辊涂机PLC 远程控制系统的应用研究

2022-11-25孙承浩

电声技术 2022年1期

张晓，孙承浩

（江苏连港皮革机械有限公司，江苏连云港 222002）

0 引言

在工业控制领域，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）的运用已越来越广泛。采用高度实时性、高可靠性的PLC 通信技术，成为构成高操作性的自动控制系统的关键。尽管PLC 给工业控制带来了变革，但目前绝大多数控制系统依然采用较传统的程序管理模式，即现场上下载、监控程序，降低了工作效率。通过PLC 远程控制可以方便地修改远程PLC 的运行程序，实现上下载功能，还可以通过组态软件读取PLC 的运行参数，实现对运行状态的监控[1]。PLC 网关远程管理各地PLC，可以实现PLC 的程序下载、编程、维护等功能，解决分布在各地的多台工业PLC 的现场维护、控制调试难题，开源节流，节省人力、物力、时间、资源成本，达到工业智能化管理。

1 研究准备

1.1 PLC 远程控制系统硬件概述

以辊涂机为例，辊涂机的电气控制系统采用西门子PLC（200Smart）和触摸屏；远程控制模块采用广州巨控电子科技的GRM533 智能控制器。GRM533 智能控制器具有如下功能、特性：

（1）PLC 远程下载、上传，监控PLC 梯形图，支持串口、网口下载；

（2）支持触摸屏程序、画面远程下载；

（3）电脑联网，可以利用组态软件远程监控[2]；

（4）可以实现PLC 与手机互联，向手机号发送短信报警，手机控制，报警提醒信息；

（5）开放式Web 接口，客户可以自己做网站平台和App；

（6）抗干扰能力强、稳定性好，可直接安装在含大功率电气设备的机柜中；

（7）同时支持局域网和全球范围内的因特网监控；

（8）利用成熟的4G 网络上网，速度稳定，也可采用有线和4G 网冗余。

利用GRM533 远程控制模块，可实现远程下载调试PLC/HMI 等设备并协助现场解决问题，无需固定IP 地址和端口映射；可远程调试现场网口与串口设备，不同地方设备PLC 的IP 地址可以相同；支持梯形图、SCL、FBD 等，完美兼容博途、WPLSOFT 等各种编程软件；远程模块信息、设备信息支持一键备份到云端，特别适合多设备厂家维护管理；可有效解决博途远程搜索时广播包被拦截搜索不到设备的难题[1]。

1.2 PLC 远程控制系统的工作方式

PLC 远程控制系统的传统方法为：在前端配置一个路由器，中心端配置一个虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）服务器，通过VPN技术，搭建广域网中的局域网，操作电脑和网络设备可以通过WiFi 或者LAN 接入到其中任何一个网关设备，就可以访问局域网内所有的设备和电脑。这种情况下，需要有一个公网IP 地址或者公网IP地址的端口映射[2]。相对来说，费用会更高，而且VPN 的稳定性不能保证。

目前的连接方式是组建远程虚拟局域网，不需要再用传统的VPN 服务器，不需要固定IP 地址，不需要再做端口映射，在成本上可以省去服务器的费用，只需要远程模块GRM533与PLC和HMI相连，在远程电脑端通过网络云服务器即可实现PLC 远程上下载、在线监控，方便，简单，实用。

2 通信设置

2.1 GRM533 远程控制模块配置

GRM533 模块在首次使用时需要配置相关参数。参数配置的准确与否，直接影响是否能成功上下载、监控程序[3]。

利用电脑配置模块的网口IP 地址，首先要保证电脑当前的IP 地址和GRM533 的IP 地址在同一个局域网段内，然后在电脑的IE 浏览器输入模块的初始IP 地址“192.168.1.140”，进入修改IP 地址的界面。输入分配的IP 地址“192.168.1.X”，并选择“网络端口用途分配”，点击“提交修改”“重启模块”，即可修改模块2 个网口的IP 地址为新的地址[4]。

其次，需要配置GRM533 模块网口连接外网。连接外网有两种方法：一是GRM533 通过WAN 口接入外网；二是通过WiFi（仅支持2.4 GHz）连接外网。本文仅介绍第二种连接外网的方法（通过WiFi连接），第一种方法不再赘述，相关参数按照说明书设置即可。GRM533 通过WiFi 连接外网的配置步骤如下。

