1  引言

隨著中國(guó)的工業(yè)化的進(jìn)程加快，plc(可編程控制器)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用越來越多，甚至在很多的智能家居領(lǐng)域也在使用。plc的應(yīng)用領(lǐng)域，也從邏輯控制到數(shù)字控制、單體控制到運(yùn)動(dòng)控制、過程控制到集散控制的飛躍，而在集散控制中，通訊控制的方式也在發(fā)生變化，傳統(tǒng)的rs-232串口通訊最多只能達(dá)到15米距離，rs-485通訊方式最多也只能達(dá)到1200多米距離。以太網(wǎng)通訊雖然可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，但是網(wǎng)線在一些環(huán)境狀況惡劣或者網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)距離很遠(yuǎn)、以及設(shè)備需要移動(dòng)的場(chǎng)合也限制了它的使用。最新的plc gsm連接模塊，通過sms短信或使用tcp/ip協(xié)議的gprs數(shù)據(jù)連接，利用移動(dòng)，聯(lián)通已經(jīng)建設(shè)好的2g/3g網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋，從而達(dá)到設(shè)備運(yùn)行狀況遠(yuǎn)程報(bào)告，數(shù)據(jù)分析處理以及遠(yuǎn)程控制的目的，如圖1所示。

圖1 永宏plc的gsm模塊連接示意圖

2  永宏plc的gsm模塊通訊功能介紹

2.1  gsm模塊短信配置原理

fbs-cmgsm是fatek(永宏)plc系列所提供的gsm通訊模塊，使用本模塊可藉由gsm通訊網(wǎng)絡(luò)來傳遞資料。本模塊提供四頻(850/900/1800/1900 mhz)gsm通訊頻段，內(nèi)部并使用了一顆1.7安時(shí)鋰電池可在主電源失去時(shí)持續(xù)收取或發(fā)送簡(jiǎn)訊。永宏gsm模塊短信配置示意如圖2所示。

2.2 永宏gsm模塊設(shè)計(jì)約規(guī)

(1)gprs通過ip/tcp存取數(shù)據(jù)，本模塊只提供client模式(cm-g的ip浮動(dòng))； 

(2)遠(yuǎn)程必須作為server角色，結(jié)合相關(guān)圖控軟件才能進(jìn)行plc的監(jiān)控；

(3)支持fatek tcp協(xié)議(fatek協(xié)議加上tcp/ip的head文件)；

(4)gprs理想速率為171.2kbps，實(shí)際為40kbps，傳輸有延時(shí)：1～10s；

(5)建立連線必須有fbs-cm-g發(fā)起；成功后可以由圖控操作plc。

2.3 永宏gsm模塊的2種可選運(yùn)行方式

在相同的行幅下，永宏plc的gsm模塊有二種不同的可選操作方式:

(1)利用sms進(jìn)行監(jiān)測(cè)和遙距控制。fbs-cmgsm周期性的讀取含有“sendsms”旗號(hào)的寄存器，如果該旗號(hào)被置位，fbs-cmgsm就讀取目標(biāo)電話號(hào)碼和字符串(文本)，發(fā)送sms 并且將旗號(hào)復(fù)位。如果有一個(gè)sms被fbs-cmgsm接收到了，那它將會(huì)被寫入含有另一個(gè)旗號(hào)“sms received”的寄存器中去，以待被plc程序訪問。最后由plc程序來將這個(gè)旗號(hào)復(fù)位。所以這些被操作的sms必須能在發(fā)送和接收的過程中都能被plc程序訪問。

(2)fbs-cmgsm在gsm網(wǎng)絡(luò)之上的通訊方式是使用tcp/ip協(xié)議的gprs數(shù)據(jù)連接。fbs-cmgsm 透過tcp客戶模式打開連接，任何可通過gsm網(wǎng)絡(luò)連接上internet的sim卡都可以使用。fbs-cmgsm連接的ip地址和硬件端口都是由plc或者是專門的sms指定的。有一個(gè)值得一提的關(guān)鍵是，這種連接只能夠是按照從fbs-cmgsm到pc的方向開啟。而pc使不能開啟一個(gè)連接到fbs-cmgsm的，因?yàn)槠錄]有一個(gè)公用的ip地址。連接命令可以用它連接的固定ip地址通過sms收發(fā)。簡(jiǎn)單的sms命令“connect”或語音或數(shù)據(jù)撥到fbs-cmgsm電話號(hào)碼，都會(huì)引起fbs-cmgsm 從plc寄存器讀取目標(biāo)ip地址，建立tcp/ip連接。gprs通過數(shù)據(jù)分組進(jìn)行傳送，傳送延時(shí)1～10秒。

3  永宏gsm模塊sms工作模式

3.1 sms工作模式-發(fā)送短信

sms發(fā)送短信如圖3所示。

(1)做好硬件的鏈接，網(wǎng)絡(luò)通訊暢通(gsm黃燈)； 

(2)設(shè)定好短信發(fā)送號(hào)碼可以有程序做變換(d3810)；

(3)設(shè)定好發(fā)送內(nèi)容，根據(jù)需要可以由plc程序變化； 

(4)對(duì)d3800寫入1，啟動(dòng)發(fā)送；其他步驟有cm-g自動(dòng)完成；

(5)結(jié)束后可以獲取d3800標(biāo)志信息。

3.2 sms工作模式-接受短信

sms接受短信如圖4所示：

(1)接受完成需復(fù)位d3700； 

(2)根據(jù)要求做好格式規(guī)定；

(3)充分利用接收內(nèi)容做控制。

圖2 gsm模塊短信配置示意圖

圖3  gsm模塊發(fā)送信息流程圖

4  永宏gsm模塊gprs工作模式

永宏gsm模塊gprs工作模式原理如圖5所示。plc參數(shù)設(shè)置為：9600bps，7bit，even，1stop，站號(hào)1。模塊的fbs-cm-g組態(tài)介紹以及命令格式(存放在d3900開始的寄存器里)：命令格式說明如表1所示。

表1 gsm模塊gprs鏈接命令說明

在plc中，需要建立一個(gè)文字表格，表格地址指向d3900，即plc將命令送至gsm模塊。通過控制字d3510來實(shí)現(xiàn)gprs鏈路的建立，以及鏈接到遠(yuǎn)程的server端。參考表格如圖5所示，工作工作流程圖如圖6所示。

圖4  gsm模塊接受信息流程圖

圖5  gsm模塊gprs工作示意圖

圖6  gsm模塊gprs控制命令的表格   

圖7 gsm模塊gprs控制的工作流程圖

5  結(jié)束語

永宏plc的gsm模塊使用移動(dòng)或聯(lián)通的現(xiàn)有通訊網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的遠(yuǎn)程控制需求，而且費(fèi)用方面只是用戶購(gòu)買的移動(dòng)公司手機(jī)卡產(chǎn)生的短信費(fèi)，使用gprs時(shí)的包月費(fèi)用，可以實(shí)現(xiàn)低成本的通訊。