2021年第2期
摘要：通过4G 无线网络技术，利用“接管服务器”和“托管服务器”两种技术模式搭建单机设备 远程信息采集系统，不仅可实现远程信息采集、远程数据监控和在线调试维护，各专业专家还 可以通过数据信息平台对设备运行状态进行专业化评估。关键词：信息化;4G 网络；信息采集；远程监控 中图分类号:TP 393.17文献标识码:B 文章编号：100卜6171 (2021)02-0055-05
DOI ： 10.19698/j ki . 1001-6171.20212055
Technical Characteristics and Application of Single PLC Remote Information System
SHAO Yankun , CUI Hongwang , LIU Jinda
(Sinoma (Tianjin ) Control Engineering Co ., Ltd . , Tianjin 300400, China )
Abstract: Through 4G wireless network technology , the remote information collection system of stand
alone equipment is built by using two technical modes of "autonomous server " and "hosting server ", which can not only realize remote information collection , remote data monitoring and online debugging and maintenance , but also professional experts can professionally evaluate the running status of equipment through the data information platform .
Key words ： informatization ; 4G network ; information collection ; remote monitoring 1基于4G 网络技术的远程通讯
目前，在无线网络中，4G 最适用于远距离的网 络通信，且一般水泥厂厂区均已覆盖4G 信号。 4G 是目前世界主流的无线通讯方式，其技术成熟 且已得到广泛的应用。4G 理论峰值传输速率可以
达到下行丨〇〇Ml )ps 、上行50Mhps ，能够满足一般水 泥厂的数据采集工作需要。
利用4G 网络技术，可以将单机PLC 系统内的 数据通过加密信道传输到网络云服务器，再通过账 户授权的方式将信息及控制点分配给不同层级的
通讯地址：中材（天津)控制工程有限公司，天津300400；收稿日期：2020-10-09；编辑：孙娟
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用户。此种方式省去了 DCS层级繁琐的配置工作，拥有更高的信息获取自由度及更加多样化的控制 方式。
2单机PLC远程信息系统的特点及应用
目前可以采取两种服务器模式实现单机PLC 远程信息系统搭建，目卩“接管服务器”模式和“托管 服务器
”模式。
2.1基于“接管服务器”模式的远程信息系统的技 术特点及现场应用
2.1.1技术特点
“接管服务器”模式需在现场PLC柜内加装目 前通用的工业4G路由器，将PLC与4G路由器用以 太网连接，搭建远程服务器的工业信息采集系统和 网络框架，配置参数，使其与现场的4G路由器建立 VPN信道，使PLC和服务器置身于同一个虚拟局域 网段内，再配置服务器对外访问的接口，即可给用 户提供不同的数据访问或数据控制的权限。远程 数据监控系统架构见图1
另外，“接管服务器”模式需自行搭建和维护数 据服务器，数据的访问量依托于服务器的承载能力 以及服务器所在网络环境的状态。优点是配置卩 由度高，可拥有服务器端的最高权限；缺点是成本 高，配置繁琐，对服务器所在网络环境有一定要求。
2.1.2现场应用
山东烟台某水泥厂取料机的远程信息监控系 统就是应用的“接管服务器”模式，该水泥厂的堆取 料机进行了全自动堆取料的升级改造，实现了全程 无人值守模式。因为堆取料机属于运动平台，动力 电是通过卷盘内的电缆输送，而信号则是通过短距 离低频无线信号传输系统与DCS通讯，通讯的数据 量
有限，无法全面覆盖PLC内的信息。若要实现全 自动堆取料过程，则需进行长时间的数据监控及在 线调试。为此，我们在该项目中增设了远程控制系 统。图2为取料机现场运行实况。
该远程信息监控系统的硬件为315-2PN/DP PLC与工业4G路由器，通过以太网连接。图3为取 料机PLC柜内部结构，黑盒子即工业4G路由器，通过吸附在柜体顶部的4G路由器专用天线完成 4G信号的传输。
该系统的服务器设在公司，公司的网络是固定 的外网丨丨\由信息中心的总路由器接入，再经网管 系统保护监控，以不同的端口分配给公司内网用户 不同的使用权限。内网用户若想通过服务器监控 项目PLC内的数据，就需要在网管系统中添加白名 单。服务器和现场4G路由器之间搭建PPTP类型 的VPN连接，以连通从现场到服务器的链路。再 配置服务器的信息采集系统，国产工业SC A D A软 件如组态王、力控、紫金桥等都配有数据网络发布
