西門子擴(kuò)展數(shù)字量信號(hào)板6ES7288-5DT04-0AA0

西門子擴(kuò)展數(shù)字量信號(hào)板6ES7288-5DT04-0AA0

一、基本信息

        中國(guó)正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)，越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)備開(kāi)始銷售到全國(guó)各地，出口到世界各個(gè)國(guó)家，這是一個(gè)令人欣喜的現(xiàn)象。隨著工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，幾乎所有的自動(dòng)化設(shè)備都不可避免的涉及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)故障診斷。目前機(jī)械設(shè)備制造廠家面臨的是調(diào)試人員短缺，出差效率低和差旅費(fèi)用支出過(guò)多的問(wèn)題，如果有一種技術(shù)可以讓設(shè)備調(diào)試人員不到現(xiàn)場(chǎng)就可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序修改和故障診斷的話，無(wú)疑會(huì)大受歡迎。

        隨著通信技術(shù)和應(yīng)用軟件的不斷發(fā)展，目前可以利用的軟硬件工具也越來(lái)越多，將這些軟硬件進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合配置，不難發(fā)現(xiàn)有很多手段可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試和診斷。在這些方法中，通過(guò)第三方工具部署PC間的VPN網(wǎng)絡(luò)然后再利用西門子TIA Portal Cloud Connector組件進(jìn)行PLC的遠(yuǎn)程連接無(wú)疑是簡(jiǎn)單和節(jié)省成本的。

        下面通過(guò)PC之間VPN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和TIA Portal Cloud Connector組件的部署兩個(gè)部分進(jìn)行介紹。

二、PC間VPN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

        當(dāng)前可以構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)的軟件硬件非常多，但對(duì)于工業(yè)場(chǎng)合來(lái)講通過(guò)簡(jiǎn)單的軟件和設(shè)置快速部署VPN連接才是有競(jìng)爭(zhēng)力的。因?yàn)樵诠I(yè)現(xiàn)場(chǎng)，維護(hù)人員的知識(shí)水平參差不齊，甲方維護(hù)人員也沒(méi)有足夠的耐心協(xié)助設(shè)備廠家進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。因此，此類方案必須足夠簡(jiǎn)單才有說(shuō)服力。以下介紹通過(guò)Teamviewer 和蒲公英VPN兩款軟件進(jìn)行構(gòu)建VPN。

• 2.1 通過(guò)Teamviewer構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)

        TeamViewer是一款能在任何防火墻和NAT代理的后臺(tái)用于遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用程序，桌面共享和文件傳輸?shù)暮?jiǎn)單且快速的解決方案。連接到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)只需要在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行 TeamViewer 即可，而不需要進(jìn)行安裝（也可以選擇安裝，安裝后可以設(shè)置開(kāi)機(jī)運(yùn)行）。該軟件面世時(shí)間長(zhǎng)，性能可靠穩(wěn)定，度較大，非常方便部署用于遠(yuǎn)程控制等。

        該軟件還有一個(gè)“隱藏”功能，可以用于兩臺(tái)裝有Teamviewer軟件的PC之間建立VPN連接，且操作非常簡(jiǎn)單。用戶只需要在軟件中安裝VPN組件，之后利用ID和Password就可以建立VPN連接。

        圖1顯示了VPN驅(qū)動(dòng)程序的安裝方法，目前顯示卸載VPN是因?yàn)樵擈?qū)動(dòng)程序已經(jīng)安裝。

圖1  VPN驅(qū)動(dòng)的安裝與卸載

        安裝完VPN驅(qū)動(dòng)之后可以在主界面中選擇VPN連接方式并且輸入伙伴ID，就可以建立VPN連接了，如圖2所示，操作非常簡(jiǎn)單。建立VPN之后就可以在圖3的界面中看到兩臺(tái)PC的VPN地址和數(shù)據(jù)流量，圖3還給出了PING的測(cè)試效果。

