基于Internet的PLC远程实训应用

第

25

卷

Vol.

25

第

6

期

重庆电力高等专科学校学报

Jodreal

of

Chodgqing

Elect/o

Powce

Colleyv

2022

年

12

月

N

o

.

2

Dco22020

基于

Internet

的

PLC

远程实训应用

罗远福

/重庆电力高等专科学校

,

重庆

440053

)

摘

要

:介绍了基于

Dteeet

的

PLC

远程实训系统的结构组成

、

开发过程及其特点

。

用户通过远程计算机

，

可以对

控制系统进行编程

，

程序上传

、

下载

，

远程在线调试

，

远程视频监视

。

应用结果表明

，

用先进的计算机与网络技术,

在原有设备基础上稍加改造

，

即可实现

PLC

远程在线实训

，

且建立远程开放式实验系统

，

特别是在当前的疫情背景

下

，

具有重要的现实意义

。

关键词

：

远程实训;实训系统;可编程控制器

中图分类号:

TP393

文献标识码:

A

文章编号

：

1005-

8032

(2022

)06-21-03

PLC

是可编程控制器的简称,

PLC

课程除理论

象显示的发展

，

基于

Dterect

的实物

PLC

远程实

训

，

可使学生不受时间和空间的影响进行

PLC

教学外

，

要求学生对控制系统进行程序设计

、

调试与

维护

，

以满足生产现场应用的需要

，

因此

，

培养学生

实训

。

掌握职业技能的实训教学必不可少

。

从职业教育及

1

系统结构

本系统基于西门子

S7

PLC

自身的网络

日益增长的社会培训的特点出发

，

也契合

“

学中做

、

做中学

”

等教学理念及项目化教学方法

。

由于

PLC

实训室设备配置数量的增长速度

、

设

备更新的速度

，

通常不能满足学生数量增长的速度

及工程领域对设备更新换代的速度

。

因此,实际教

学中

，

实训室的现有设备往往不能满足所有学生全

通信能力

，

远程计算机通过互联网直接访问实训室

PLC,

最终完成实训任务

。

系统使用具有网络连接

功能的

Petal

软件及自带云摄像功能的荧石云摄像

机,充分利用现有实训设施和校园网络

,

对实训现场

PLC

及控制对象进行远程监视和控制

。

它融合了数

程进行编程和调试的需求

。

在实训室现场进行

PLC

课程实训

，

时间上

，

受

据采集技术

、

自动控制技术和通信网络技术

，

在

Dterget

网里可以随时对控制对象进行实时控制

、

数

课堂教学时间的限制

,

必须在安排的上课时间段内

进行实训

，

仅仅利用课堂时间无法完成课程的全部

据采样

、

图像观察与交互运行

X

。

基于

Eitergct

的

实训系统结构图如图

1

所示

。

实训内容;空间上

，

学生必须到实训室现场开展实

训

,

如果不能在设备现场

,

则只能进行仿真调试

,

无

法对真正的设备进行操作及调试⑴

。

虽然

PLC

实

训主要由仿真和实物两种方式结合进行

，

且目前主

流

PLC

仿真软件功能强大

，

能实现虚拟

PLC

及其通

信

、

虚拟开关量与模拟量的输入

/

输出

、

人机界面

、

调

试及监控等功能

，

但仿真系统仍无法完全替代利用

实物

PLC

进行调试的训练

，

因为其存在仿真结果不

够直观

、

不能观察控制对象的动作情况

、

不能对硬件

实验对象

以红绿灯为例

问题进行在线诊断

、

无法调试由硬件安装或设置引

起的问题

、

无法验证组态的正确性等问题

。

因此

，

实

物实训仍不可替代

。

图

1

基于

Internet

的实训系统结构图

学生在远程计算机中安装

Petal

V15

等组态软

件

，

利用互联网连接到实训室交换机

，

通过

SY

-

RSCM206

等远程网关与实训室内的

PLC

相连,

PLC

随着远程

DO

和通信网络

、

数据处理以及图

收稿日期

4020

-

05

-12

基金项目

：

重庆电力高等专科学校校级科研项目

(

D

-

KJ201902)

