基于永宏PLC的GSM通讯原理及其应用

作者:FAtek 来源: 日期:2010-11-15 17:44:42 人气:4434 标签:

摘要:本篇以永宏PLC为基础, 通过GSM通讯模块,实现设备进行远程控制。可以解决移动性、边远性的控制难题。
关键词:永宏PLC 远程通讯 GSM GPRS
Abstract::
In this paper, we introduce The GSM communication module of FATEK PLC. Through GSM communication module, Remote control problems can be solved
Key Words: FATEK PLC Remote Control GSM GPRS
1. 引言
随着中国的工业化的进程加快,PLC(可编程控制器)在工业现场的应用越来越多,甚至在很多的智能家居领域也在使用 。PLC的应用领域,也从逻辑控制到数字控制、单体控制到运动控制、过程控制到集散控制的飞跃,而在集散控制中,通讯控制的方式也在发生变化,传统的RS-232串口通讯最多只能达到15米距离,RS-485通讯方式最多也只能达到1200多米距离,以太网通讯虽然可以进行远程控制,但是一定要连接网线,在一些环境状况不佳,设备离网络连接点距离很远,或者设备需要移动的场合也限制了它的使用。最新的GSM连接模块,通过SMS短信或使用TCP/IP 协议的GPRS 数据连接,利用移动,联通已经建设好的2G/3G网络,实现全国范围内覆盖,从而达到设备运行状况远程报告,数据分析处理以及远程控制的目的。

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图1.1永宏PLC的GSM模块连接示意图

2. 永宏PLC的GSM模块通讯功能介绍
FBs-CMGSM 是 FATEK PLC 系列所提供之一通讯模块.使用本模块可藉由 GSM 通讯网络来传递资料.本模块提供四频(850/900/1800/1900 MHz)的 GSM 通讯频段.内部并使用了一颗1.7 安培小时容量之锂碘电池可在主电源失去时持续收取或发送简讯. 在相同的行幅下,有二种不同的可操作方式:
第一种方式是利用 SMS 进行监测和遥距控制。FBs-CMGSM 周期性的读取含有“sendSMS”旗号的寄存器,如果该旗号被置位,FBs-CMGSM 就读取目标电话号码和字符串(文本),发送SMS 并且将旗号复位。如果有一个SMS 被FBs-CMGSM 接收到了,那它将会被写入含有另一个旗号“SMS received”的寄存器中去,以待被PLC 程序访问。最后由PLC程序来将这个旗号复位。所以这些被操作的SMS 必须能在发送和接收的过程中都能被PLC程序访问。
第二种 FBs-CMGSM 在GSM 网络之上的通讯方式是使用TCP/IP 协议的GPRS 数据连接。FBs-CMGSM 透过TCP 客户模式打开连接。任何可通过GSM 网络连接上Internet 的SIM卡都可以使用。FBs-CMGSM 连接的IP 地址和硬件端口都是由PLC 或者是专门的SMS 指定的。有一个值得一提的关键是,这种连接只能够是按照从FBs-CMGSM 到PC 的方向开启。而PC 使不能开启一个连接到FBs-CMGSM 的,因为其没有一个公用的IP 地址。连接命令可以用它连接的固定IP 地址通过SMS 收发。简单的SMS 命令“Connect”或语音或数据拨到FBs-CMGSM 电话号码,都会引起FBs-CMGSM 从PLC 寄存器读取目标IP 地址,建立TCP/IP 连接。GPRS通过数据分组进行传送,传送延时1~10 秒。

3. 永宏PLC的通讯模块使用
3.1 方式1-SMS工作模式: 


 
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图3.1 GSM模块短信配置示意图
3.1.1: SMS工作模式-发送短信:
说明: 1. 做好硬件的链接,网络通讯畅通(GSM黄灯);
2. 设定好短信发送号码可以有程序做变换(D3810)
3. 设定好发送内容,根据需要可以由PLC程序变化;
4. 对D3800写入1,启动发送;其他步骤有CM-G自动完成
5. 结束后可以获取D3800标志信息

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图3.2 GSM模块发送信息流程图

3.1.2: SMS工作模式-接受短信:
说明: 1. 接受完成需复位D3700;
2. 根据要求做好格式规定;
3. 充分利用接收内容做控制
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图3.3 GSM模块接受信息流程图
3.2方式2-GPRS工作模式: 

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PLC参数设置为:9600bps,7bit,EVEN,1stop,站号1.
模块的FBs-CM-G组态介绍以及命令格式(存放在D3900开始的寄存器里):命令格式说明如下:
命令 说明
CMGSM3; 模块专用组态起始字符串
APN=cmnet; GPRS接入点:CMNET-移动,UNINET-联通
SERVER=183.12.129.149; 远程服务器IP(FATEK TCP协议)
PORT=5700; TCP链接端口(依据SERVER而定,内定5700)
ACODE=1234; 短信控制通行码
$ 组态结束符

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表3.1 GSM模块GPRS链接命令说明
在PLC中,需要建立一个文字表格,表格地址指向D3900,即PLC将命令送至GSM模块。通过控制字D3510来实现GPRS链路的建立,以及链接到远程的SERVER端。参考表格如下图:

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图3.6 GSM模块GPRS控制命令的表格

其工作工作流程图如下所示:

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图3.7 GSM模块GPRS控制的工作流程图

GSM模块工作注意事项:
a.GPRS通过IP/TCP存取数据,本模块只提供Client模式;(CM-G的IP浮动)
b.远程必须作为SERVER角色,结合相关图控软件才能进行PLC的监控
c.支持FATEK TCP协议(FATEK协议加上TCP/IP的HEAD文件)
d.GPRS理想速率为171.2Kbps,实际为40Kbps,传输有延时:1~10S
e.建立连线必须有FBs-CM-G发起;成功后可以由图控操作PLC


4 结束语
永宏PLC的GSM模块使用移动或联通的现有通讯网络,能实现全国范围内覆盖,接入地点无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的远程控制需求,而且费用方面只是用户购买的移动公司手机卡产生的短信费,使用GPRS时的包月费用,可以实现低成本的通讯。

作者简介:
伍良(1982- ),
主要从事PLC行业的技术支持与行业应用工作

参考文献:
[1] 永宏可编程控制器GSM模块用户手册
[2] 永宏PLC编程软件使用手册

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