基于工业物联网技术的远程PLC控制系统设计.doc

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1、2018 年 第 06 期 文章编号： 2095 6835（ 2018） 06 0127 02 Science and Technology & Innovation 科技与创新 基于工业物联网技术的远程 PLC 王嘉炜，邓若飞 控制系统设计 摘 （北京航天试验技术研究所，北京 100074） 要：设 计了一种基于工业物联网技术实现远程 PLC 编程、监控的控制系统，分析了系统实现远程控制的原理， 通过搭建控制的系统硬件结构，对设备进行软件设置，实现操作端通过云平台对 PLC、 HMI 触摸屏和智能设备的 远程操作和状态监视。该系统运用在多台设备、多地施工、远程故障诊断等情况下，与传统控制系统

2、相比，具有 实时性、安全性、稳定性等方面的优势。通过在实际工程中的应用可以发现，远程控制系统在工业控制领域具有 广阔的应用前景。 关键词：物联网；远程控制 ； PLC；工业设备 中图分类号： TP273.5 文献标识码： A DOI： 10.15913/ki.kjycx.2018.06.127 在实际生产过程中， PLC 系统总是随着工业设备放置在 不仅能够保证系统的自动、稳定运行，而且能够提升设备的 工业现场，甚至跟随产品出售到全国各地。一旦设备运行出 管理效能，为企业节约成本。 现问题或程序需要修改或调试，就需要技术人员到现场进行 1 远程控制系统的原理与功能 作业，这大大增加了企业的 时

3、间成本和人力成本。 远程 PLC 控制系统原理图如图 1 所示。 随着网络技术和工业控制的快速发展，远程通过工业物 PLC 远程控制系统以云服务器为基础，将 PLC、工控触 联网对设备系统的控制单元 PLC 进行程序修改、运行监控 摸屏、远程控制模块等设备通过交换机组建在一个局域网里 的技术也得以发展。本文基于工业物联网技术，设计了一套 面，将远程控制模块接入互联网或 4G 网络，进而接入云平 能够实现 PLC 远程状态监控、远程下载程序的控制系统 ， 台中。只要用户接入互联网，通过专用地址通道访问到设备 3.2 隧底排水 隧底排水的形式通常采用设置单、双侧排水井、中心排 过，不允许细土混入其

4、中流走，在很大程度上能够防止翻浆 冒泥的问题发生，从而保持道路清洁、畅通。 水井或者在两侧密井暗管水沟。在侧沟设计两侧密井暗管水 沟时，需要将原有的隧道水沟拆除，然后对隧底进行挖掘， 重新建 设水沟。在运用过程中，肯定会有不同程度的堵塞， 这就需要我们进行检查、维修，密井暗管水沟每隔一段距离 设置 1 个检查井，这样有利于后期的检查。虽然进行施工的 过程周期会相对较长，且工序相对比较烦琐，但该方法的降 水效果却十分明显，可以从根本上解决翻浆冒泥的问题。 3.3 隧底更换 隧底更换是指将翻浆冒泥地段的混凝土拆除，然后重新 进行混凝土的浇筑。施工时，需要设置架空路线和天窗，但 天窗服务的范围较小，

5、且实际操作较困难，需要耗费很长的 时间，影响了交通，限制了行车的速度。 3.4 隔离处理 采用隔离方 法整治隧底的翻浆冒泥问题，通俗而言，是 对细粒土进行相应的隔离。用土工布铺在道砟与隧道底之间 的位置，这样就可以只让地下水等可以透过土工布的物质透 本文虽然提供了几种不同的解决方法，但在解决翻浆冒 泥问题时，应根据实际情况解决问题，采用适当的措施。 4 结束语 富水铁路隧道基地翻浆冒泥问题是实际工程中经常见 到的问题，经过长期探索和实践，已经找到了一些解决方法， 但这是不够的，不够全面，需要我们在今后的不断设计与整 治中进行改革和创新。本文提供的方法可降低地下水水压， 排出多余的水，通过合理的

6、方法减少地 下水排放，达到隧底 基地不积水的目的。 参考文献： 1赵晓勇 .蛇口峁隧道病害形式及其整治方法的探讨 J . 隧道建设， 2015（ 12） . 2蒋荣 .汤家湾隧道病害及整治 J .铁道标志， 2016（ 12） . 3牛亚彬，张千里，马伟斌，等 .重载铁路隧道病害产生 机理及治理措施 J .铁道建筑， 2012（ 07）： 34-36. 编辑：张思楠 127 科技与创新 Science and Technology & Innovation 所在的网络中，就可以像在现场一样随时随地对 PLC 进行 3 远程控制系统的优势 2018 年 第 06 期 编程、程序监控，对触摸屏组态