。

作者简介:

罗远福

(

1952

-

),

讲师

,

高级工程师，研究方向为自动控制技术

22

重庆电力高等专科学校学报

第

25

卷

再与控制对象相连

，

实现学生对控制对象的远程

监控

。

求,将对应的输入

/

输出线

、

电源线、

故障保护器件连

接完成

。

以“

十字路口交通灯控制的模拟

”项目为

例

,

提前确定项目输入

/

输出分配

,

通过在线开放平

2

系统开发

21

实训装置准备

PLC

实训包括程序编写

、

设备接线

、

程序运行调

台向学生发布项目资源

，

如表

1

和图

2

所示,包括输

入

/

输出分配表

、

控制电路接线图及实际接线情况

等

。

提前按图完成被控对象的实际接线

，

为学生远

试

3

方面

。

远程实训无法在现场进行接线

，

因此

，

在

配置好

PLC

及控制对象后

,

需要提前按实训项目要

程实训做好硬件准备

，

如图

0

所示

。

表

1

十字路口交通灯控制输入

/

输出分配表

输入

SB1(

启动)

DIO.

2

南北

G

接线

输出

接线

南北

Y

南北

R

东西

G

东西

Y

东西

R

DQ0.6

DQ0.2

DQ2.

1DQ0.2

DQ0.4

DQ6.0

主机

1L、

2

L

、

3

L

、

面板

V

+

接公共端

V

+

,

主机

1M

、

面板

COM

接公共端

COM

。

1L

Q0.0

1M

起动

ON

东西红灯

东西黄灯

东西绿灯

10.0

停止

OFF

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

南北红灯

南北黄灯

南北绿灯

Q0.5

Q0.6

GND

M

N

O

口

L+24VDC

LIAC

图

2

十字路口交通灯控制电路接线图及实际接线情况

21

控制系统网络配置

PLC

及其控制对象远程调试过程中

，

为保证系

直接利用

Pmtoi

进行远程上传

、

下载程序及数据的

监控访问,实现对

PLC

控制对象的控制

。

如图

3

所

示

，

在

Pmtoi

中对

B

地址和路由器地址进行设置,

圧

统安全性

，

在原有网络的基础上

，

选用

SY

-

RSCM226

这一工业等级的

、

专用于

PLC

控制系统的

地址应与目标

PLC

相同

。

按正常流程进行编程

，

完

远程安全通信模块

,

支持

Pmfinet

-

Ethercot

-

Et/ernet/

IP,MODBUS

TCP

等常用工业网络协议

，

支持

4G

和

成编程后

，

对程序进行上传

、

下载到目标

PLC

。

宽带两种模式的自适应冗余

。

其主要作用是搭建网

关

，

通过建立专用

S

-

LINK

网络

，

通过第三

层网络加密

S

-

Link

-IH

协议建立虚拟专用通道

(VLAN

)

⑶

，

作为客户端与服务器端组网使用

，

进行

远程的工业数据安全加密

，

确保数据安全

。

系统可

支持各个现场端

B

相同的情况

,

避免原来的

PLC

由

于更改

B

带来的控制系统

、

通信系统的问题

。

这种

远程实训方式需要根据实训室情况

，

配置

1

个或多

个远程安全通信模块

，

通过软件安全加密

、

安装方

图

3

Protal

IP

地址配置图

便

、

使用简单

、

性价比高

、

稳定可靠

。

如图

4

所示

，

接口选择与目标

B

地址相同的设

备

,

等待搜索完成

,

即可发现目标

PLC

,

点击下载

，

完

成将远程计算机中的程序下载入目标

PLC

进行调

21

控制系统软件配置

控制系统软件是远程控制调试系统的核心

，

包

括

Pmtoi

i5,WmCC,PLC

及其控制对象等,学生可

试的目的

。

第

6

期

罗远福

：

基于

Intemei

的

PLC

远程实训应用

23

图

4

Protal

PC/PG

接口配置图

25

视频系统设计

视频系统是将控制对象的视频图像通过网络摄

像机传递到远程客户端上

，

学生通过它可以看到现

场的实验对象及指示灯动作情况

、

设备位移情况等

物理量的变化

，

使学生感到身临其境

。

如图

5

所示,

摄像机选择具有云功能的摄像头

，

利用第三方同步

视频软件传输图像

，

可实现远程变焦

、

远程云台

、

对

话

、

录像

、

动作监控等操作

。

本系统选用了

“

萤石云

视频

”

