采用HOLLiAS-LEC G3 PLC實現多臺控制器遠程撥號通訊

A Technique to Solve the Communication among Multi-controller and Remote Personal Computer Based on HOLLiAS-LEC G3 PLC
摘要：本文提出了多臺控制器使用1臺Modem和1條電話線與遠程PC之間進行通信的方案。該方案充分利用了和利時小型一體化PLC HOLLiAS-LEC G3的通訊功能。在描述系統方案的同時重點闡述了關鍵設備PLC的具體應用及參數設置。該系統成功應用于中央空調遠程監控系統，應用效果良好。
關鍵詞：PLC、Modem、控制器、通信
Abstract：A technique to solve the communication problem among multi controller and remote personal computer with a modem and a telephone line is put forward in the thesis. With the method, the communication function of the HOLLiAS-LEC G3 PLC is fully used. Meanwhile, the actually application and the setting of parameters of PLC which is the key equipment in the system is also essential introduced. The system is used in remote control system of central air conditioner successfully and the effect of it is satisfied.
Keyword：PLC、Modem、Controller、Communication
1 引言
隨著科技的進步，人們已經不滿足在現場對采集的數據進行分析處理。在很多場合，我們需要對距離很遠的控制器進行監測。當距離在幾千米的情況下，我們可以使用有線連接，比如采用Profibus-DP總線連接。但當距離有幾百千米，甚至更遠的情況下，采用上述連接方式的花費將會是驚人的，所以多采用廉價的電話通信進行數據傳輸。
2 方案比較
通常情況下，每臺控制器通過一臺Modem和一條電話線連接到遠程PC。遠程PC與每臺控制器之間占用一條通信線路，所以每次只能與一臺控制器進行數據通信。該方案監控系統如圖1。


在該方案下，每個控制器占用一個電話號碼資源、一條電話線路和一臺Modem。遠程PC通過電話線與每個控制器分別連接，當需要與某個控制器進行數據通信時，通過撥號連接該控制器，進行數據通信。在這種情況下，如果有多個控制器需要與遠程PC通信，將會占用多條電話線路。遠程PC不可能同時與多臺控制器進行數據通信，只能依次輪詢撥號每個控制器，不僅Modem每次建立連接會耗費大量的時間，而且浪費大量的通信費用。
針對以上方案存在的弊端，本文提出一種新的方案，只采用1條電話線路和一臺Modem，即可實現遠程PC與所有的控制器進行數據通信，該方案監控系統如圖2：

圖2 控制器與遠程PC通信方案二
現場的控制器作為Modbus從站（可能是RS232接口的，也可能是RS485接口的，若是RS232接口，可以通過一個很便宜的轉換設備將RS232轉換成RS485），將所有的控制器掛接到485總線上，Modbus主站采用和利時公司小型一體化PLC—HOLLiAS-LEC G3的40點CPU模塊LM3108。LM3108的RS485口掛接到485總線上，LM3108通過RS485口采用Modbus協議將各個控制器內需要讀取的數據分別讀取上來，存儲在PLC對應的地址中。
LM3108的RS232接口與Modem連接，Modem通過電話線與遠程PC連接。當撥號建立連接后，遠程PC與LM3108之間撥號連通以后同樣采用Modbus協議，此時遠程PC作為Modbus主站，LM3108的RS232口作為Modbus從站，遠程PC只需要取得PLC中相對應的地址中的數據即可。
PLC與遠程PC建立連接可以采用兩種方式：
1） PLC主動呼叫遠程PC，可以在PLC中設定時間，或者設定某個觸發條件，當條件滿足時主動呼叫遠程PC建立連接，進行通信。
2） 遠程PC主動呼叫PLC，遠程監控人員根據需要撥號，以采集各控制器的數據。
3 具體案例
3.1 設備選型
1） PLC——LM3108
LM3108是和利時公司生產的具有很高性能價格比的小型可編程序控制器，結構小巧、運行可靠、價格低廉。該PLC具備1個RS232端口和1個RS485端口，兩者均可實現自由口通訊，可實現Modbus從站和Modbus主站功能。LM3108本體帶有24點DI和16點DO，具有8k的自由存儲空間，完全可以滿足該方案的要求。
2） 調制解調器
具備RS232接口的普通56K調制解調器。
3） 遠程PC
具備上位撥號并支持Modbus主協議軟件的PC機，比如裝有和利時公司SmartPro軟件的PC機。
3.2 LM3108與Modem硬件連接
需要2個9針的公頭，連接線纜定義如圖3：

LM3108連接針頭1， Modem與PC之間的連接線的PC端接針頭2，將兩個9針頭的2、3、5直連，針頭2的1、7、8短接，4、6短接。
3.3 LM3108與Modem軟件設置
LM3108提供RS232口Modbus從站功能塊（SET_LOCAL_ADDRESS）、RS232口通訊參數設置功能塊（Reset_COMM_PRMT）、RS232口通訊自由口參數設置功能塊（Set_COMM_PRMT）、RS232口通訊自由口數據發送功能塊（COMM_SEND）、RS232口通訊自由口數據接收功能塊（COMM_RECEIVE）。
物理連接PLC與Modem后，若采用遠程PC主動呼叫PLC，只需編程調用SET_LOCAL_ADDRESS和Reset_COMM_PRMT這兩個功能塊即可，PLC側無需再作其它 設置。
若采用PLC主動呼叫遠程PC，則需要RS232口在自由通訊方式下使用COMM_SEND與COMM_RECEIVE同Modem進行會話。
PLC主動呼叫遠程PC的程序流程圖如圖4：

圖4 PLC主動呼叫遠程PC程序流程圖
3.4 應用效果
本文介紹的方案已經成功應用于國內外中央空調遠程監控系統，從幾套系統近一年的運行情況來看，系統質量可靠、運行穩定、運行效果良好。相對傳統方案，本文介紹的方案節省了大量電纜和硬件設備，具有較好的性價比，得到客戶的好評。
4 結束語
本文介紹了使用小型PLC作為中轉，實現遠程PC服務器與多臺現場設備之間的通信方案，并詳細說明了其關鍵設備PLC的軟硬件設置。該設計方案不僅可以應用于中央空調監控系統，也可廣泛應用于其它行業的類似監控系統，具有廣闊的應用前景。

參考文獻
[1] 陳堅. Modem通信編程技術. 西安電子科技大學出版社
[2] HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC硬件手冊. 杭州和利時自動化有限公司
[3] HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC軟件手冊. 杭州和利時自動化有限公司