基于SiememsS7-200 PLC的遠程測控系統

隨著(zhù)中國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，PLC在中小型自動(dòng)化設備的日益普及應用，對于設備制造廠(chǎng)商或生產(chǎn)技術(shù)管理部門(mén)來(lái)說(shuō)，如何以最快捷的方式響應現場(chǎng)設備維護方面的需求，迅速檢測生產(chǎn)現場(chǎng)運行設備的狀態(tài)，及時(shí)解決生產(chǎn)現場(chǎng)反映的問(wèn)題，已是多數上位技術(shù)管理者的切實(shí)需求。如何采用經(jīng)濟實(shí)用的方式來(lái)實(shí)施遠程PLC設備數據采集或測控，這也是探索解決此問(wèn)題的初衷。

　　1 系統組成概述

　　系統硬件主要由上位計算機、TC35iGSM MODEM無(wú)線(xiàn)通訊模塊和遠程Siemens S7—200 PLC 3部分組成，具體結構如圖1所示。系統軟件分為上位PC和下位PLC兩部分，上位PC部分提供人機交互操作界面和相應的數據選擇、處理等；下位PLC則通過(guò)自由口通訊，以中斷方式快速響應上位機對PLC變量存儲器數據的讀寫(xiě)操作或對I／0口讀寫(xiě)操作需求。由于上位計算機與遠程PLC的通訊載體是通過(guò)TC35i建立在GSM網(wǎng)絡(luò )基礎上的，從而打破了地域的限制，即便遠端PLC設備在千里之遙，實(shí)施數據采集、測控的如同咫尺。

　　2 系統硬件設計

　　2．1 TC35i無(wú)線(xiàn)通訊模塊

　　系統組成如圖1所示，系統硬件主要是TC5i無(wú)線(xiàn)通訊模塊的應用。TC35i是Siemens公司推出的新一代無(wú)線(xiàn)通信GSM模塊，TC35i雙頻工作(EGSM900／GSMl800)，電源范圍在3．3～4．8 V，發(fā)送功率分別為2W(Class4 EGSM900)和lW(Classl GSMl800 MHz)，TC35i的數據接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU-TRS-232接口電路標準。數據接口配置為8位數據位、1位停止位、無(wú)校驗位，可以在300～115 kb／s的波特率下運行，支持的自動(dòng)波特率為4．8～115 kb／s，符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶(hù)提供標準的AT命令接口。為數據、語(yǔ)音和短消息提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶(hù)的應用開(kāi)發(fā)及設計。TC35i有40個(gè)引腳，通過(guò)ZIF連接器引出。這些引腳可劃分為5類(lèi)，即電源、數據輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。TC35i內部電路如圖2所示。

　　ZIF40PIN的引腳1～14為電源部分，其中引腳l～5為電源電壓輸入端VBATT+，引腳6～10為電源地GND，引腳11～12為充電端，引腳13為對外輸出電壓(供外部電路使用)，引腳14 ACCU／TEMP接負溫度系數的熱敏電阻；引腳24～29為SIM卡連接端；引腳33～40為語(yǔ)音接口用來(lái)接電話(huà)手柄。引腳15、30、31和32為控制部分，引腳15為啟動(dòng)線(xiàn)IGT(Ig-niTIon)。當TC35i通電后必須給IGT一個(gè)大于100 mV的低電平，模塊才能啟動(dòng)。引腳30為RTC back up；引腳3l為掉電控制：引腳32為SYNC，引腳16～23為數據輸入／輸出端。TC5i無(wú)線(xiàn)通訊模塊的主要外圍電路的連接如圖3所示。數據通信電路以MAX232為核心實(shí)現電平轉換及串口通信。

　　2．2 系統硬件連接

　　系統硬件的連接可參考圖1可知，上位計算機的串口輸出與由TC35i構成的GSM MODEM中的9芯RS232口直接連接；遠程的GSM MODEM與PLC連接時(shí)則必須通過(guò)RS232到RS485的轉換，這是Siemens PLC的通訊口數據和PPI編程電纜連接的必要條件。另一方面必須注意的是，在與遠程GSM MODEM的RS-232串口連接時(shí)，還必須將RS232串口中的RXD和TXD對換連接，否則將不能正常通訊。

　　2．3 遠程PLC的選型

　　該系統選用西門(mén)子S7—200 PLC，在西門(mén)子PLC中SIMATIC S7—200是一個(gè)系列，其中包括多種型號的CPU，這里選用CPU-222，由于CPU不提供模擬量的輸入輸出，為檢測對模擬量數據的遠程讀寫(xiě)。因此在遠程PLC系統中擴展一型號為EM-235的4輸入1輸出模擬量模塊。