圖2  VPN的建立

圖3  VPN的建立效果

        Teamviewer實(shí)現(xiàn)VPN的操作是非常簡(jiǎn)單的，不過(guò)該軟件是一款德國(guó)的商業(yè)軟件，在國(guó)內(nèi)的使用效果時(shí)好時(shí)壞不太穩(wěn)定，更重要的是對(duì)個(gè)人用戶和非許可用戶的使用時(shí)間限制比較嚴(yán)格，長(zhǎng)期使用體驗(yàn)較差。如果需要長(zhǎng)期使用建議購(gòu)買許可證，許可證收費(fèi)較高。

• 2.2 通過(guò)蒲公英VPN構(gòu)建VPN網(wǎng)絡(luò)

        由上海貝銳科技開(kāi)發(fā)的蒲公英VPN軟件也可以方便的實(shí)現(xiàn)PC之間的VPN連接，只需要在兩臺(tái)PC上登錄同一個(gè)賬號(hào)就可建立一個(gè)VPN網(wǎng)絡(luò)，該產(chǎn)品免費(fèi)版本就可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)VPN，同時(shí)也可以結(jié)合硬件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)的VPN網(wǎng)絡(luò)搭建。相對(duì)于Teamviewer, 蒲公英VPN的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本較低，且可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制，適合國(guó)內(nèi)用戶。

        這兩個(gè)軟件有一個(gè)共同的特點(diǎn)是安裝文件體積非常小，特別適合于臨時(shí)部署VPN時(shí)的軟件分發(fā)，且兩個(gè)軟件操作均非常簡(jiǎn)單，幾乎零上手難度。

圖4  蒲公英VPN的建立效果

三、TIA Portal Cloud Connector連接到PLC

        在建立了VPN連接之后，安裝有博途軟件和TIA Portal Cloud Connector的PC可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)只安裝TIA Portal Cloud Connector軟件的PC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)PLC、觸摸屏、驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試和診斷，非常方便。

圖5  TIA Portal Cloud Connector方案架構(gòu)

        在調(diào)試環(huán)境的創(chuàng)建過(guò)程中，一步兩臺(tái)PC均啟動(dòng)TIA Portal Cloud Connector，現(xiàn)場(chǎng)端的配置為用戶設(shè)備，調(diào)試人員本地端配置為遠(yuǎn)程設(shè)備，并且在本地端的協(xié)議標(biāo)簽欄內(nèi)輸入用戶設(shè)備側(cè)的VPN地址，如下圖6、圖7所示。

圖7  用戶設(shè)備地址配置

        經(jīng)過(guò)這些設(shè)置之后就可以通過(guò)啟動(dòng)通信按鈕建立兩者之間的關(guān)系，通過(guò)狀態(tài)顯示窗口和狀態(tài)符號(hào)指示器判斷連接是否建立。之后就可以打開(kāi)博途進(jìn)行各種操作了，值得注意的是在建立連接之后博途軟件的網(wǎng)卡列表中會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)端PC上的網(wǎng)卡信息，在搜索網(wǎng)絡(luò)和下載時(shí)可以直接選擇相應(yīng)的網(wǎng)卡進(jìn)行下載，非常直觀方便，經(jīng)測(cè)試也可以用于程序的上傳。

圖8  連接建立的效果

        由于在激活TIA Portal Cloud Connector之后，現(xiàn)場(chǎng)端的網(wǎng)卡被映射到了本地，實(shí)際操作過(guò)程中，只需要直接選中現(xiàn)場(chǎng)端與設(shè)備相連接的網(wǎng)卡即可。同時(shí)，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，在Cloud Connector連接激活之后，Starter和Smart PLC 軟件也可以直接通過(guò)該網(wǎng)卡直接在線以及上傳程序、監(jiān)控程序，十分驚喜。

圖10 STARTER中的連接效果

四、應(yīng)用總結(jié)

