关键词： 远程控制;DTU;台达PLC;无线通讯;木工机械;

　　1 前言

　　当前我国经济的快速发展和现代化水平的不断提高，木工行业的发展突飞猛进。尤其是近年来作为国民经济支柱行业的房地产迅速崛起，使得人们对于家具的要求越来越高，这就刺激了各种木工行业的快速发展。近十年来，木工加工制造业经历了许多加工控制和自动控制的技术改革。许多应用设备从原始的机械控制开始，逐渐发展到结合机械结构的继电器逻辑控制，但是传统的继电器控制存在控制效率低，抗干扰性差，设备故障率高等问题，随着当前自动化控制技术的发展，已经逐渐为PLC和变频器的控制所代替。随着木工行业的发展，相应的对于木工机械设备的要求越来越高，相应的控制难度也越来越高，控制系统自动化程度要求也愈来愈高，并且对于现场设备的远程控制要求也越来突出，相应的都需要采用针对性的控制方案来实现相应的控制要。

　　台达机电至今已经能为客户提供PLC控制器、温度控制器、计数器、人机界面、变频驱动器、伺服驱动器、数控系统等一系列产品，可以向客户提供完善可靠的机电一体化解决方案。本文基于台达产品构建了一套先进的木工机械设备远程控制系统，实现了无线方式的远程操控且不受组网及距离的限制，值得业界借鉴并推广。

　　2 DTU功能特点

　　DTU是指数据终端设备(Data Terminal unit),可以理解为下位GPRS发射终端，在进行通信时，传输数据的链路两端肯定存在DTU，在它的作用下对所传信息进行格式转换和数据整理校验。其设备如图1所示。

　　GPRS DTU全称GPRS数据传输单元，在国内目前实际上对它具有更加明确的约定：GPRS DTU是专门用于将串口数据通过GPRS 网络进行传送的GPRS无线设备。

　　GPRS DTU的四个核心功能：

　　1)内部集成TCP/IP协议栈

　　GPRS DTU内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统，从硬件上，它可看作是嵌入式PC与无线GPRS MODEM的结合;它具备GPRS拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。

　　2)提供串口数据双向转换功能

　　GPRS DTU提供了串行通信接口，包括RS232,RS485,RS422等都属于常用的串行通信方式，而且GPRS DTU在设计上大都将串口数据设计成“透明转换”的方式，也就是说GPRS DTU可以将串口上的原始数据转换成TCP/IP数据包进行传送，而不需要改变原有的数据通信内容。因此，GPRS DTU可以和各种使用串口通信的用户设备进行连接，而且不需要对用户设备作改动。我们做无线连接时PLC只需要设置好对应串口的波特率相关参数就可以了如：115200、8、0、1。远程只需要按MODBUS协议来访问PLC就可以了。

　　3)支持自动心跳，保持永久在线

　　GPRS通信网络的优点之一就是支持GPRS终端设备永久在线，因此典型的GPRS DTU在设计上都支持永久在线功能，这就要求DTU包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线(当长时间没有数据通信时，移动网关将断开DTU与中心的连接，心跳包就是DTU与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包，以保持连接不被断开)、支持断线自动重连、自动重拨号等特点。

　　4)支持参数配置，永久保存

　　GPRS DTU作为一种通信设备，其应用场合十分广泛。在不同的应用中，数据中心的IP地址及端口号，串口的波特率等都是不同的。因此，GPRS DTU都应支持参数配置，并且将配置好的参数保存内部的永久存储器件内(一般为FLASH或EEPROM等)。一旦上电，就自动按照设置好的参数进行工作。

　　5)支持用户串口参数设置

　　不同用户设备的串口参数有所不同，DTU连接用户设备的串口时，要根据用户设备串口的实际参数对DTU端进行相应设置，保证用户设备的正常通信和可靠数据传输。

　　GPRS DTU的扩展功能：

　　较为专业的GPRS DTU还提供一些扩展功能，主要包括：支持数据中心域名解析、支持远程参数配置、远程固件升级、支持远程短信/电话唤醒、支持本地串口固件升级、提供短信通道、提供DTU在线、离线电平指示等。

　　图1 远程GPRS DTU 设备

　　3 系统设计

　　系统由GPRS采集终端PLC、GPRS运行网、Internet Server、通信服务器、及企业内部网组成。 GPRS采集终端通过串口或模拟量采集通道，采集各点流量计的瞬时流量与累计流量，保存在内存中。定时向Internet Server发送最新的数据。为减少发送的数据次数，降低运行成本，采集终端具有智能判断功能，在数据不变时(比如无排放流量时GPRS可一小时上报一次，无需频繁上，RTU控制示意图如图2 所示。

