一種基于Web的遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控技術(shù)

張愛紅

(無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇無錫 214121)

一種基于Web的遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控技術(shù)

張愛紅

(無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇無錫 214121)

為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)IE瀏覽器對遠(yuǎn)程設(shè)備的監(jiān)控，提出了一種基于Web的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方法。遠(yuǎn)程系統(tǒng)采用三菱Q00JCPU PLC為控制器，配置以太網(wǎng)模塊與定位模塊;服務(wù)器端以面向?qū)ο蟮姆椒▌?chuàng)建動(dòng)態(tài)Web程序，調(diào)用三菱MX組件與PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互;服務(wù)器網(wǎng)站發(fā)布后，客戶機(jī)以網(wǎng)頁的形式監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行。給出了開發(fā)的流程與實(shí)例。實(shí)際應(yīng)用表明，系統(tǒng)能夠滿足遠(yuǎn)程設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控要求。

Web;MX組件;PLC;網(wǎng)絡(luò)控制

在工業(yè)控制領(lǐng)域，PLC技術(shù)具有應(yīng)用廣泛、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，知名PLC公司 (諸如三菱、西門子等)都推出了用于以太網(wǎng)通信的模塊，為底層設(shè)備的互聯(lián)互通創(chuàng)造了有利條件，而Visual Studio等高級(jí)語言的集成環(huán)境也便于縮短計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)周期與開發(fā)難度。

為了實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的監(jiān)控，項(xiàng)目采用ASP.NET技術(shù)調(diào)用三菱MX組件的通信方式。計(jì)算機(jī)上開發(fā)完成的程序打包發(fā)布到Web服務(wù)器上，客戶端通過Web瀏覽器監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行，無需安裝Microsoft Visual Studio、GX Developer等應(yīng)用軟件，方便地實(shí)現(xiàn)了B/S模式下遠(yuǎn)程設(shè)備的操作與監(jiān)控。

1 系統(tǒng)開發(fā)

1.1 系統(tǒng)硬件組成

采用三菱Q系列基本型PLC(Q00JCPU)為設(shè)備控制器，主基板上有5個(gè)插槽 (編號(hào):0—4)，從左向右分別插入兩軸位置控制模塊 (QD75P2)、輸入/輸出模塊 (QX41/QY41P)、以太網(wǎng)模塊(QJ71E71-100)，CC-LINK模塊。以太網(wǎng)模塊經(jīng)由交換機(jī)與服務(wù)器通信，客戶端以網(wǎng)頁的方式訪問服務(wù)器網(wǎng)站，系統(tǒng)硬件構(gòu)成如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件的組成

1.2 PLC網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置

GX Developer是三菱通用性較強(qiáng)的編程軟件［1］，它能完成Q、QnA、A、FX等不同系列PLC梯形圖、指令表、SFC等編程。利用它的功能參數(shù)列表可以進(jìn)行PLC參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置。由于以太網(wǎng)功能模塊位于插槽3內(nèi)，根據(jù)模塊編址原則，插槽0的編址為00H—1FH，插槽1的編址為20H—3FH，依此類推，插槽3的起始為60H。圖2為以太網(wǎng)絡(luò)參數(shù)界面，設(shè)置項(xiàng)目包括起始I/O號(hào)、網(wǎng)絡(luò)號(hào)、組號(hào)、站號(hào)、IP地址、DNS地址等。

圖2 GX Developer網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置完成后必須下載到PLC控制器，才能發(fā)揮其功能，因此需打開“在線”菜單進(jìn)行“傳輸設(shè)置…”。初次連接時(shí)系統(tǒng)尚不具備以太網(wǎng)功能，故應(yīng)采用串行通信方式——PC側(cè)選“USB/串行”、PLC側(cè)選“CPU模塊”，波特率設(shè)置為19200bps，通信測試通過后執(zhí)行“寫入”操作。參數(shù)下載后，建立起服務(wù)器與PLC的以太網(wǎng)通信，網(wǎng)絡(luò)模塊指示燈將正常閃爍。

