采用HOLLiAS-LEC G3 PLC实现多台控制器远程拨号通讯

摘要：本文提出了多台控制器使用1台Modem和1条电话线与远程PC之间进行通信的方案。该方案充分利用了和利时小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3的通讯功能。在描述系统方案的同时重点阐述了关键设备PLC的具体应用及参数设置。该系统成功应用于中央空调远程监控系统，应用效果良好。 

关键词：PLC、Modem、控制器、通信 

1 引言 
    随着科技的进步，人们已经不满足在现场对采集的数据进行分析处理。在很多场合，我们需要对距离很远的控制器进行监测。当距离在几千米的情况下，我们可以使用有线连接，比如采用Profibus-DP总线连接。但当距离有几百千米，甚至更远的情况下，采用上述连接方式的花费将会是惊人的，所以多采用廉价的电话通信进行数据传输。 
2 方案比较 
    通常情况下，每台控制器通过一台Modem和一条电话线连接到远程PC。远程PC与每台控制器之间占用一条通信线路，所以每次只能与一台控制器进行数据通信。该方案监控系统如图1。 

    在该方案下，每个控制器占用一个电话号码资源、一条电话线路和一台Modem。远程PC通过电话线与每个控制器分别连接，当需要与某个控制器进行数据通信时，通过拨号连接该控制器，进行数据通信。在这种情况下，如果有多个控制器需要与远程PC通信，将会占用多条电话线路。远程PC不可能同时与多台控制器进行数据通信，只能依次轮询拨号每个控制器，不仅Modem每次建立连接会耗费大量的时间，而且浪费大量的通信费用。 
    针对以上方案存在的弊端，本文提出一种新的方案，只采用1条电话线路和一台Modem，即可实现远程PC与所有的控制器进行数据通信，该方案监控系统如图2： 

图2 控制器与远程PC通信方案二 
    现场的控制器作为Modbus从站（可能是RS232接口的，也可能是RS485接口的，若是RS232接口，可以通过一个很便宜的转换设备将RS232转换成RS485），将所有的控制器挂接到485总线上，Modbus主站采用和利时公司小型一体化PLC—HOLLiAS-LEC G3的40点CPU模块LM3108。LM3108的RS485口挂接到485总线上，LM3108通过RS485口采用Modbus协议将各个控制器内需要读取的数据分别读取上来，存储在PLC对应的地址中。 
    LM3108的RS232接口与Modem连接，Modem通过电话线与远程PC连接。当拨号建立连接后，远程PC与LM3108之间拨号连通以后同样采用Modbus协议，此时远程PC作为Modbus主站，LM3108的RS232口作为Modbus从站，远程PC只需要取得PLC中相对应的地址中的数据即可。 
PLC与远程PC建立连接可以采用两种方式： 
1） PLC主动呼叫远程PC，可以在PLC中设定时间，或者设定某个触发条件，当条件满足时主动呼叫远程PC建立连接，进行通信。 
2） 远程PC主动呼叫PLC，远程监控人员根据需要拨号，以采集各控制器的数据。 
3 具体案例 
3.1 设备选型 
1） PLC——LM3108 
    LM3108是和利时公司生产的具有很高性能价格比的小型可编程序控制器，结构小巧、运行可靠、价格低廉。该PLC具备1个RS232端口和1个RS485端口，两者均可实现自由口通讯，可实现Modbus从站和Modbus主站功能。LM3108本体带有24点DI和16点DO，具有8k的自由存储空间，完全可以满足该方案的要求。 
2） 调制解调器 
    具备RS232接口的普通56K调制解调器。 
3） 远程PC 
    具备上位拨号并支持Modbus主协议软件的PC机，比如装有和利时公司SmartPro软件的PC机。 
3.2 LM3108与Modem硬件连接 
    需要2个9针的公头，连接线缆定义如图3： 

    LM3108连接针头1， Modem与PC之间的连接线的PC端接针头2，将两个9针头的2、3、5直连，针头2的1、7、8短接，4、6短接。 
3.3 LM3108与Modem软件设置 
    LM3108提供RS232口Modbus从站功能块（SET_LOCAL_ADDRESS）、RS232口通讯参数设置功能块（Reset_COMM_PRMT）、RS232口通讯自由口参数设置功能块（Set_COMM_PRMT）、RS232口通讯自由口数据发送功能块（COMM_SEND）、RS232口通讯自由口数据接收功能块（COMM_RECEIVE）。 
物理连接PLC与Modem后，若采用远程PC主动呼叫PLC，只需编程调用SET_LOCAL_ADDRESS和Reset_COMM_PRMT这两个功能块即可，PLC侧无需再作其它 设置。 
       若采用PLC主动呼叫远程PC，则需要RS232口在自由通讯方式下使用COMM_SEND与COMM_RECEIVE同Modem进行会话。
PLC主动呼叫远程PC的程序流程图如图4： 

图4 PLC主动呼叫远程PC程序流程图
3.4 应用效果
    本文介绍的方案已经成功应用于国内外中央空调远程监控系统，从几套系统近一年的运行情况来看，系统质量可靠、运行稳定、运行效果良好。相对传统方案，本文介绍的方案节省了大量电缆和硬件设备，具有较好的性价比，得到客户的好评。
4 结束语
    本文介绍了使用小型PLC作为中转，实现远程PC服务器与多台现场设备之间的通信方案，并详细说明了其关键设备PLC的软硬件设置。该设计方案不仅可以应用于中央空调监控系统，也可广泛应用于其它行业的类似监控系统，具有广阔的应用前景。
参考文献
[1] 陈坚. Modem通信编程技术. 西安电子科技大学出版社
[2] HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC硬件手册. 杭州和利时自动化有限公司
[3] HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC软件手册. 杭州和利时自动化有限公司