        TIA Portal Cloud Connector 有多種應(yīng)用場(chǎng)景和配置方法，本文所述的部署方式僅僅代表筆者本人意見(jiàn)，個(gè)人認(rèn)為是實(shí)用也是快速實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試診斷的方案。考慮到設(shè)備維護(hù)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，維護(hù)人員技術(shù)水平較差，必須要用及其簡(jiǎn)單快速的方式完成部署，否則在高級(jí)的方案和設(shè)備也很難在現(xiàn)場(chǎng)推廣。得益于目前筆記本電腦的普及和移動(dòng)通信速度的大幅度提升和流量費(fèi)用的大幅降低，使得現(xiàn)場(chǎng)人員通過(guò)手機(jī)熱點(diǎn)的方式連接到Internet已經(jīng)不是什么難事了，需要做的僅僅是在筆記本電腦上點(diǎn)幾下按鈕而已。

        綜上所述，PC間的VPN配合TIA Portal Cloud Connector可能會(huì)是接下來(lái)被重點(diǎn)關(guān)注的遠(yuǎn)程設(shè)備維護(hù)解決方案之一。

西門子擴(kuò)展數(shù)字量信號(hào)板6ES7288-5DT04-0AA0

PC與S7-200系列PLC通信的連接 西門子PLC
S7-200系列PLC有通信方式有三種：一種是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PPI）方式，用于與該公司PLC編程器或其它人機(jī)接口產(chǎn)品的通信，其通信協(xié)議是公公開(kāi)的。另一種為DP方式，這種方式使得PLC可以通過(guò)Profibus-DP通信接口接入Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，從而擴(kuò)大PLC的使用范圍。后一種方式是自由口通信（Freeport）方式，由用戶定義通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)PLC與外設(shè)的通信。以下采用自由口通信方式，實(shí)現(xiàn)PC與S7-200系列PLC通信。
PC與S7-200系列PLC通信連接
PC為RS232C接口，S7-200系列自由口為RS485。因此PC的RS232接口必須先通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，再與PLC通信端口相連接，連接媒質(zhì)可以是雙絞線或電纜線。西門子公司提供的PC/PPI電纜帶有RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，可直接采用PC/PPI電纜，因此在不增加任何硬件的情況下，可以很方便地將PLC和PC的連接，如圖7-17所示。也可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)連接。
西門子S7-200 SMART模塊
西門子PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾個(gè)步驟
（一）決定系統(tǒng)所需的動(dòng)作及次序。
當(dāng)使用可編程控制器時(shí)，重要的一環(huán)是決定系統(tǒng)所需的輸入及輸出。輸入及輸出要求：
(1) *步是設(shè)定系統(tǒng)輸入及輸出數(shù)目。
(2) 第二步是決定控制先后、各器件相應(yīng)關(guān)系以及作出何種反應(yīng)。
（二）對(duì)輸入及輸出器件編號(hào)
每一輸入和輸出，包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)置寄存器等都有一個(gè)一的對(duì)應(yīng)編號(hào)，不能混用。
（三）畫(huà)出梯形圖。
根據(jù)控制系統(tǒng)的動(dòng)作要求，畫(huà)出梯形圖。
（四）將梯形圖轉(zhuǎn)化為程序
把繼電器梯形圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊炭刂破鞯木幋a，當(dāng)完成梯形圖以后，下一步是把它的編碼編譯成可編程控制器能識(shí)別的程序。
這種程序語(yǔ)言是由序號(hào)（即地址）、指令（控制語(yǔ)句）、器件號(hào)（即數(shù)據(jù)）組成。地址是控制語(yǔ)句及數(shù)據(jù)所存儲(chǔ)或擺放的位置，指令告訴可編程控制器怎樣利用器件作出相應(yīng)的動(dòng)作。
（五）在編程方式下用鍵盤(pán)輸入程序。
（六）編程及設(shè)計(jì)控制程序。
（七）測(cè)試控制程序的錯(cuò)誤并修改。
（八）保存完整的控制程序。