，

只要网络畅通即可进行实时监视

。

■

像头

图

5

萤石云视频监视画面

3

系统应用

远程的计算机

（

客户端

）

要访问

PLC

远程实训

系统

，

客户端需完成安装

SY

-

RCS

虚拟网卡并进行

相应配置,按网络在线开放平台发布的

I/O

分配情

况进行编程

、

上传

、

调试;实训室端需完成控制对象

的接线

,

网络在线开放平台发布实训资源

、

保证设备

通电正常

。

安装完成后

，

则将弹出用户登录对话框

，

登录

时,在客户端打开

RCS,

通过配置

SY

-

RCS

登陆远

程控制服务器

。

如图

6

所示,配置完成服务器域名

（

sUynt234.

3322.

0ro

）

、

端口号等信息进入相应的

画面

，

即可进行相应的参数监视和控制操作

。

如果

希望提高安全性

，

还可增加加密狗对客户端进行

限制

。

本

PLC

远程实训系统

，

在提前完成

PLC

与控制

对象之间的

I/O

接线

、

向学生明确

PLC

的

I/O

地址

分配

、

配置远程网关及其服务器服务

、

安装编程软

件

、

组态软件、

视频监控软件等应用软件的情况下,

能实现远程在线的

PLC

及其控制对象的实物实训

，

信号实时性较好

、

网络安全性较强

。

还可根据自身

情况

，

自由扩展功能

，

如:利用

WOCC

完成远程实训

监控界面

，

结合

Windowe

系统的远程登录功能实现

对

PLC

系统的远程监控

〔

4

T

。

用

RADIES

进行用户

认证

、

账号管理

、

服务器运行状态查询等工作

,

有较

好的实践效果

。

也可根据需要对远程实训功能进行

扩展

，

如:利用

HMI

组态软件自定义监控画面

，

在用

户端进行远程的数据在线监控

;

利用萤石网络摄像

机及其自带的

APP

实现对现场控制对象或

PLC

工

作情况的实时场景监控

。

图

6

远程安全通讯模块配置示意图

与传统的实训系统相比

，

基于

Intemei

的

PLC

远程实训系统具有不受时间和地点的约束

，

获得真

实的实验感受

，

可以充分利用实验室资源等优点

，

同

时

，

本系统不仅可运用在教学领域上

，

也可应用在工

业企业中的远程故障诊断

、

产品升级上

。

4

结束语

通过基于

Interaci

的

PLC

系统建立

，

介绍了基

于

Interaci

的

PLC

远程实训系统的结构组成

、

开发

过程及其特点

。

用户通过远程计算机

，

可以对控制

系统进行编程

，

程序的上传

、

下载

，

远程在线调试

,

远

程视频监视

。

应用结果表明

，

用先进的计算机与网

络技术，

在原有设备基础上稍加改造

，

即可实现

PLC

远程在线实训

,

且建立远程开放式实验系统

,

特别是

在当前疫情背景下

,

具有重要的现实意义

。

下转第

47

页

）

第

6

期

朱新民

：

现代学徒制高职人才培养模式探讨

47

术教育改革和发展具有重要借鉴价值

。

我们在借鉴

应用时必须与中国的国情紧密结合

,

保证现代学徒

制人才培养模式在我国得到推广和应用

，

从而进一

步推动我国职业技术教育发展

。

[3

]

杨小燕

.

现代学徒制的探索与实践

[

〕

].

职教论坛

，

2219(9)

：

17

-22.

