智能無線數(shù)傳設(shè)備助PLC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制應(yīng)用

摘要： 隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，工廠自動(dòng)化(FA)的興起，可編程邏輯控制器(PLC)具有功能強(qiáng)大、操作簡單、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，使其應(yīng)用幾乎覆蓋了所有工業(yè)控制領(lǐng)域。在傳統(tǒng)的應(yīng)用方式中，PLC一旦安裝到使用現(xiàn)場后設(shè)計(jì)人員將很難跟蹤維護(hù)，出現(xiàn)問題也不能及時(shí)調(diào)試和升級。現(xiàn)在可以為PLC加裝GPRS/CDMA智能無線數(shù)傳設(shè)備( DTU)，改造為無線升級方案，實(shí)現(xiàn)了PLC的集中管理和分散控制。本方案使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器通過無線方式對工業(yè)現(xiàn)場的PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，不受距離和組網(wǎng)的限制。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程控制；ZWG-23A；DTU；PLC

方案論證

　　在工業(yè)控制領(lǐng)域，位于工業(yè)現(xiàn)場的PLC設(shè)備可能分布各地，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理分布于多個(gè)工業(yè)現(xiàn)場的PLC設(shè)備，采用電纜布線通信方式與遠(yuǎn)程服務(wù)器相連，不但布線麻煩、維護(hù)不方便、耗材極大，而且長距離造成的通信不穩(wěn)定性大大增加(例如信號干擾、衰減)。尤其在高度分散性的工業(yè)控制系統(tǒng)，取而代之的無線通信方式，讓傳統(tǒng)布線方式所產(chǎn)生的問題迎刃而解。無線通信方案主要有無線數(shù)傳電臺和GPRS/CDMA無線通信兩大類。

　　無線數(shù)傳電臺方案的建設(shè)成本(發(fā)射塔、天線、基站)及維護(hù)成本都是一筆不小的開支，并且網(wǎng)絡(luò)容量有限。最重要的是通信距離有限，受城市影響很大，高樓大廈會(huì)造成電波的反射和折射，要不斷的調(diào)整電臺位置和天線位置，因此不宜采用。

　　GPRS/CDMA無線數(shù)據(jù)通信是如今廣泛使用的兩種通用通信方式。采用GPRS/CDMA無線通信方案，依靠現(xiàn)成的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大，維護(hù)成本低，通信可靠，而且完全不受距離的限制，特別適合分散性的工業(yè)控制系統(tǒng)，其中選擇GPRS網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢是覆蓋范圍廣泛，適合頻繁，突發(fā)和少量的數(shù)據(jù)傳輸，CDMA網(wǎng)絡(luò)是基于目前商用的CDMA2000-1X,因?yàn)榫哂欣碚撋?53.6K的速率，是GPRS網(wǎng)絡(luò)的3倍，所以適合有高速數(shù)據(jù)傳輸要求的應(yīng)用。

　　目前基于GPRS/CDMA無線數(shù)據(jù)通信方式的工業(yè)控制模塊和系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、安防、電力、金融、交通、石油、煤礦各個(gè)領(lǐng)域。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本方案中整個(gè)系統(tǒng)由用戶設(shè)備(PLC)、無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(DTU)、服務(wù)器三大主要部分組成，如圖1所示。服務(wù)器通過Internet網(wǎng)絡(luò)、GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)與無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(DTU)建立連接，無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(DTU)又通過串口(RS-232/485/422)直接與位于各個(gè)工業(yè)現(xiàn)場的PLC相接，以實(shí)現(xiàn)對PLC遠(yuǎn)程控制。

圖1  DTU遠(yuǎn)程控制PLC方案

　　本文以廣州致遠(yuǎn)電子有限公司的GPRS DTU ZWG-23A和OMRON的CJ1G-H 型PLC為例進(jìn)行方案的說明。ZWG-23A是一款基于GPRS 網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備(DTU)，提供全透明數(shù)據(jù)通道，可以方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、無線、網(wǎng)絡(luò)化的通信方式，能夠讓串口設(shè)備輕松實(shí)現(xiàn)與Internet 的無線連接。
　　
系統(tǒng)安裝配置流程

　　系統(tǒng)安裝流程主要有如下四個(gè)步驟：
　　
　　架設(shè)服務(wù)器并且安裝相關(guān)軟件；
　　架設(shè)服務(wù)器；
　　相關(guān)軟件：OMRON PLC上位機(jī)編程軟件(CX-Programmer 5.0)、DTU配置工具及虛擬串口(ZNetCManager)；
　　現(xiàn)場設(shè)備安裝，ZWG-23A和PLC連接。ZWG-23A通過DB9母頭串口插座和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該串口插座的外形和引腳編號如圖2所示。

圖2  DB9母頭插座編號

　　該DB9母頭串口插座引腳的引腳編號、信號名稱、功能定義和方向如表1所示。表中的“方向”都是相對于DTU設(shè)備而言的，例如“OUT”表示該引腳為DTU的輸出引腳。在連接硬件的時(shí)候需要根據(jù)PLC的通信接口引腳定義選擇合適的連接線。