PLC远程在线实训系统的研究与实践

□ 张迎辉 阮友德 吴益宇

PLC远程在线实训系统的研究与实践

□ 张迎辉 阮友德 吴益宇

本文介绍了基于Internet技术的PLC远程实训系统的构建。该系统采用工业通讯模块和网络安全协议，依托Internet和Siemens PLC强大的通讯能力，进行数据传送，真正实现了远程PLC的在线访问。该系统可在远程对实训室中PLC进行访问，通过现场视频直接观察PLC及控制对象的动作，完成在线监控、调试等工作。

PLC；远程在线实训；数据通信安全

一、研究背景

远程教育已进入以计算机网络为重要教学手段的阶段，但在实际教学中也出现了不少值得关注的问题，具体表现在：网上教学缺乏深度的交流互动；教学形式基本停留在网上提供教学信息、观看视频录像或利用BBS进行简单答疑的阶段；无法提供现场实验的内容；实践、实训教学无法满足学生需要等方面。

本研究开发了一种基于Internet的PLC远程实训系统，能够较好地满足了远程教学的要求。该研究以《PLC应用技术》课程为基础，课程的难点和重点在于程序设计和调试，能够进行程序的传输、调试和现场检验。基于Internet的PLC远程实训系统，可使学员在远程计算机上完成PLC程序的编制、上下载，远程检验和调试。通过摄像头可以实时观察到PLC和实训设备的工作情况，以验证程序是否正确。构建这类实训平台，需解决工业数据远程安全传输方式和实训教学方法等问题，本研究较好地解决了上述难题，为PLC远程在线实训提供了一些可供借鉴的经验。

二、远程在线访问系统的组成

PLC远程在线访问系统的组成如图1所示：主要由PLC、受控对象、现场摄像头、远程通讯模块、网络通讯协议和远程访问计算机组成。远程计算机装有Windows XP操作系统，西门子PLC编程软件和网络安全连接协议（S-link）和PLC实训室配置远程安全通讯模块SY-RSCM（内置S-link安全连接协议）与远端计算机建立起和本地PLC之间的虚拟局域网VLAN通道。为满足不同的实训要求，本系统可分别采用西门子S7-224XP和支持工业实时以太网（Profinet）的S7-1200 PLC实现。S7-224XP本身没有以太网接口，为此增配了一个CP243-1的以太网模块。而西门子S7-1200 PLC，可直接利用以太网作为编程和通讯接口。远程通讯模块具有交换，路由，防火墙、安全网关和VLAN等功能，用以建立可编程控制器、摄像头等设备与远程主机之间的虚拟专用网络（VLAN） 通道，从而实现100Mbps的工业网络数据传输，网络还可由多台管理计算机和服务器同时对多个远程通讯模块下的可编程控制器进行访问。

三、远程实训系统的设计

基于Internet PLC远程实训系统具有如下主要功能：

1.具有远程PLC现场监控功能

远端计算机可通过PLC的以太网通讯接口与实训现场的受控对象（如气动机械手等）连接，由远程计算机控制其动作。具有以太网接口的摄像头，在分配IP后，可连接到远程通讯模块，通过远程调节摄像头找到适当的监控画面，在现场实验员的配合下完成对受控对象的远程监视和远程调试。如图2所示

图2 摄像头对受控对象进行监视

2.对现场PLC的I/O点进行监测

远程计算机还也可以对现场PLC的输入、输出点进行监测，图3所示为监控画面。通过该类画面，可了解现场PLC的输入、输出点动作是否满足设计要求。

图3 PLC的输入、输出点监测画面

3.提供一站式的学习环境

虽然该系统通过Internet、以太网、远程通讯模块和视频摄像头，实现了远程程序上下载和现场实时信息的采集、监控，达到了远程实训的目的。但为使远程实训更加可靠和快捷，研究者将组态技术与PLC远程实训系统相结合，自主开发了仿真实训软件，从而实现了远程电气线路仿真接线和受控对象仿真控制，如图4、图5。学生可在远程反复进行编程和接线的仿真练习，熟练后再进入远程实训。因此本系统能为学员提供远程仿真实训、PLC输入、输出点远程监测、受控对象动作远程监控和程序的远程调试，实现了一站式教学，收到了事半功倍的教学效果。

四、结束语

图4 远程仿真电气系统接线

图5 远程仿真控制受控对象

本实训平台已稳定运行半年，达到了预期效果，受到了学员及同行的好评。本系统的特点在于用户无需高深的计算机水平，即可完成远程实训系统的构建，实现安全的远程数据传输。同时，系统提供了丰富的网络仿真训练软件，为远程实训提供了必要的前期准备。该系统提供的远程实训系统构建方案和实训教学方法，易用性好，可靠性高，对提高我国远程实训技术水平和内涵将起到积极的推动作用。

[1]崔坚.西门子工业网络通信指南[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2]远程安全通讯模块SY-RSCM使用手册.赛远自动化有限公司.2010：14.

[3]SIMATIC PROFINET系统说明.Siemens AG.2006：46-48.

[4]乔晓琳.基于IPSec VPN应用研究[J].电脑知识与技术.VOL.6，No.5，2010，（2）：1072-1074.

2010－10－25

张迎辉，副教授，硕士，深圳职业技术学院电工技术实训室主任（518055）。

阮友德，工程师；吴益宇，高级工程师，深圳赛远自动化有限公司（518000）。

责任编辑 柯 南

G40-057

B

1009—458x（2011）05—0091—02