[4]

[5]

胡秀锦

.

“

现代学徒制

”

人才培养模式研究

[].

河北师

范大学学报(教育科学版

)

，

2009,11(3

)

：

97

-124.

参考文献

：

[1

]

乜勇

，

王兰兰.认知学徒制在高阶思维能力培养中的

应用研究

—

—

以信息技术课程教学为例

[].

现代教

育技术

,2012,

2

0(4

)

：

38

-41.

孙晓燕.试论现代学徒制对我国职业教育的意义

J].

职教论坛

,2008(2)

：

23

-25.

[6

]

蔡泽寰.英国现代学徒制度对高技能人才的培养

[]

.

职教论坛

,2024(32

)

：

62

-64.

[2

]

陈家刚.认知学徒制二十年研究综述

[].

远程教育杂

[7

]

李菁莹现代学徒制

”

离中国有多远

[N

]

.

中国青年

报

,2211

-08

-22(211

)

.

志

,2612,

2

8(5

)

：

97

-124.

A

Sthdy

on

the

Mode

oO

Personnei

Training

Basee

on

Modern

Apprenticeship

in

Vocchonai

Collears

ZHU

Xinmin

(

HuPei

Communications

Technicet

Colleae

,

WuPon

HuPei

430279,

P.

R.

China)

Abstract

:

Bol

on

the

analysis

and

compadson

of

the

charactedstics

of

traUitionat

anprenticesPin

and

modern

ap-

prenticesPin

,

differences

between

the

two

and

0^0X00?

°f

the

latter,

this

paper

pmdes

into

relevant

policies

and

measpres

of

the

implementation

of

the

mode

of

personnel

traininy

based

on

modem

apprenticesPin

Kee

woals

:

apprenticesPin

;

personnel

traininy

；

mode

(上接第

23

页)

J]

张哲铭

.

基于台达

PLC

控制器的远程控制系统设计及

参考文献

：

4

J]

向贤兵.基于

Wed

的远程开放式实验系统

[].

自动化

[

4]

应用信息系统工程

,2012(11

)

：

84

-87.

孙蓉,吕淑平

，

苏丽

，

等.基于西门子

PLC

的远程实验平台

建立与实现

[J].

实验技术与管理

,2013,32(12

)

：

87

-89,99.

与仪器仪表

,2009(1

)

：

82

-82.

[2

]

张迎辉

，

阮友德

，

吴益宇

.PLC

远程在线实训系统的研究

[

5]

与实践

J]

中国远程教育

,2011(5

)

：

91

-92.

董娜

，

李庚.高校

PLC

实训资源实时远程可视

、

可控共享

平台的设计与实现

J]

內蒙古教育

,2013(6

)

：

36

-37.

A

Sthdy

on

the

Applicchon

oO

the

Remote

PLC

Prachcci

Training

Basee

on

the

Internet

LUO

Yuanfu

(

Choiiyqmy

Electmc

Power

Coi

a

ye

,

Chonyqiiiy

440053,

P.

R.

China

)

Abstract

：

This

paper

introduces

the

str/cturat

composition,

pmcess

of

development

and

choomdstics

of

the

remote

PLC

practicet

traininy

system

based

on

the

Internet.

Bp

means

of

a

remote

computer

,

a

user

cen

ma/zv

pmvram-

miny

,

2plo0iny

and

downloaOiny

of

proprams

and

remote

online

dedupyiny

and

video

monitodny

of

the

control

sys-

iem2TeenppenoninoaseowsienimemoiePLCoaenaepmnoinoneimnnanaqonabemeneneedbsmenasotsenqeimeaoeninoaot

the

odyinat

equipment

os

welt

os

aUvanced

computers

and

netword

mchniques.

In

aUdition

,

the

estaUlisPment

of

the

remote

open

expedmentat

system

is

of

yreot

sipnificenco

dudny

the

pedod

of

the

COVIDB9.

Kee

woras

:

remote

practicet

traininy

；

practicet

traininy

system

；

PLC