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工业设备基于物联网远程PLC控制系统

设计

摘要：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

制系统相比，具有实时性、安全性、稳定性等方面的优势。

关键词：物联网；远程控制；PLC；工业设备

引言

针对实训室设备利用率不高、实验室开放及共享程度低和实验室设备无监控

系统的问题。本文着手开发一套可以实时了解实验室设备运行状态的系统。目标

是研究开发一种基于工业物联网的设备远程监控方法。

1远程控制系统原理

远程PLC控制系统原理图如图1所示。传感器等检测单元将检测到的数据传

送给系统的控制器PLC的模拟量采集模块，PLC经过A/D模数转换处理，将数据

显示在触摸屏上；同时，再将得到的数据通过485串口通信Modbus协议发送给

无线DTU(DataTerminalUnit，数据终端)模块，DTU模块将串口数据转换为IP数

据后，通过数据流量发送至云服务平台进行存储以便上位机和移动终端访问数据。

监测终端可以在任何有网络的地方利用账号登录物联网平台、手机APP或者微信

查看云平台的数据，从而实现远距离、无线的实时监控功能。该系统具有安装方

便、使用灵活、传输实时性好、稳定性高、造价低廉、实用性强等特点。

图1远程PLC监控系统原理图

2工业设备基于物联网远程PLC控制系统设计

2.1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。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。

2.2、OPC服务器与组态软件的通信设计

GiantView组态软件能够为OPC提供良好的运行环境，具备OPC服务器终端

设备的相关功能，并能够与其进行交互，实现信息读取与写入。基于OPC的PLC

现场端与远程控制端组态软件之间的通信设计，主要是利用

TCP/IPEthernetOPCServer驱动的OPCServer。同时如果要使用基于GiantView

组态软件的设备终端，那与通常用到的一些I/O通讯设备方式基本相同。第一，

需要打开StationconfigurationEditor，通过AddCompo-nent功能导入

OPCServer，同时做好相关数据设置。在将SI-MATICManager装入电脑并且建立

新文件之后，点击InsertNewObject－SIMATICPCStation，设置其名称要与

OPCServer设置的相同。打开ConfigurationConsole－Application－OPC-

settings，使用DP协议设置操作台属性数据。第二，需要GiantView组态设备

终端连接OPCServer，使用OPC协议，端口参数中将GrmOpcServer．GＲMOPC对

服务器进行命名。点击完成后，完成与客户端与OPCServer建立联系。

2.3物联网通信协议选择

物联网是物的互联网，是将所有终端设备通过网络连接起来，数据和信息通

过互联网交互以及上传云端服务器。在物联网发展过程中，为了让不同终端设备

之间、终端设备与云端服务器之间能互联互通进行数据传输，总结制定了一些标

准的物联网通信协议。MQTT协议和CoAP协议是物联网中最常见的两种物联网通

信协议，各有优缺点，所应用的场景也不相同。MQTT协议是多对多协议，代理服

务器中转消息，使得不同终端设备之间可以进行数据订阅和数据发布，让不同终

端设备之间不直接产生联系。CoAP协议是点对点协议，是终端设备与服务器之间

进行的数据传递。本项目中虽然只有一台含