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　　關鍵詞： 遠程控制;DTU;臺達PLC;無線通訊;木工機械;

　　1 前言

　　當前我國經濟的快速發展和現代化水平的不斷提高，木工行業的發展突飛猛進。尤其是近年來作為國民經濟支柱行業的房地產迅速崛起，使得人們對于家具的要求越來越高，這就刺激了各種木工行業的快速發展。近十年來，木工加工制造業經歷了許多加工控制和自動控制的技術改革。許多應用設備從原始的機械控制開始，逐漸發展到結合機械結構的繼電器邏輯控制，但是傳統的繼電器控制存在控制效率低，抗干擾性差，設備故障率高等問題，隨著當前自動化控制技術的發展，已經逐漸為PLC和變頻器的控制所代替。隨著木工行業的發展，相應的對于木工機械設備的要求越來越高，相應的控制難度也越來越高，控制系統自動化程度要求也愈來愈高，并且對于現場設備的遠程控制要求也越來突出，相應的都需要采用針對性的控制方案來實現相應的控制要。

　　臺達機電至今已經能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計數器、人機界面、變頻驅動器、伺服驅動器、數控系統等一系列產品，可以向客戶提供完善可靠的機電一體化解決方案。本文基于臺達產品構建了一套先進的木工機械設備遠程控制系統，實現了無線方式的遠程操控且不受組網及距離的限制，值得業界借鑒并推廣。

　　2 DTU功能特點

　　DTU是指數據終端設備(Data Terminal unit),可以理解為下位GPRS發射終端，在進行通信時，傳輸數據的鏈路兩端肯定存在DTU，在它的作用下對所傳信息進行格式轉換和數據整理校驗。其設備如圖1所示。

　　GPRS DTU全稱GPRS數據傳輸單元，在國內目前實際上對它具有更加明確的約定：GPRS DTU是專門用于將串口數據通過GPRS 網絡進行傳送的GPRS無線設備。

　　GPRS DTU的四個核心功能：

　　1)內部集成TCP/IP協議棧

　　GPRS DTU內部封裝了PPP撥號協議以及TCP/IP協議棧并且具有嵌入式操作系統，從硬件上，它可看作是嵌入式PC與無線GPRS MODEM的結合;它具備GPRS撥號上網以及TCP/IP數據通信的功能。

　　2)提供串口數據雙向轉換功能

　　GPRS DTU提供了串行通信接口，包括RS232,RS485,RS422等都屬于常用的串行通信方式，而且GPRS DTU在設計上大都將串口數據設計成“透明轉換”的方式，也就是說GPRS DTU可以將串口上的原始數據轉換成TCP/IP數據包進行傳送，而不需要改變原有的數據通信內容。因此，GPRS DTU可以和各種使用串口通信的用戶設備進行連接，而且不需要對用戶設備作改動。我們做無線連接時PLC只需要設置好對應串口的波特率相關參數就可以了如：115200、8、0、1。遠程只需要按MODBUS協議來訪問PLC就可以了。

　　3)支持自動心跳，保持永久在線

　　GPRS通信網絡的優點之一就是支持GPRS終端設備永久在線，因此典型的GPRS DTU在設計上都支持永久在線功能，這就要求DTU包含了上電自動撥號、采用心跳包保持永久在線(當長時間沒有數據通信時，移動網關將斷開DTU與中心的連接，心跳包就是DTU與數據中心在連接被斷開之前發送一個小數據包，以保持連接不被斷開)、支持斷線自動重連、自動重撥號等特點。

　　4)支持參數配置，永久保存

　　GPRS DTU作為一種通信設備，其應用場合十分廣泛。在不同的應用中，數據中心的IP地址及端口號，串口的波特率等都是不同的。因此，GPRS DTU都應支持參數配置，并且將配置好的參數保存內部的永久存儲器件內(一般為FLASH或EEPROM等)。一旦上電，就自動按照設置好的參數進行工作。

　　5)支持用戶串口參數設置

　　不同用戶設備的串口參數有所不同，DTU連接用戶設備的串口時，要根據用戶設備串口的實際參數對DTU端進行相應設置，保證用戶設備的正常通信和可靠數據傳輸。

　　GPRS DTU的擴展功能：

　　較為專業的GPRS DTU還提供一些擴展功能，主要包括：支持數據中心域名解析、支持遠程參數配置、遠程固件升級、支持遠程短信/電話喚醒、支持本地串口固件升級、提供短信通道、提供DTU在線、離線電平指示等。

　　圖1 遠程GPRS DTU 設備

　　3 系統設計

　　系統由GPRS采集終端PLC、GPRS運行網、Internet Server、通信服務器、及企業內部網組成。 GPRS采集終端通過串口或模擬量采集通道，采集各點流量計的瞬時流量與累計流量，保存在內存中。定時向Internet Server發送最新的數據。為減少發送的數據次數，降低運行成本，采集終端具有智能判斷功能，在數據不變時(比如無排放流量時GPRS可一小時上報一次，無需頻繁上，RTU控制示意圖如圖2 所示。

