CN207817514U - 远程监测控制plc终端设备的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种远程监测控制PLC终端设备的系统，包括PLC终端设备、中控室的计算机、智能无线网络芯片，该芯片通过因特网与中控室计算机联接，芯片上设有GPRS模块和SIM卡，网线接口，wifi信号接收器，数据处理模块；所述GPRS模块接收、发射移动信息；所述网线接口与现场布置的网络总线连接；所述wifi信号接收器与因特网无线连接；所述数据处理模块处理中控室的计算机的命令以及PLC终端设备反馈的报警信号，本实用新型实现远程PLC设备工作状态的监测，工作人员可通过中控计算机上传、下载PLC梯形图、修改梯形图，系统可将监测到的异常状态向各工作人员报警，方便及时处理事故。

Description

远程监测控制PLC终端设备的系统

技术领域

本实用新型属于PLC控制器技术领域，具体涉及对于PLC进行远程监测控制的系统。

背景技术

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保、水处理及文化娱乐等各个行业，可见PLC是工业自动化控制的核心部分。那PLC的通信和控制将是通信网络时代的变革，在矿山领域PLC作为主控器件的设备更加广泛，有些设备距离中控室距离较远，管理起来非常不方便，如何掌握现场设备运行的情况对矿山安全至重要。

为解决上述问题，本领域技术人员在远程PLC控制方面也作出了许多研究。如我国专利，专利号为：201510511738.9，它公开了一种PLC控制器远程升级系统，包括上位机、服务器，上位机通过网络与服务器联接而通讯，服务器通过GPRS与PLC控制器联接而通讯；上位机用于显示服务器接收到的信息及向服务器发送升级程序的数据文件；服务器用于接收PLC控制器传回的信息及向PLC控制器发送升级程序的数据文件。此方案就记载了利用无线信号实现本地PLC与上位机的信息联通，解决二者距离无法实现远程控制的问题。

再如，我国发明专利：专利号为：201310274971.0，公开号为：103414741B，公开日为：2016年12月28日，一种远程升级PLC的方法和系统，系统包括终端设备、一个或多个PLC、PLC升级服务器和PLC无线扩展单元。该方法包括步骤：S1、终端设备通过PLC升级服务器向PLC无线扩展单元发送升级指令；S2、PLC无线扩展单元从PLC升级服务器下载所述升级指令指示的升级文件；S3、PLC无线扩展单元使用下载的升级文件升级所述升级指令指示的目标PLC。在整个系统中，数据传输速度快，并且，允许在系统中使用安全、可靠的协议来完成PLC的远程升级。

以上两个方案都是针对PLC远程升级功能研发的技术，而它们未解决的问题有：1仅具备远程PLC程序升级的功能，功能不全面，无法完全达到工作人员远程掌握PLC设备运行状态的目的；2.网络通讯方式单一，联接方式不稳定，容易发生信号中断的现象。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是为解决现有技术中PLC设备与工程师所在中控室距离远，不方便对PLC设备的运行进行监测、管理的问题。

本实用新型为解决上述问题提供一种具备多种联网方式的远程监测控制PLC终端设备的系统。

本实用新型的具体技术方案是：

一种远程监测控制PLC终端设备的系统，包括远程运行的PLC终端设备和中控室的计算机，还设有一个智能无线网络芯片，所述智能无线网络芯片通过因特网与中控室计算机联接，该智能无线网络芯片上设有GPRS模块和用于标记本芯片在网络中的位置的SIM卡，网线接口，wifi信号接收器，数据处理模块；所述GPRS模块接收、发射移动信息；所述网线接口与现场布置的网络总线连接；所述wifi信号接收器与因特网无线连接；所述数据处理模块处理中控室的计算机的命令以及PLC终端设备反馈的报警信号；所述智能无线网络芯片通过网络总线与PLC终端设备连接。

本实用新型实现远程PLC设备工作状态的监测，工作人员可通过中控计算机上传、下载PLC梯形图、修改梯形图，系统可将监测到的异常状态向各工作人员报警，方便及时处理事故。

