一种基于Web的远程设备监控技术

张爱红

(无锡职业技术学院，江苏无锡 214121)

一种基于Web的远程设备监控技术

张爱红

(无锡职业技术学院，江苏无锡 214121)

为了实现计算机IE浏览器对远程设备的监控，提出了一种基于Web的网络监控方法。远程系统采用三菱Q00JCPU PLC为控制器，配置以太网模块与定位模块;服务器端以面向对象的方法创建动态Web程序，调用三菱MX组件与PLC进行实时信息交互;服务器网站发布后，客户机以网页的形式监控设备的运行。给出了开发的流程与实例。实际应用表明，系统能够满足远程设备的实时监控要求。

Web;MX组件;PLC;网络控制

在工业控制领域，PLC技术具有应用广泛、性能稳定等优点。为了实现设备的远距离监控，知名PLC公司 (诸如三菱、西门子等)都推出了用于以太网通信的模块，为底层设备的互联互通创造了有利条件，而Visual Studio等高级语言的集成环境也便于缩短计算机应用软件的开发周期与开发难度。

为了实现对远程设备的监控，项目采用ASP.NET技术调用三菱MX组件的通信方式。计算机上开发完成的程序打包发布到Web服务器上，客户端通过Web浏览器监控设备的运行，无需安装Microsoft Visual Studio、GX Developer等应用软件，方便地实现了B/S模式下远程设备的操作与监控。

1 系统开发

1.1 系统硬件组成

采用三菱Q系列基本型PLC(Q00JCPU)为设备控制器，主基板上有5个插槽 (编号:0—4)，从左向右分别插入两轴位置控制模块 (QD75P2)、输入/输出模块 (QX41/QY41P)、以太网模块(QJ71E71-100)，CC-LINK模块。以太网模块经由交换机与服务器通信，客户端以网页的方式访问服务器网站，系统硬件构成如图1所示。

图1 系统硬件的组成

1.2 PLC网络参数设置

GX Developer是三菱通用性较强的编程软件［1］，它能完成Q、QnA、A、FX等不同系列PLC梯形图、指令表、SFC等编程。利用它的功能参数列表可以进行PLC参数、网络参数设置。由于以太网功能模块位于插槽3内，根据模块编址原则，插槽0的编址为00H—1FH，插槽1的编址为20H—3FH，依此类推，插槽3的起始为60H。图2为以太网络参数界面，设置项目包括起始I/O号、网络号、组号、站号、IP地址、DNS地址等。

图2 GX Developer网络参数设置

参数设置完成后必须下载到PLC控制器，才能发挥其功能，因此需打开“在线”菜单进行“传输设置…”。初次连接时系统尚不具备以太网功能，故应采用串行通信方式——PC侧选“USB/串行”、PLC侧选“CPU模块”，波特率设置为19200bps，通信测试通过后执行“写入”操作。参数下载后，建立起服务器与PLC的以太网通信，网络模块指示灯将正常闪烁。

1.3 PLC控制

(1)定位模块配置

PLC程序开发前，需正确配置定位模块(QD75P2)，具体有两种方法:①PLC编程赋值缓冲存储器;②通过GX Configurator-QP软件配置。相比较而言:方法②更简便，但需安装定位模块配置软件Configurator-QP［2］。考虑到远程设备的传动机构、连接形式、控制方式等，基本参数设置:每转脉冲为500 mm，每转位移为5 000μm，放大倍数为1倍，脉冲输出形式为0(PLS/SIG)，开始时的偏移速度为10 mm/min。另外还要设置OPR基本参数OPR速度与爬行 (Creep)速度，并确保OPR速度大于爬行速度，爬行速度不低于偏移速度 (Bias speed)。

(2)PLC编程

PLC是远程设备的控制器，能够实现机器OPR控制、正负向点动控制、定位控制、报警复位等功能。为了使程序能够正常运行，需编程处理PLC准备好 (Ready)信号，定位模块只有接受到该信号，才会输出QD75 Ready信号，否则PLC发送定位指令时将出错。而PLC与定位模块信息交互的地址与定位模块所处的插槽有关，由于系统定位模块位于插槽0，因此PLC Ready信号为Y0，QD75 Ready信号为X0。编写的PLC初始化程序如下:

Y40输出‘1’时，说明定位模块已准备好，在设备定位控制前还需建立运动基准点，即机器OPR，PLC控制程序如下:

程序中M0由上位机程序 (服务器)控制其“0→1→0”的通断，U0G1500是定位起动点编号的缓充存储器地址，用常数K9001赋值时将实现机器OPR操作，若要实现编号1—600点的定位控制，还需指定定位速度与定位地址。以定位编号为‘2’的控制为例，PLC程序如下:

