基于数据库的PLC远程监控系统研究

基于数据库的 PLC远程监控系统研究

李青龙

山东电力建设第三工程有限公司，山东 青岛 266100

摘要：随着科学技术的发展，我国的PLC技术有了很大进展，本文首先分析了单机PLC远程信息系统的特点，其次基于数据库的PLC远程监控系统进行研究。通过调试，表明WEB页面能够实现远程监控。

关键词：数据库；PLC；监控

引言

现代科技的进步使城市现代化进程飞速发展，电梯作为人员货物交通运输的工具，广泛应用于生活和生产实践，为人们提供着快捷、便利、舒适的运输服务。现代电梯的运行控制系统多由PLC提供，它具有可靠性高、抗干扰能力强、使用灵活、设计简单等特点，对电梯监控系统的研究和电梯群控系统算法的研究是当前电梯控制系统的研究热点。电梯维护和维修是电梯顺利运行的关键，但现代电梯维护和维修时间较长，本文设计的电梯远程监控仿真模拟系统，通过触摸屏画面的设计与组态，可以显示电梯运行现状，为电梯运行和故障检测提供有效的实时数据，便于电梯监测人员和维护人员及时了解电梯运行实况，有效缩短维护和维修时间。

1单机PLC远程信息系统的特点

“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。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。优点是配置自由度高，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基于数据库的PLC远程监控系统

2.1系统的控制方案设计

远程监控系统主要有主机集中、浏览器-服务器（C/S）和客户机服务器模式（B/S）。B/S模式是通过超文本传输协议方式向WEB发出指令信息。服务器响应后，把访问数据库的信息编译成SQL语言，再把该语言传送至数据库服务器。数据库服务器接收信息，并检验真实性，最终将数据反馈到上一级服务器，形成HTML页面显示在浏览器上。或者通过人机交互，以WEB形式显示于PC上。B/S模式具有便于维护，易于操做、可移植等特点，更适用于现代的工业控制系统。一般的B/S模式远程监控系统，由服务器、客户端和数据库三层体系构成。客户端通过网址，访问服务器，同时通过数据服务器处理数据，从而实现不同地点的数据传输、访问。但是加上控制层，增加了控制服务功能，使得该模式更加强大，也使得现有的数据资源得到了充分应用，能够实现WEB的远程监控。

2.2构造实时数据库

实时数据库是控制系统的数据处理中心，是MC⁃GS的核心，用户窗口组成的图形对象和各外部设备通过实时数据库建立连接关系，进行数据交换、数据处理和数据可视化管理。根据四层电梯的实际控制要求，建立4个数值型数据和31个开关型数据，实现对外部设备的控制。

2.3系统监控子系统

为了满足对PLC设备的实时监控和远程控制等需求，设计了系统监控子系统。系统监控子系统包括监控中心网络中间件模块、数据可视化模块和用户检测与管理模块。用户监控与管理模块主要是完成对设备数据的实时分析，预测设备运行状态和进行远程控制时的用户令牌发送的任务;数据可视化模块主要将采集的实时数据通过合适的方式呈现出来;监控中心中间件主要完成接收网络通信子系统上传的实时数据和控制信息，提供给用户监控与管理模块完成的对实时数据的进一步分析结果的任务。

2.4PLC网络透传功能实现

PLC与触摸屏的连接可以分为两种方式，一种方式为本地串口连接，这种方式将触摸屏看成主站，PLC设备作为从站，通信类型有RS232,RS484,RS422三种，根据硬件的实际连接情况来设置。本文中PLC与触摸屏采用网线连接，因此选择远程连接下的“网络PLC”，系统硬件连接的是西门子1200PLC，网络PLC的IP地址设置为192.168.1.100，必须保证与触摸屏的IP地址在同一网段中。通过物联网网关能够实现对远程PLC进行程序调试与下载，触摸屏画面的远程映射，实训设备似乎就在身边。

2.5数据库平台实现远程访问

使用MySQL数据库，可以十分方便的管理系统数据信息。运行MySQL数据在Web开发中的，我们必须先连接到数据库中；SQLServer是微软公司开发的一个关系数据库管理系统，存储着现场设备的数据信息。因此必须把MySQL数据和SQLServer数据库建立通信。开放数据互联（ODBC）是开放服务结构中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准。所以在SQLServer的服务器上安装MySQL的ODBC驱动，同时也为MySQL数据库建立ODBC系统数据源。然后操作数据前者数据库和后者的同步。而JAVA语言实现对数据库MySQL的操作，同时WEB解析出程序编码以直观的信息显示在浏览器上。本系统采用WEB通用浏览器作为远程监控的监视画面.Java语言是支持网页浏览器，利用Java编写本系统语言，需要从SUN公司下载s7api.jar等，这些开发包提供了编写语言时所用到的头文件。将这些开发包与Java的数据包放在同一路径下。操作人员在实时数据查询页面可以浏览工控设备的实时状态信息，页面通过调用串口程序向PLC发出写入或者查询命令后，会将PLC控制的下位机设备的实时状态信息以十六进制的形式进行反馈，并转换为JAVA语句，WEB页面对转换的JAVA语句进行分析。直观简介的显示在浏览器的网页上。操作人员能够进行方便快捷的浏览。也能够对现场设备的运行参数进行修改、综合查询监视，也能够进行单个数据信息的监视查询。

2.6PLC设备的远程监控

Web网页端访问云端数据库获取对应的数据并显示在网页上，数据分析部分对采集到的PLC设备的电压、电流、温度等工作参数进行分析。当检测到PLC出现故障后，云端服务器会发送一条数据给现场工程师，通知工程师PLC设备出现故障，如果需要在远程对设备进行控制，则需要在现场工程师授权，远程可以通过博途软件对PLC设备进行远程操作，直到PLC设备恢复正常。

结语

综上所述，采用WEB技术实现了远程的PLC监控系统。即利用Apache建立了远程监控系统的Web服务器。在远程访问时采用MySQL数据库与SQLServer数据库通信，读取PLC中的数据信息。运用PHP技术实现MySQL数据库的连接和操作，在网页中实现登录、下载功能。同时也能查看PLC的数据及现场历史数据。

参考文献

[1]邱萌．B/S模式的流程工业实时信息系统和智能故障诊断的研究[D]．南京：南京工业大学，2003．

[2]罗远福.基于Internet的PLC远程实训应用[J].重庆电力高等专科学校学报，2020，25（06）：21-23，47.

[3]王志泉，汤丽华.基于web的PLC在线仿真实验平台[J].科技经济导刊，2020，28（32）：18，17.

[4]赵宏图.关于PLC在罐区监控系统中的应用[J].设备管理与维修，2020（20）：101-102.

[5]王开宇，卢诚，韩延义，王林，张文轩.基于Web的PLC流水线监控系统设计[J].实验科学与技术，2019，17（04）：1-4，14.