（1）为GRM533 接上直流12～24 V 电源，并插好WiFi 天线。GRM533 仅支持2.4 GHz 频段的WiFi，不支持5G 频段。

（2）电脑利用网线直接和GRM533 的网口连接，或者电脑和GRM533 都插入同一交换机。

（3）电脑通过网页配置GRM533 模块的WiFi，需要保证电脑的IP 地址和GRM533 的IP 地址在同一个网段内。出厂时，GRM533 模块2 个LAN口的IP 地址均为192.168.1.140，可以将电脑的网络IP 设置为192.168.1.200，子网掩码设置为255.255.255.0。

（4）在电脑浏览器输入远程控制模块的IP 地址“192.168.1.140”，即可打开网页配置界面，进行网络连接配置，只需要输入模块要连接的WiFi 的名称和密码即可。需要注意，WiFi 路由器的名称和密码要完全输入正确，字符区分大小写。

（5）WiFi 连接成功后，一般信号强度要求50 dB 以上，方能保证通信的稳定性以及实时性。

2.2 PLC 主机的参数配置

打开GRM533 控制器软件GRMDev5，在GRM533控制器上选择smart_S7_200_TCP。SMART200 设置PLC 的IP“192.168.1.2”，子网掩码“255.255.255.0”。在SMART-200 下载时，PLC系统模块需做相应配置。在软件GRMDev5 上GRM533 模块右键新建设备，IP 地址填写与PLC的地址“192.168.1.2”，网络端口默认为“102”。

2.3 远端电脑与远程控制模块通信配置工程

通过上述各种设置方法，建立了远程控制模块与PLC 的内部通信。以下将介绍远端电脑与远程控制模块的通信方法与步骤。

（1）远端现场PLC 等工控设备使用以太网或串口与PLC 无线通信模块GRAM533 对应接口连接。

（2）无线通信模块可通过4G、WiFi、以太网等多种方式连接云安全服务器。

（3）在电脑上安装GRMDev5 软件，通过无线通信模块序号密码登录。

（4）在GRMDev5 软件上，根据链接设备接口，创建远程链路。可根据情况选择最快的加速服务器。

（5）使用PLC 或触摸屏编程软件，进行上下载程序、在线监控及诊断。

GRM533 在GRMDev5 里面配置的变量、短信等工程信息，本地电脑可以通过网线直接连接GRM533 下载，也可以在GRM533 模块连上云服务器（插卡、WiFi、有线均可）之后，通过网页直接提交GRMDev5 配置的工程。

（1）用户提供序号，由巨控电子科技开通远程下载功能。远程下载模块需要接入网线到路由器上外网或者插4G SIM 卡上网。

（2）用户电脑需要能上外网，用远程下载密码（初始为12345678）登录www.yunplc.com，第一次输入后系统会提示要求改“远程下载密码”默认密码，密码必须是8 位或者更多，且必须有字母和数字。

（3）修改“远程下载密码”完成后，进入“设备管理”，打开“远程下载管理”页面。此时即可以下载西门子PLC 程序文件，也可以看到之前提交的下载文件的完成情况。需要注意的是，*.GRMDAT 文件在GRMDev5 编译配置时会自动生成*.GRMDAT，如果修改了GRM 工程，一定要在GRMDev5 中点一次编译按钮，才会生产新的GRMDAT 文件，之后才能提交。

通常情况下，如果电脑通过路由器上网，可以先用网线将电脑和模块的网口连接，配置模块的IP（参考GRM533 网口连接外网配置方法），然后再将模块的网口通过网线插到路由器上，使模块接入外网。提供模块序号给巨控电子科技开通网页和远程下载功能后，在www.yunplc.com 登陆模块序号密码即可，然后直接通过网页下载工程。如果通过4G 上网，也可以提供模块序号给巨控电子科技开通网页和远程下载功能，然后直接通过网页下载工程，更加方便[5]。

至此，经过设置、测试，使用远端电脑并安装GRMDev5 软件和PLC 编程软件，可以将程序下载到远程控制模块端的PLC 上，成功地建立了远程通信。