用户类别权限等级数据库，生成用户可视化管理子系统；利用该子系统对用户进行管理。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过对用户的角色、权限和等级进行设定，可以有效地管理用户，提供远程维护的准确度，避免发送安全隐患。
在一个实施例中，还包括S7，对PLC远程维护效果进行反馈，具体步骤为：
S701：远程维护人员执行对现场PLC的在线维护操作；
S702：远程维护人员与现场PLC操作人员进行保持视频或通话；
S703：基于预设的维护操作流程-维护结果-反馈选项的反馈记录表，由现场PLC操作工作人员对远程维护人员的在线维护操作进行反馈记录，生成反馈记录表；将反馈记录表装订成册，生成反馈记录册；
S704：根据反馈记录册，按照固定周期获取用于生成维护策略的维护指标；维护指标包括维护频率、维护方法、维护内容和维护效果；
S705：根据维护指标生成维护策略，用于提供给远程维护人员参照操作。
上述技术方案的工作原理为：还包括S7，对PLC远程维护效果进行反馈，具体步骤为：
S701：远程维护人员执行对现场PLC的在线维护操作；
S702：远程维护人员与现场PLC操作人员进行保持视频或通话；
S703：基于预设的维护操作流程-维护结果-反馈选项的反馈记录表，由现场PLC操作工作人员对远程维护人员的在线维护操作进行反馈记录，生成反馈记录表；将反馈记录表装订成册，生成反馈记录册；
S704：根据反馈记录册，按照固定周期获取用于生成维护策略的维护指标；维护指标包括维护频率、维护方法、维护内容和维护效果；
S705：根据维护指标生成维护策略，用于提供给远程维护人员参照操作。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过与现场PLC操作工作人员配合操作，可提高远程维护的效果。
本发明提供了一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC系统，如图3所示，包括：
VPN远程网络配置模块，用于配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；
数据获取模块，用于基于VPN远程网络，对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；
数据存储模块，用于利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据；
维护执行模块，用于针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护。
上述技术方案的工作原理为：VPN远程网络配置模块，用于配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；
数据获取模块，用于基于VPN远程网络，对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；
数据存储模块，用于利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据；
维护执行模块，用于针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过利用VPN技术的设备，对远程PLC控制器无法进行远程调试和程序上下载，有效地提高了PLC维护的效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，包括：
S1：配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；
S2：基于VPN远程网络，对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；
S3：利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据；
S4：针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护。
2.根据权利要求1所述的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，S1包括：
S101：配置组网计算机网络，包括对监控服务器、数据库服务器和运维服务器的网络属性进行配置；
S102：配置VPN路由器，通过VPN路由器提供的Web配置界面配置VPN路由器的联网，将网络内的计算机按照分配的IP地址连接到Internet网络；
S103：配置VPN组网；将远程维护平台作为总部，PLC运行现场作为分部，将位于总部和分部的VPN路由器绑定到同一个账号下，通过VPN组网管理页面配置网络名称、网络类型，并将同一账号下的VPN路由器添加为网络成员；
S104：采用网络诊断工具测试VPN网络连接质量，将远程维护平台的IP地址与PLC现场监控服务器相对应的IP地址进行Ping命令处理，获得传输数据包的返回结果；若返回结果中的最大传输延时和平均传输延时均在预设的阈值范围内，则代表VPN网络连接质量符合预设要求。
3.根据权利要求1所述的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，S2包括数据采集流程，具体步骤为：