　　GPRS按量计费：虽然可以保持永远在线，但不必担心费用问题;因为只有产生通信流量时才计费。她是一种面向使用的计费，计费方式更加科学合理

　　高速传输：GPRS最高理论传输速度为171.2kbps，目前使用GPRS可以支持40Kbps左右的传输速率。

　　图2 RTU远程控制示意图

　　本文以上海某品牌无线终端和台达DVP-10SX为例进行说明。该系列产品包括了：GPRS方式，CDMA方式，EDGE方式等产品。这里选择GPRS方式，232通讯口。该系列产品支持本地设置和远程设置。系统配置表如表1所示，系统框架如图3所示。

　　系统配置表

　　图3 系统框架

　　4 系统安装调试流程

测试ZWDTU无线终端需要下列软件：

　　本地设置软件(zwdtuset.exe)、虚拟串口软件 VSPM.exe、服务器转串口软件 zwsvr2ck.exe、网络调试助手。

　　安装调试前的准备步骤：

　　1)将设备的串口和计算机的串口使用串口线连接;

　　2)运行本地设置软件(zwdtuset.exe )，使用设备的波特率(设备初始波特率115200)

　　打开设备所连接的串口，如“COM1”等;

　　4.1 设置模式

　　进入设置模式如图 4所示：(注意：要上电半分钟之内，打开串口进入设置模式)

　　图4 设置模式主界面

　　a 打开串口：点可以看到

　　b 进入设置模式：点可以看到提示操作成功：

　　c 基本设置界面如图5所示：

　　图5 基本设置界面

　　d 获取ip(获取你的外网ip)

　　e 设置端口：(设置你路由器的端口)

　　f 设置终端编号：记得要写成10000000008

　　g 退出设置模式：(不退出模式，终端上不了线)

　　关闭软件。

　　4.2 SIM 卡安装

　　取放SIM 卡需要先断电，再进行，以免损坏SIM 卡或者设备。设备上有一个指示灯，提供下列状态信息。

　　熄灭：关机

　　常亮：未注册到GPRS网络，此时电话不通

　　慢闪(亮0.2秒，熄2 秒)：注册到网络，此时电话能通

　　快闪(亮0.2秒，熄0.6 秒)：通信进行中

　　急闪(亮0.1秒，熄0.2 秒)：设备故障

　　4.3 检查设备是否上线

　　打开网络调试助手，如图3选择“服务器模式”--填上你设置DUT时写的端口(默认5005)--监听，在发送区写11选择16进制发送，等几秒在接受区能接受到数据说明设备已经上线。如图6所示。

　　图6 网络调试助手示意

　　4.4 安装虚拟串口软件 VSPM.exe

　　新建两个虚拟串口如图：

　　图7 虚拟串口

串口1编辑—只需要编辑“通用页”注意端口和之前设置对应起来，如图8所示。

　　图8 编辑串口1

　　串口18编辑--只需要编辑“通用页”。IP地址和端口对应好，如图9所示。

　　图9 编辑串口18

　　设置好后退出，让虚拟串口处于工作状态。

　　4.5 运行服务器转串口软件 zwsvr2ck.exe

　　按图7设置好IP、端口号、终端编号一定要是10000000008。启动服务器就好了，启动后会显示在线，如图10所示。

　　图10 启动服务器

　　4.6 DVP-10SX设置

　　主要是把PLC的232编程口波特率数设置和DTU设置的一样115200、8、0、1，都采用RTU模式的modbus.下载程序。

　　图11 PLC程序

　　4.7 DVP-10SX通过无线通讯在线监测

　　PLC和DTU通过232串口线连接，请注意检查接线方式2-3-5，RX-TX交叉对接。

　　打开PLC编程软件WPLSOFT2.12选择“通讯设置”按图9设置后确定。然后选择在线模式就开始通讯。

　　PLC编程软件的数据通过虚拟串口发出去，然后服务器转发程序又把虚拟串口的数据转成TCP/IP发出去，DTU接受到数据又转换成232给PLC。因为我们PLC支持标准MODBUS协议，其它组态软件只要支持标准modbus协议就可以直接通过这样的方式来和我们的PLC实现无线通讯。如图12所示。

　　图12 通讯设置

　　5 应用情况

　　台达PLC使用标准modbus协议，能和多种设备相兼容，应用广泛。本案例中，木工设备上使用该方案后，用户可以很方便的实现监控室PC机与现场设备的无线通讯功能，达到了实时监控、远程操作、便捷可靠的目的。

　　6 结语

　　根据客户设备技术要求，本木工机械远程控制系统结合台达PLC、DTU等自动化控制产品，为客户开发了一套稳定可靠的远程监控系统，受到了客户和使用单位的充分认可，再次证明中达电通是客户值得信赖的合作伙伴。运行实践表明，系统性能稳定，安全可靠，性价比高，值得业界同行借鉴和推广。