7、界面进行修改和运行监控等 操作。在 PLC 远程监控系统中，云平台会对数据传输的信 息加密，并对连入网络的终端进行安全认证和数据访问过滤， 防止网络被破解和防止外界接入链接，保证数据的安全性。 图 1 远程 PLC 控制系统原理图 2 控制系统组成 2.1 远程控制系统硬件组成 图 2 所示为计算机与控制系统通讯成功示意图 。 控制系 统 PLC 选用西门子 S7-200smart 系列的 CPU SR60 型模块， 触摸屏选用正知 AT7150T 型 15 英寸人机界面，远程控制模 块选用金控 GC-4G0203W 型物联网模块，支持 4G 、 WiFi 和有线网络接入方式。将设备接入工业交

8、换机组成局域网。 将在物联网模块的卡槽内插入手机或 4G 流量 SIM 卡，连接 天线后，即可上电操作。 图 2 计算机与控制系统通讯成功 2.2 远程控制系统软件配置 将 PLC 和触摸屏和物 联网模块的 IP 地址都设置在同一 网段，注意各设备的 IP 地址不能相互冲突；用模块特定的 账号、密码登录物联网模块配置软件 RemoteAccess，设置模 块与设备所在局域网之间的连接方式，添加设备地址。设置 虚拟 IP 地址并校验后，即可开始进行远程连接，当物联网 模块 “连接状态 ”指示灯显示为绿色时，说明通信通道创建成 功，至此，本地电脑与远程 PLC/HMI 等控制器的通道已经 建立成功

9、。打开 PLC/HMI 等编程平台，即可对远程 PLC/HMI 等控制器进行远程维护、上下载程序、在线监控等操作 。 128 基于工业物联网技术的 PLC 远程控制系统结合现代信 息处理技术和无线网络技术进行模块化平台的远程控制，支 持 PLC 和 HMI 屏幕远程监控、远程调试、远程下载。与传 统控制系统相比，具有以下优势。 3.1 兼容性 远程控制系统能够兼容西门子、三菱、台达等主流 PLC， 操作简单方便。在实际应用中，支持 4G、 WiFi、以太网、 串口 RS485 等标准通信方式，满足各种场合、各类设备的应 用要求。 3.2 实时性 设备往往分布在不同的地区。控制系统需要进行参数调

10、 整或出现故障时， 无法第一时间赶到现场修理，人工和时间 都消耗不起。远程控制系统可以保证设备 24 h 在线，令技 术人员有效地对远在千里之外的现场进行管控，实现工业物 联网保障，在第一时间排除故障，提高售后维修的时效性。 3.3 经济性 远程控制系统能给设备的制造方和使用方都带来很好 的经济效益。设备使用方能及时对设备故障进行排除，提高 了设备运行的可靠性，避免设备故障带来不必要的损失。设 备厂商或系统服务商能够运用信息化的方式实现远程诊断 和维护，可以大大地节省工程师的出差成本，更好地实现人 力调配。对于工程师而言，可 以减少出差的次数，不需要再 为修改程序而长途奔波。 3.4 设备稳定

11、性和安全性 远程控制系统能够通过及时排除故障来保证系统的安 全、稳定运行。同时，通过对传输过程和数据进行双重加密， 防止破解和防止外界接入链路，保证了系统运行的安全。 4 应用情况 本系统目前已在北京多个小区的燃气锅炉供暖系统、固 安市政污水处理厂、遵义某工厂污水处理系统中得到应用。 应用过程中操作简单，安装调试方便，满足了系统远程自动 化控制的需求。可以预见，远程控制系统在工业控制领域具 有广阔的应用前景。 参考文献： 1张琰，李 吴松，张荆沙，等 .物联网环境下基于 PLC 的 远程控制系统设计 J .微电子学与计算机， 2016（ 02）： 130-134. 2刘林，李磊，范昀，等 .基于物联网技术的平台型工业 网关产品研究 J .信息技术与标准化， 2015（ 08） . 作者简介：王嘉炜（ 1990），男，工程师，主要从事自动 化方面的研究。 编辑：张思楠