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天线网线
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图6
取料机现场触屏控制画面
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图3
取料机PIX 柜内安装4G 路由器
的功能。以紫金桥软件为例，先配置PLC 数据采集 的设置和网络数据收发端口以及Web 发布端口，再 配置服务器的IIS 发布功能，激活软件运行平台，经 调试后，将现场堆取料机的数据发布上网，用户可 通过用户名和密码访问数据。远程监控系统数据 平台见图4、图5，取料机现场触屏控制画面见图6, 远程监控系统数据平台画面见图7。
图4
远程监控系统数据平台客户端登陆画面
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图5
远程监控系统数据平台
图7取料机远程监控系统数据平台界面
2.2基于“托管服务器”模式的远程信息系统的技
术特点及现场应用
“托管服务器”模式使用第三方平台的云服务 器接收、发送数据，硬件上PLC 与第三方4G 远程模 块相连，数据经加密信道传输到云服务器端，设备
工程师和管理人员可通过手机端APP 访问服务器 上的数据，或者经由API 接口将数据发送到指定位 置，这种模式的特点是服务器可全程托管，维护成
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本低，维护便捷。现已有多个项目应用这种模式进 行数据采集。图8、图9是某生料辊压机改造项目 远程采集手机APP端展示的数据3
2.3两种服务器模式的技术对比(表1)
3基于远程信息系统的设备维护和专家数据分析基于以上两种服务器模式搭建的远程信息系 统不仅能够进行数据采集，也是进行设备维护和专 家数据分析必不可少的途径之一。
3.1设备维护
设备工程师可对现场PLC程序进行远程维护, 如出现重大故障，设备工程师可远程检查处理，降低设备停机带来的不利影响。如图10所示，设备 维护人员可随时在线查看设备维护情况，选择目标 项目点击加人网络后，即可对该项目所连PLC进行 维护。图11是设备维护人员远程对现场PLC程序 进行远程数据接收的画面。
3.2专家数据分析
在专家数据分析方面，任何的第三方系统都可 由指定的API接口，通过令牌加密的方式访问远程 采集系统的数据。这种远程方式现已与集团BIM 信息平台对接，图12所示为BIM平台接收远程数 据界面，B1M平台将收集到的数据信息提供给平台
成本因素
成本比较配置因素配置比较维护因素
维护比较 安全性比较
数据流向特点总结
表1两种服务器模式的技术对比
接管服务器
本地服务器
独立静态丨P或动态域名服务
网络安全软件
常规工业4G/5G路由
4G/5G流量费用
相比之下成本较高
本地服务器的网络环境穿透
本地服务器的工业软件组态
本地服务器的网络发布技术
本地服务器网络安全技术
现场4G/5G路由的配置
本地服务器与现场路由的VPN搭设
现场PLC的配置
配置工作较繁琐，出错率高
本地服务器网络环境维护
本地服务器工业软件的运行维护
本地服务器数据的网络发布维护
现场PLC的远程维护
4G/5G流量监控
以上项目需要专人定点维护，较繁琐
依赖本地服务器的网络安全环境
DCS及PLC
4G/5G路由器
本地服务器数据库
数据网页或发布
托管服务器
工业4G/5G模块及云服务器
4G/5G流量费用
具有成本优势
工业云平台的组态与应用
工业4G/5G模块的配置
现场PLC的配置
结构简单，配置简便
工业云平台一体式维护
现场PLC的远程维护
4G/5G流量监控
云数据形式，可随时随地多人维护
依赖第三方云平台的可信度
DCS及PLC
4G/5G数据模块
第三方云平台数据库
API接口发布
BIM数据库转存
数据网页或手机端发布
成本及配置维护的工作量大，需要专人维护，但结构相对灵活，结构简单，便于维护，数据流向灵活。对第5方平台 中间环节可替换度高。依赖度高。
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图丨2b B 1M 平台接收远程数据界面
参考文献：[1]
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杨潇文.基于web 的远程监控系统研究[J ].中国科技博览，2014，
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图8手机端实时数据浏览
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内各领域的专家，再由专家对设备的运行状态、备 件报备等做出评估。4
结语
构建智能化水泥工厂的基础是有足够的信息 量以实现大数据的A I 算法。通过4G 网络技术，利 用“接
管服务器”和“托管服务器”两种技术模式搭 建单机PLC 远程信息采集系统，对完善单机系统信 息化、智能化具有重要意义，是实现水泥工厂智能 化发展的必要条件。
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