本实用新型采用多种方式实现中控室与PCL联网交互，智能无线网络芯片的应用为PLC设备与中控室计算机提供多种方式的通讯，保证信号传输稳定性、提高传送信号的速度。

本实用新型的优选方案为：

智能无线网络芯片中设有接入标记。计算机需要发出与该标记相符的信息码才能与智能无线网络芯片形成对话。

智能无线网线芯片上的SIM卡中设有指定联络手机号码，信号传送方式为短息形式。

网络总线上设有路由器，路由器分别与多个PLC终端设备连接，智能无线网络芯片与路由器连接。

wifi信号接收器和网线的信号传输级优先于GPRS模块的信号传输级。

wifi信号接收器、网线与GPRS模块互为冗余切换。

附图说明

图1本系统结构布置图；

图2智能无线网络芯片结构图；

图3数据互通原理图；

图4监控状态下的数据处理流程；

图5下载时的数据处理流程；

图6上传时的数据处理流程；

图7短信息或其方式报警时的处理流程。

图中，网络总线1、智能无线网络芯片2、PLC终端设备3、计算机4、手机5

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体说明：图1、2示出了智能无线网络芯片的结构，该芯片为本系统的主要实施部件。

一种远程监测控制PLC终端设备的系统，包括远程运行的PLC终端设备3和中控室的计算机4，还设有一个智能无线网络芯片2，所述智能无线网络芯片2通过因特网与中控室计算机4联接，该智能无线网络芯片2上设有GPRS模块24和用于标记本芯片在网络中的位置的SIM卡26，网线接口23，wifi信号接收器25，数据处理模块；所述GPRS模块24接收、发射移动信息；所述网线接口23与现场布置的网络总线1连接；所述wifi信号接收器25与因特网无线连接；所述数据处理模块处理中控室的计算机4的命令以及PLC终端设备3反馈的报警信号；所述智能无线网络芯片2通过网络总线1与PLC终端设备3连接。

本实用新型的系统数据通讯原理参见图3，采用4G、短信、wifi多重通讯相结合的方式，并通过非透明传输的方式，实现多包并发采集，智能数据压缩等先进算法，极大提高了系统响应速度，降低50％以上的流量费用。本实用新型的智能无线网络芯片同时具备网线接口，支持有线网络或WIFI接入，无需固定IP和绑定域名。为信号传输提供多种保险，避免信号丢失或异常中断。

优选的，智能无线网络芯片2中设有接入标记。计算机通过因特网登录所述智能无线网络芯片，并与智能无线网络芯片形成对话。

优选的，智能无线网线芯片2上的SIM卡中设有指定联络手机号码。结合图7，智能网线芯片通过SIM卡与指定手机5联接，信号传送方式为短息形式。

优选的，网络总线1上设有路由器(未示出)，路由器分别与多个PLC终端设备3连接，智能无线网络芯片2与路由器连接。

优选的，wifi信号接收器25和网线的信号传输级优先于GPRS模块24的信号传输级。

优选的，wifi信号接收器25、网线与GPRS模块24互为冗余切换。

本实用新型的智能无线网络芯片可分为三种类型供用户选择：

I型芯片只设计有短信功能，即SIM卡26和GPRS模块24，当设备出现故障时，可将故障根据轻重程度选择性发送给维修人员人或主管领导；

II型芯片只设计了远程通讯功能，wifi信号接收器25和网线，用于远程修改程序，处理现场故障使用；

III型芯片既能支持短信功能，又能用于远程修改程序。

三种芯片价值不同，用户可根据自己的需求选择具备相应功能的种类，比如对于没有修改PLC程序需求的用户可选用仅具备报警功能的I型芯片，可节省部分费用。

功能介绍

a.远程PLC的硬件配置和连接

1)设备现场，智能无线网络芯片同时设置有RS232通讯口21和RS485通讯接口22两种接口样式，可适用于不同的PLC终端设备连接。如果现场有多个带网口的PLC和触摸屏，可以和该芯片接入同一交换机。该芯片通过4G接入因特网即可远程监控调试全部接入的PLC终端设备3。

2)安装于设备现场的智能无线网络芯片2除通过4G联网外,还可以通过有线或者WIFI接入因特网。可以是小区宽带，企业宽带等，整个连接无需固定IP绑定动态域名，无需繁琐的路由器设置。

