基于PLC的远程控制系统设计

程明星

【摘 要】本文基于HMS公司工业远程网关Flexy205和西门子公司PLC S7-1500T，设计了伺服电机的远程控制系统，并对整个控制系统的结构、软件的设计以及组态过程进行了介绍。远程网关Flexy205通过与云端服务器通讯，完成现场PLC S7-1500T与远程控制终端互联，从而实现伺服电机远程控制的目的。

【关键词】电机控制;远程控制;PLC;组态软件

中图分类号： TU855;TP391.44;TN929.5 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）08-0107-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.045

【Abstract】Based on the industrial remote gateway Flexy205 of HMS and the PLC S7-1500T of Siemens， this paper designs a remote control system of the servo motor， and introduces the structure， software design and configuration process of the whole control system. The remote gateway Flexy205 communicates with the cloud server， completing the interconnection between the field PLC S7-1500T and the remote control terminal， thus realizing the remote control of the servo motor.

【Key words】Motor Control;Remote control;PLC;Configuration software

0 引言

随着科学技术的不断发展，远程控制技术日益受到人们的重视，逐渐被应用于各行各业中[1-3]。特别是在工业自动化控制领域，随着本地通信控制技术的局限性日益突出，采用有线或者无线网络进行远程通信控制的方式逐渐进入人们的视野[4-5]。该技术使得工程师可以通过网络随时随地访问现场自动化设备，实现对远端设备运行数据的实时监控和报警管理[6]，从而达到对现场运行设备的性能远程监控和预见性维护的目的[7]。同时，该技术还可以对设备运行的数据进行记录和存储，用于对设备历史数据的统计与分析，为设备制造商对设备性能的持续优化改进提供可靠的数据支持;同时还可对现场设备进行远程应用调试、操作，实现工程师不必到达设备现场，即可对设备进行远程调试、排除故障，大大地减少设备维护成本，并优化设备正常运行时间，从而提高设备的生产效率和公司的经济效益。

本文采用工业远程网关Flexy205与PLC S7-1500T相结合，设计了一种伺服电机的远程控制系统。同时对該系统的远程程序下载、设备监控以及故障报警提醒等功能进行了实验验证。

1 远程控制技术的原理

远程控制系统通常可以划分为远程控制终端系统、远程数据传输系统以及现场设备控制系统三部分[8]。远程控制终端系统一般包含计算机、手机和平板电脑等设备;远程数据的传输由云端服务器来完成，云端服务器通过现场的工业远程网关与现场的自动化设备建立远程数据连接。而远程控制终端在控制现场设备时，同样需要先与云端服务器建立远程连接，从而与现场自动化设备建立实时通讯连接，并实现对现场设备的远程操控;现场设备控制系统由工业远程网关和一系列自动化元器件组成，比如PLC及其下位机组件等。

2 远程控制系统设计

本文选用瑞典HMS公司的工业远程网关Flex205与西门子公司的PLC S7-1500T来实现对远程控制系统的设计。首先，将PLC S7-1500T中需要监控的变量在Flex205网关中进行组态;其次，通过登录网关客户端（eCatcher软件），将远端计算机与现场Flex205建立远程连接;最后，再通过工业组态软件ViewON，将远程人机监控界面与Flex205中的变量进行云组态，从而实现对现场设备的运行状态进行远程监控。

2.1 硬件系统设计

硬件系统主要由工业远程网关Flexy205、PLC S7-1500T、IO控制模块、V90伺服驱动器、1FL6型号伺服电机等组成。工业远程网关Flexy205通过4G工业物联网卡连入网络，并通过网线连接S7-1500T，S7-1500T通过PROFINET与ET200SP和V90进行通讯，进而控制伺服电机的运行，并对其运行状态进行实时监控。

2.2 软件系统设计

计算机通过网线与Flexy205连接，运用IP设置软件eBuddy设置Flexy205的IP为：192.168.0.53。然后再通过IE浏览器访问Flexy205的IP地址，对设备进行本地设置。首先配置网关的联网方式为4G手机卡联网，并将该网关与eCatcher账户绑定，命名网关名为FLEXY205_China_Office;然后选择与PLC通讯相匹配的IO Server，并设置其IP为PLC的IP;最后对PLC的变量进行组态，同时对伺服电机的速度进行监控。当电机超速时，系统通过邮件发送报警信息到指定邮箱进行报警。

完成控制系统的硬件和软件设计后，打开工业组态软件ViewON，根据控制功能需要，设计远程人机界面，并将界面中各个变量与Flexy205网关中的变量进行组态，从而建立S7-1500T与远程人机界面的云组态页面。

3 实验验证

系统采用西门子运动控制样机测试系统，模拟智能包装行业自动灌装工艺流程，并预先设计灌装凸轮工艺曲线数据。计算机登录eCatcher客户端，选择名称为FLEXY205_China_Office的远程网关进行连接，连接成功后即可显示出该网关下所连接PLC的设备信息。另外，在客户端中，还可以实时查询该账户下所管理网关设备的在线状态以及位置分布图。

计算机与Flexy205网关建立远程连接后，通过TIA Portal V15.1编程软件，将预先设计好的程序远程下载到现场的PLC S7-1500T中。在本实验中，通过位置轴和同步轴电机分别来模拟灌装设备转盘和喷管的运行轨迹。然后，通过IE浏览器登录远程人机界面，按照控制流程启动伺服电机，并设置系统初始运行速度（位置轴速度）为50°/s。系统稳定运行后，逐渐增加位置轴的速度，当速度达到设定的报警值（100°/s）时，电机停止运行，同时远程网关发送报警邮件到指定邮箱。

4 结论

本文针对本地通信控制在工业控制领域中的局限性，设计了基于Flexy205和S7-1500T的伺服电机远程控制系统。利用远程控制终端对现场伺服电机进行实时监控，并在出现故障时，及时进行报警提醒。实验结果表明该远程控制系统的实时控制效果好，远程人机界面操作简单，并可随时随地对设备进行远程监控;不仅可以满足设备供应商的远程调试需求，同时方便设备使用方随时随地监控设备的运行状态和数据，从而降低了管理成本，提高了经济效益。

【参考文献】

[1]陈玲君.基于物联网的远程控制智能家居系统设计与实现[J].山东农业大学学报（自然科学版），2016（1）：88-91.

[2]康玉忠，袁榮华，杨俊峰.基于GRM200G的化工反应釜远程监控设计[J].微型电脑应用，2015， 31（5）：15-16.

[3]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（2）：130-134.

[4]李娟娟，王希娟.基于物联网技术的电梯监控系统设计[J].微型电脑应用， 2018，34（2）：33-35+39.

[5]李研，黄凤辰，严锡君.基于ARM11的物联网网关设计[J].微型电脑应用， 2018，34（5）：43-46+52.

[6]唐学人.远程监控系统的设计与实现[J].电子技术，2018（2）：55-57.

[7]HMS工业网络有限公司.Give your transformer an extra life. https：//ewon.biz/applications/success -stories/give-your-transformer-an-extra-life.

[8]王建新，杨世凤，史永江，et al.远程监控技术的发展现状和趋势[J].国外电子测量技术，2005（4）：9-12.