基于SiememsS7-200 PLC的遠程測控系統(tǒng)

隨著中國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，PLC在中小型自動化設(shè)備的日益普及應(yīng)用，對于設(shè)備制造廠商或生產(chǎn)技術(shù)管理部門來說，如何以最快捷的方式響應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備維護方面的需求，迅速檢測生產(chǎn)現(xiàn)場運行設(shè)備的狀態(tài)，及時解決生產(chǎn)現(xiàn)場反映的問題，已是多數(shù)上位技術(shù)管理者的切實需求。如何采用經(jīng)濟實用的方式來實施遠程PLC設(shè)備數(shù)據(jù)采集或測控，這也是探索解決此問題的初衷。

　　1 系統(tǒng)組成概述

　　系統(tǒng)硬件主要由上位計算機、TC35iGSM MODEM無線通訊模塊和遠程Siemens S7—200 PLC 3部分組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)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(yīng)的數(shù)據(jù)選擇、處理等；下位PLC則通過自由口通訊，以中斷方式快速響應(yīng)上位機對PLC變量存儲器數(shù)據(jù)的讀寫操作或?qū)／0口讀寫操作需求。由于上位計算機與遠程PLC的通訊載體是通過TC35i建立在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，從而打破了地域的限制，即便遠端PLC設(shè)備在千里之遙，實施數(shù)據(jù)采集、測控的如同咫尺。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　2．1 TC35i無線通訊模塊

　　系統(tǒng)組成如圖1所示，系統(tǒng)硬件主要是TC5i無線通訊模塊的應(yīng)用。TC35i是Siemens公司推出的新一代無線通信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(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU-TRS-232接口電路標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)接口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗位，可以在300～115 kb／s的波特率下運行，支持的自動波特率為4．8～115 kb／s，符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)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，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口。為數(shù)據(jù)、語音和短消息提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計。TC35i有40個引腳，通過ZIF連接器引出。這些引腳可劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。TC35i內(nèi)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(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；引腳24～29為SIM卡連接端；引腳33～40為語音接口用來接電話手柄。引腳15、30、31和32為控制部分，引腳15為啟動線IGT(Ig-niTIon)。當(dāng)TC35i通電后必須給IGT一個大于100 mV的低電平，模塊才能啟動。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(shù)據(jù)輸入／輸出端。TC5i無線通訊模塊的主要外圍電路的連接如圖3所示。數(shù)據(jù)通信電路以MAX232為核心實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換及串口通信。

　　2．2 系統(tǒng)硬件連接

　　系統(tǒng)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(gòu)成的GSM MODEM中的9芯RS232口直接連接；遠程的GSM MODEM與PLC連接時則必須通過RS232到RS485的轉(zhuǎn)換，這是Siemens PLC的通訊口數(shù)據(jù)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，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(tǒng)選用西門子S7—200 PLC，在西門子PLC中SIMATIC S7—200是一個系列，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(shù)據(jù)的遠程讀寫。因此在遠程PLC系統(tǒng)中擴展一型號為EM-235的4輸入1輸出模擬量模塊。