3)本系统4G信号、有线网和WIFI信号互为冗余切换。

b.电脑对远程PLC梯形图下载和监控

1)如图5、6所示，工程师只需在能上网的电脑上登陆芯片的序号和密码，使用PLC编程软件(如STEP7TIA Portal或者GX Developer等)即可方便的下载远程对应的PLC程序、查看梯形图，上传梯形图，也可以远程下载触摸屏组态画面。

2)PLC程序发现设备异常后触发报警状态，同时发送信号给智能无线网络芯片，该芯片再通过4G或因特网向手机或计算机端工作人员发出信号，提示设备故障。见图4、图7。

本实用新型硬件模块通讯接口多样，可采用GPRS、3G、4G、wifi及以太网等多种通讯方式，并可同时兼容RS422/232/485，RJ45及其他接口。系统兼容性强，可同时兼容三菱、西门子、欧姆龙、和利时，施耐德，罗克韦尔及其他主流PLC及其他核心控制器。

本系统可实现设备的在线远程监控及综合管理，同时具有PLC在线编程及故障预警诊断功能。系统拓展性强，可根据客户实际情况分阶段布局，最多可同时容纳数十万数量级的设备接入。

本系统采用VPN专用安全通道及RSA加密算法确保通讯数据安全。软件平台可根据客户需要设置多级密码和权限，具体设置可由客户自己根据需要设定，系统支持断线重连、异常恢复、系统自监控等功能。

本系统的智能无线网络芯片拥有故障预警及诊断功能，达到报警阀值。可通过短信、邮件等方式给予报警；预警参数及报警阀值均可由客户自己设定。

本系统专为中小企业量身定制，系统建设费用低，在不影响系统基本功能的情况下，可根据企业发展规模分阶段建设。

智能无线网络芯片体积小巧，且外形风格与PLC保持一致，可在不改变机械设备基本结构的前提下安装。采用导轨安装方式，符合大多数设备内部组件安装方式。

本监控系统适用范围广泛，只要现场具有4G或WIFI信号，均可实现对接，在经过授权的情况下对现场PLC程序进行修改，实现当设备出现故障时的短信报警功能。能够适用于矿井提升信号系统、副井操车信号一体化系统、主井定量装卸载系统、提升机电控系统、风机在线监测系统、地面生产集控系统、地面排水系统及其他自动化控制系统。

对于非我公司生产的设备，在用户提供设备通讯点表、PLC密码及通讯地址的情况下，能够在不改动现有程序的情况下实现远程监控及短信报警功能。

Claims (6)

1.一种远程监测控制PLC终端设备的系统，包括远程运行的PLC终端设备和中控室的计算机，其特征是：还设有一个智能无线网络芯片，所述智能无线网络芯片通过因特网与中控室计算机联接，该智能无线网络芯片上设有GPRS模块和用于标记本芯片在网络中的位置的SIM卡，网线接口，wifi信号接收器，数据处理模块；所述GPRS模块接收、发射移动信息；所述网线接口与现场布置的网络总线连接；所述wifi信号接收器与因特网无线连接；所述数据处理模块处理中控室的计算机的命令以及PLC终端设备反馈的报警信号；所述智能无线网络芯片通过网络总线与PLC终端设备连接。

2.如权利要求1所述远程监测控制PLC终端设备的系统，其特征是：智能无线网络芯片中设有接入标记。

3.如权利要求1所述远程监测控制PLC终端设备的系统，其特征是：智能无线网线芯片上的SIM卡中设有指定联络手机号码，信号传送方式为短息形式。

4.如权利要求1所述远程监测控制PLC终端设备的系统，其特征是：网络总线上设有路由器，路由器分别与多个PLC终端设备连接，智能无线网络芯片与路由器连接。

5.如权利要求1所述远程监测控制PLC终端设备的系统，其特征是：wifi信号接收器和网线的信号传输级优先于GPRS模块的信号传输级。

6.如权利要求1所述远程监测控制PLC终端设备的系统，其特征是：wifi信号接收器、网线与GPRS模块互为冗余切换。