1.3 PLC控制

(1)定位模塊配置

PLC程序開發(fā)前，需正確配置定位模塊(QD75P2)，具體有兩種方法:①PLC編程賦值緩沖存儲(chǔ)器;②通過GX Configurator-QP軟件配置。相比較而言:方法②更簡便，但需安裝定位模塊配置軟件Configurator-QP［2］。考慮到遠(yuǎn)程設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接形式、控制方式等，基本參數(shù)設(shè)置:每轉(zhuǎn)脈沖為500 mm，每轉(zhuǎn)位移為5 000μm，放大倍數(shù)為1倍，脈沖輸出形式為0(PLS/SIG)，開始時(shí)的偏移速度為10 mm/min。另外還要設(shè)置OPR基本參數(shù)OPR速度與爬行 (Creep)速度，并確保OPR速度大于爬行速度，爬行速度不低于偏移速度 (Bias speed)。

(2)PLC編程

PLC是遠(yuǎn)程設(shè)備的控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器OPR控制、正負(fù)向點(diǎn)動(dòng)控制、定位控制、報(bào)警復(fù)位等功能。為了使程序能夠正常運(yùn)行，需編程處理PLC準(zhǔn)備好 (Ready)信號(hào)，定位模塊只有接受到該信號(hào)，才會(huì)輸出QD75 Ready信號(hào)，否則PLC發(fā)送定位指令時(shí)將出錯(cuò)。而PLC與定位模塊信息交互的地址與定位模塊所處的插槽有關(guān)，由于系統(tǒng)定位模塊位于插槽0，因此PLC Ready信號(hào)為Y0，QD75 Ready信號(hào)為X0。編寫的PLC初始化程序如下:

Y40輸出‘1’時(shí)，說明定位模塊已準(zhǔn)備好，在設(shè)備定位控制前還需建立運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)，即機(jī)器OPR，PLC控制程序如下:

程序中M0由上位機(jī)程序 (服務(wù)器)控制其“0→1→0”的通斷，U0G1500是定位起動(dòng)點(diǎn)編號(hào)的緩充存儲(chǔ)器地址，用常數(shù)K9001賦值時(shí)將實(shí)現(xiàn)機(jī)器OPR操作，若要實(shí)現(xiàn)編號(hào)1—600點(diǎn)的定位控制，還需指定定位速度與定位地址。以定位編號(hào)為‘2’的控制為例，PLC程序如下:

程序中U0G2014，U0G2016為定位起動(dòng)編號(hào)2的命令速度、定位目標(biāo)的緩存首址，由上位機(jī)程序傳送賦值。

1.4 服務(wù)器程序開發(fā)

(1)計(jì)算機(jī)與PLC的通信配置

ASP.NET作為.NET Framework的一部分，是開發(fā)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的一種服務(wù)器端技術(shù)，采用了面向?qū)ο蟮姆椒▌?chuàng)建動(dòng)態(tài)Web應(yīng)用程序，開發(fā)的程序具有結(jié)構(gòu)清晰、執(zhí)行效率高等優(yōu)點(diǎn)。為了簡化通信編程，程序調(diào)用前需安裝 Mitsubishi MX軟件，并進(jìn)行配置［3］，項(xiàng)目中PLC與服務(wù)器計(jì)算機(jī)采用以太網(wǎng)通信，連接配置如圖3所示。

圖3 服務(wù)器與PLC通信連接的配置

(2)程序編寫

調(diào)用三菱通信組件MX前需在新建項(xiàng)目的“解決方案資源管理器”里添加引用“MITSUBSHIActMulti Controls Ver3.0”。由于MX組件適應(yīng)性強(qiáng)，編程時(shí)無需考慮連接方式，即使服務(wù)器與PLC采用串行通信，也無需修改例程，僅需修改圖3所示的通信配置。

在代碼隱藏文件的開頭定義ACTMULTIL-ib.ActEasyIF全局變量Comm，控制模塊通過Comm調(diào)用dll中的函數(shù)，例程如下:

數(shù)據(jù)寄存器D100中存儲(chǔ)著緩充存儲(chǔ)器U0G817的第4位信息(OPR完成標(biāo)志)，可用于機(jī)器OPR運(yùn)行結(jié)束的判斷。