程序中U0G2014，U0G2016为定位起动编号2的命令速度、定位目标的缓存首址，由上位机程序传送赋值。

1.4 服务器程序开发

(1)计算机与PLC的通信配置

ASP.NET作为.NET Framework的一部分，是开发动态网页的一种服务器端技术，采用了面向对象的方法创建动态Web应用程序，开发的程序具有结构清晰、执行效率高等优点。为了简化通信编程，程序调用前需安装 Mitsubishi MX软件，并进行配置［3］，项目中PLC与服务器计算机采用以太网通信，连接配置如图3所示。

图3 服务器与PLC通信连接的配置

(2)程序编写

调用三菱通信组件MX前需在新建项目的“解决方案资源管理器”里添加引用“MITSUBSHIActMulti Controls Ver3.0”。由于MX组件适应性强，编程时无需考虑连接方式，即使服务器与PLC采用串行通信，也无需修改例程，仅需修改图3所示的通信配置。

在代码隐藏文件的开头定义ACTMULTIL-ib.ActEasyIF全局变量Comm，控制模块通过Comm调用dll中的函数，例程如下:

数据寄存器D100中存储着缓充存储器U0G817的第4位信息(OPR完成标志)，可用于机器OPR运行结束的判断。

②定位起动信号的通/断由M1控制，结束标志为X14，定位完成后将复选框2勾选，例程如下:

其他功能包括正负向点动控制、报警复位等实现方法，与此类似，限于篇幅不再赘述。为了确保程序正常运行，在代码隐藏文件 (.cs)的开头需添加引用命名空间:using System.Threading、using System.Runtime.InteropServices与 using System.Threading。

(3)应用程序的配置安装和部署

开发完成的程序打包后成为MSI类型的安装文件，必须运行在安装IIS的服务器上。安装与配置IIS的流程详见文献 ［4］。为了实现客户机的访问，服务器端还要进行设置:打开“控制面板”，点击“Windows”防火墙，选择“例外”标签，添加“端口”，“名称”为网站的“虚拟目录”，端口号可取8000。这样设置后客户端便可对设备进行远程操作与监控。为便于记忆、简化网络地址，可将自定义的域名指向IP地址，需进入到磁盘路径:C:WINDOWSsystem32driversetc，在$(SystemRoot)/system32/drivers/etc/hosts文件的最后加上:210.28.147.219 www.servoctrl.com，即可将域名“www.servoctrl.com”指向地址“210.28.147.219”。

(4)客户端访问

客户端计算机无需安装 Microsoft Visual Studio、GX Developer、GX Configurator-QP等应用软件，打开浏览器键入网站地址http://www.servoctrl.com即可监控设备的运行，界面如下:

图4 客户端监控界面

2 结论

针对三菱Q系列PLC远程网络控制的应用需求，文中提出了直接在ASP.NET(C#版)环境下调用MitsubishiMX组件的通信方法，并实现了B/S模式下客户端计算机对远程设备的操作与监控。应用研究表明:系统具有开发周期短、开发成本低等优点。

【1】三菱电机自动化(上海)有限公司.GX Developer Version 8操作手册［M］，2005.

【2】三菱电机自动化(上海)有限公司.GX Configurator-QP Version 2操作手册［M］，2004.

【3】三菱电机自动化(上海)有限公司.MX Component Version 3编程手册［M］，2004.

【4】缪勇，李新峰，付志涛.Visual C#学习笔记［M］.北京:电子工业出版社，2008.

【5】富士电机(上海)有限公司.富士AC伺服系统FALDICW系列用户手册［M］.

W eb-based Monitoring Technology for Remote Devices

ZHANG Aihong
(Wuxi Institute of Technology，Wuxi Jiangsu 214121，China)

In order to implementmonitoring remote devices through computer IE browser，one network monitoringmethod is proposed based on web.Mitsubishi Q00JCPU programmable logical controller(PLC)was used as controller in the remote system，and othermodules including Ethernet and positioning were configured as well.Server-side dynamic web applicationswere created by using object-oriented approach.In order to communicate information with PLC in real-time，MitsubishiMX componentwas called.After releasing of the server site，the operation of remote equipments could be monitored by client through IE browser.Development process and development instanceswere given.Practical application shows that the system canmeet the requirements of real-timemonitoring for remote devices.

Web;MX component;PLC;Net control

TN915.08

A

1001－3881(2013)8－127－3

10.3969/j.issn.1001 －3881.2013.08.043

2012－02－03

张爱红 (1971—)，男，副教授，研究方向为数控、机器人等机电一体化技术。E－mail:zhangah@wxit.edu.cn。