S201：设置PLC的数据采集应用程序；
S202：基于数据采集应用程序，采用扫描方式查询获取PLC运行状态数据；
S203：根据PLC运行状态数据，基于预设的控制指令，生成相应的控制信号；
S204：通过接口供设备实现控制信号的通讯和程序的上下载。
4.根据权利要求1所述的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，S3包括：
S301：利用组态软件配置数据转储与关系数据库；
S302：利用数据库服务器主机中的数据库软件，按照预置的转储规则实时转储PLC运行数据到数据库服务器；
S303：远程维护工作人员通过数据库服务器中的数据库远程访问功能，浏览数据库中报警信息数据，获取PLC故障信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，S4包括：
S401：获取PLC运行状态数据中的异常数据；
S402：远程访问PLC数据库服务器，加载和浏览转储数据；
S403：基于预设的维护策略，通过运维服务器对远程PLC进行第一维护调试：第一维护调试包括对远程监控服务器节点的组态画面、变量信息和脚本信息等进行更改配置和远程部署；
或由技术支持人员对远程PLC进行第二维护调试；第二维护调试包括利用PLC编程软件和终端设备参数配置软件，通过与远程终端设备配合实现远程对PLC的调试和程序上下载。
6.根据权利要求5所述的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，S403包括构建维护策略，具体步骤为：
S4031：设置故障判定条件；故障判定条件包括PLC指示灯是否亮起；
S4032：设置故障判定流程；判定流程包括先判定输入点、再判定输出点；
S4032：基于故障判定条件、故障判定流程，制定维护策略；若输入点的输入信号指示灯不亮，判定为程序错误或接线错误故障，生成第一维护策略；
若输入点的输入信号指示灯亮起，判定为接线故障或外部设备故障，生成第二维护策略；
若输出点的输出信号指示灯亮起，判定为外部零件故障或接线问题，生成第三维护策略；
若输出点的输出信号指示灯不亮，判定为待排查故障，生成第四维护策略。
7.根据权利要求5所述的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，还包括S5，在线调试PLC控制设备，具体步骤为：
S501：系统配置人员通过登录命令将编程软件内的应用程序与目标PLC内程序进行同步；
S502：利用编程软件将应用程序与PLC内预存的程序进行比较，若PLC内的应用程序与要加载的应用程序相同，将进入在线调试模式对PLC进行在线连接；若PLC内的应用程序与要加载的应用程序相同，则不进入在线调试模式对PLC进行在线连接；
S503：系统配置人员对应用程序中的变量进行监测、修改或强制，或在调试过程中进行程序语句的修改；
S504：创建启动应用程序并将应用程序保存至PLC，按照新保存的应用程序继续运行。
8.根据权利要求1所述的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，还包括S6，设置用户类别权限，具体步骤为：
S601：设置用户类别；用户类别包括系统配置人员、技术支持人员、出差维护人员和现场用户；
S602：设置用户权限内容；用户权限内容包括具备所有权限、具备某些调试权限、仅具备操作权限；
S603：设置权限等级；权限等级包括更高、高、中和低；
S604：基于用户类别、用户权限内容和权限等级，生成用户类别权限等级数据库；
S605：分别以用户类别、用户权限内容和权限等级作为索引字段进行编号，生成带有编号的用户类别权限等级数据库；
S606：基于带有编号的用户类别权限等级数据库，生成用户可视化管理子系统；利用该子系统对用户进行管理。
9.根据权利要求1所述的一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC的方法，其特征在于，还包括S7，对PLC远程维护效果进行反馈，具体步骤为：
S701：远程维护人员执行对现场PLC的在线维护操作；
S702：远程维护人员与现场PLC操作人员进行保持视频或通话；
S703：基于预设的维护操作流程-维护结果-反馈选项的反馈记录表，由现场PLC操作工作人员对远程维护人员的在线维护操作进行反馈记录，生成反馈记录表；将反馈记录表装订成册，生成反馈记录册；
S704：根据反馈记录册，按照固定周期获取用于生成维护策略的维护指标；维护指标包括维护频率、维护方法、维护内容和维护效果；
S705：根据维护指标生成维护策略，用于提供给远程维护人员参照操作。
10.一种基于VPN技术的设备及远程维护PLC系统，其特征在于，包括：
VPN远程网络配置模块，用于配置包括计算机网络、VPN路由器、VPN组网的VPN远程网络；
数据获取模块，用于基于VPN远程网络，对PLC运行状态进行监控，获取PLC运行状态数据；
数据存储模块，用于利用组态软件构建的数据存储库，存储PLC运行状态数据；
维护执行模块，用于针对PLC运行状态数据中的异常数据，对PLC进行远程维护。
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