②定位起動(dòng)信號(hào)的通/斷由M1控制，結(jié)束標(biāo)志為X14，定位完成后將復(fù)選框2勾選，例程如下:

其他功能包括正負(fù)向點(diǎn)動(dòng)控制、報(bào)警復(fù)位等實(shí)現(xiàn)方法，與此類似，限于篇幅不再贅述。為了確保程序正常運(yùn)行，在代碼隱藏文件 (.cs)的開頭需添加引用命名空間:using System.Threading、using System.Runtime.InteropServices與 using System.Threading。

(3)應(yīng)用程序的配置安裝和部署

開發(fā)完成的程序打包后成為MSI類型的安裝文件，必須運(yùn)行在安裝IIS的服務(wù)器上。安裝與配置IIS的流程詳見文獻(xiàn) ［4］。為了實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)的訪問，服務(wù)器端還要進(jìn)行設(shè)置:打開“控制面板”，點(diǎn)擊“Windows”防火墻，選擇“例外”標(biāo)簽，添加“端口”，“名稱”為網(wǎng)站的“虛擬目錄”，端口號(hào)可取8000。這樣設(shè)置后客戶端便可對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作與監(jiān)控。為便于記憶、簡化網(wǎng)絡(luò)地址，可將自定義的域名指向IP地址，需進(jìn)入到磁盤路徑:C:WINDOWSsystem32driversetc，在$(SystemRoot)/system32/drivers/etc/hosts文件的最后加上:210.28.147.219 www.servoctrl.com，即可將域名“www.servoctrl.com”指向地址“210.28.147.219”。

(4)客戶端訪問

客戶端計(jì)算機(jī)無需安裝 Microsoft Visual Studio、GX Developer、GX Configurator-QP等應(yīng)用軟件，打開瀏覽器鍵入網(wǎng)站地址http://www.servoctrl.com即可監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行，界面如下:

圖4 客戶端監(jiān)控界面

2 結(jié)論

針對三菱Q系列PLC遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用需求，文中提出了直接在ASP.NET(C#版)環(huán)境下調(diào)用MitsubishiMX組件的通信方法，并實(shí)現(xiàn)了B/S模式下客戶端計(jì)算機(jī)對遠(yuǎn)程設(shè)備的操作與監(jiān)控。應(yīng)用研究表明:系統(tǒng)具有開發(fā)周期短、開發(fā)成本低等優(yōu)點(diǎn)。

【1】三菱電機(jī)自動(dòng)化(上海)有限公司.GX Developer Version 8操作手冊［M］，2005.

【2】三菱電機(jī)自動(dòng)化(上海)有限公司.GX Configurator-QP Version 2操作手冊［M］，2004.

【3】三菱電機(jī)自動(dòng)化(上海)有限公司.MX Component Version 3編程手冊［M］，2004.

【4】繆勇，李新峰，付志濤.Visual C#學(xué)習(xí)筆記［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2008.

【5】富士電機(jī)(上海)有限公司.富士AC伺服系統(tǒng)FALDICW系列用戶手冊［M］.

W eb-based Monitoring Technology for Remote Devices

ZHANG Aihong
(Wuxi Institute of Technology，Wuxi Jiangsu 214121，China)

In order to implementmonitoring remote devices through computer IE browser，one network monitoringmethod is proposed based on web.Mitsubishi Q00JCPU programmable logical controller(PLC)was used as controller in the remote system，and othermodules including Ethernet and positioning were configured as well.Server-side dynamic web applicationswere created by using object-oriented approach.In order to communicate information with PLC in real-time，MitsubishiMX componentwas called.After releasing of the server site，the operation of remote equipments could be monitored by client through IE browser.Development process and development instanceswere given.Practical application shows that the system canmeet the requirements of real-timemonitoring for remote devices.

Web;MX component;PLC;Net control

TN915.08

A

1001－3881(2013)8－127－3

10.3969/j.issn.1001 －3881.2013.08.043

2012－02－03

張愛紅 (1971—)，男，副教授，研究方向?yàn)閿?shù)控、機(jī)器人等機(jī)電一體化技術(shù)。E－mail:zhangah@wxit.edu.cn。