　　GPRS按量計費：雖然可以保持永遠在線，但不必擔心費用問題;因為只有產生通信流量時才計費。她是一種面向使用的計費，計費方式更加科學合理

　　高速傳輸：GPRS最高理論傳輸速度為171.2kbps，目前使用GPRS可以支持40Kbps左右的傳輸速率。

　　圖2 RTU遠程控制示意圖

　　本文以上海某品牌無線終端和臺達DVP-10SX為例進行說明。該系列產品包括了：GPRS方式，CDMA方式，EDGE方式等產品。這里選擇GPRS方式，232通訊口。該系列產品支持本地設置和遠程設置。系統配置表如表1所示，系統框架如圖3所示。

　　系統配置表

　　圖3 系統框架

　　4 系統安裝調試流程

測試ZWDTU無線終端需要下列軟件：

　　本地設置軟件(zwdtuset.exe)、虛擬串口軟件 VSPM.exe、服務器轉串口軟件 zwsvr2ck.exe、網絡調試助手。

　　安裝調試前的準備步驟：

　　1)將設備的串口和計算機的串口使用串口線連接;

　　2)運行本地設置軟件(zwdtuset.exe )，使用設備的波特率(設備初始波特率115200)

　　打開設備所連接的串口，如“COM1”等;

　　4.1 設置模式

　　進入設置模式如圖 4所示：(注意：要上電半分鐘之內，打開串口進入設置模式)

　　圖4 設置模式主界面

　　a 打開串口：點可以看到

　　b 進入設置模式：點可以看到提示操作成功：

　　c 基本設置界面如圖5所示：

　　圖5 基本設置界面

　　d 獲取ip(獲取你的外網ip)

　　e 設置端口：(設置你路由器的端口)

　　f 設置終端編號：記得要寫成10000000008

　　g 退出設置模式：(不退出模式，終端上不了線)

　　關閉軟件。

　　4.2 SIM 卡安裝

　　取放SIM 卡需要先斷電，再進行，以免損壞SIM 卡或者設備。設備上有一個指示燈，提供下列狀態信息。

　　熄滅：關機

　　常亮：未注冊到GPRS網絡，此時電話不通

　　慢閃(亮0.2秒，熄2 秒)：注冊到網絡，此時電話能通

　　快閃(亮0.2秒，熄0.6 秒)：通信進行中

　　急閃(亮0.1秒，熄0.2 秒)：設備故障

　　4.3 檢查設備是否上線

　　打開網絡調試助手，如圖3選擇“服務器模式”--填上你設置DUT時寫的端口(默認5005)--監聽，在發送區寫11選擇16進制發送，等幾秒在接受區能接受到數據說明設備已經上線。如圖6所示。

　　圖6 網絡調試助手示意

　　4.4 安裝虛擬串口軟件 VSPM.exe

　　新建兩個虛擬串口如圖：

　　圖7 虛擬串口

串口1編輯—只需要編輯“通用頁”注意端口和之前設置對應起來，如圖8所示。

　　圖8 編輯串口1

　　串口18編輯--只需要編輯“通用頁”。IP地址和端口對應好，如圖9所示。

　　圖9 編輯串口18

　　設置好后退出，讓虛擬串口處于工作狀態。

　　4.5 運行服務器轉串口軟件 zwsvr2ck.exe

　　按圖7設置好IP、端口號、終端編號一定要是10000000008。啟動服務器就好了，啟動后會顯示在線，如圖10所示。

　　圖10 啟動服務器

　　4.6 DVP-10SX設置

　　主要是把PLC的232編程口波特率數設置和DTU設置的一樣115200、8、0、1，都采用RTU模式的modbus.下載程序。

　　圖11 PLC程序

　　4.7 DVP-10SX通過無線通訊在線監測

　　PLC和DTU通過232串口線連接，請注意檢查接線方式2-3-5，RX-TX交叉對接。

　　打開PLC編程軟件WPLSOFT2.12選擇“通訊設置”按圖9設置后確定。然后選擇在線模式就開始通訊。

　　PLC編程軟件的數據通過虛擬串口發出去，然后服務器轉發程序又把虛擬串口的數據轉成TCP/IP發出去，DTU接受到數據又轉換成232給PLC。因為我們PLC支持標準MODBUS協議，其它組態軟件只要支持標準modbus協議就可以直接通過這樣的方式來和我們的PLC實現無線通訊。如圖12所示。

　　圖12 通訊設置

　　5 應用情況

　　臺達PLC使用標準modbus協議，能和多種設備相兼容，應用廣泛。本案例中，木工設備上使用該方案后，用戶可以很方便的實現監控室PC機與現場設備的無線通訊功能，達到了實時監控、遠程操作、便捷可靠的目的。

　　6 結語

　　根據客戶設備技術要求，本木工機械遠程控制系統結合臺達PLC、DTU等自動化控制產品，為客戶開發了一套穩定可靠的遠程監控系統，受到了客戶和使用單位的充分認可，再次證明中達電通是客戶值得信賴的合作伙伴。運行實踐表明，系統性能穩定，安全可靠，性價比高，值得業界同行借鑒和推廣。