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SIEMENS PLC 远程访问诊断方案研究

随着互联网络的发展,越来越多的用户(特别是 OEM 的用户)希望能够通过互联网络对所售出的产品进
行诊断和维护,这样可以减少维护工程师到现场的时间和费用,不仅节约大量的人力和物力的成本,同时
也能为客户提供更为快捷的服务,减少客户的损失,这样,远程诊断和服务是客户迫切需要解决的问题。
这里我们提出几种适用于 SIEMENS PLC 远程访问的方案供大家讨论。
1 基于 Modem 拨号的 TeleService
该方案实际上是 SIEMENS PLC 远程访问的标准配置,即工程师站(ES)和远程的 PLC 站之间是通过 Modem
拨号进行连接的,这样,只要在两端各放置一个 Modem,通过 TS-Adapter 连接到 PLC CPU 的 MPI 口,
需要时可以进行拨号连接,通过 MPI 进行远程访问。配置图如下(图 1):

图 1 基于 Modem 拨号的 TeleService 网络配置图
该方案需要的软/硬件包括:
硬件:两根电话线,两个串口 Modem,一个 TS-Adapter
软件:SIEMENS TeleService 软件(STEP 7 软件在本文中是默认必须的,不再单独提及)
具体的实现方法并不复杂,操作步骤用户可以参考《西门子工业网络通信指南(上册)》一书。
这种方案的优点在于配置简单,价格便宜,无需额外的硬件卡件,如 PC 机上只需要有串口,PLC 站则只
需要 CPU 上的 MPI(或 Profibus)口即可。
但该方案的缺点在于连接速度受限,只是拨号上网的速度,而且容易出现连接中断的现象。而且拨号上网
的方式目前已经逐步被宽带所取代。
2 基于互联网的 TeleService
有线连接方式
在互联网上想要访问到某一个设备就需要知道该设备的 IP 地址,而该设备想要被访问也需要有一个 IP 地
址,即在整个互联网上,要想访问到某一个 PLC 站,就需要该站有一个在互联网上能够被访问到的 IP 地
址。
互联网上的 IP 地址一般有两种,即固定(静态)IP 地址和动态 IP 地址。
IP 地址需要向当地的 ISP 申请得到。固定(静态)IP 地址由于资源有限,因而申请和使用的费用较高,比
如申请到一个端口大概5000元,而固定(静态)IP 地址使用费用大概是20000元/月(非官方报
价,仅供参考),为每个 PLC 站申请一个固定(静态)IP 地址显然是不可能的。因而靠固定(静态)IP 地
址进行大量 PLC 设备的远程访问显然是不经济的。(当然,这种方式也有其应用的环境,比如实时监控)。
相比之下使用动态 IP 地址的互联网接入方式就显得较为实际。例如目前国内较为流行的 ADSL 宽带接入互
联网方式,我们重点讨论的也是这种方式。
首先我们介绍一下虚拟专用网络(VPN)
虚拟专用网络(VPN) 是专用网络的扩展,它包括的链接跨 这样的共享或公用网络。使用 VPN,
您可以用模拟点对点专用链接的方式通过共享或公用网络在两台计算机之间传送数据。既将一些相互连接
的设备组成一个虚拟的专用网络来管理。这样,对于每一个 PLC 站,我们都可以把他们和工程师站(ES)
建立一个 VPN,从而使用工业以太网来对 PLC 站进行访问。
VPN 连接的建立
VPN 建立有两种形式:
1 远程用户连接:远程用户直接连接到 VPN 服务器,通过 VPN 服务器可以访问 VPN 服务器或 VPN 服务器所
连接的整个网络,当然在连接的时候客户必须向服务器验证自己的身份。见图 2。

图 2 连接 VPN 服务器
2 路由器到路由器的连接:与上面的连接方式不同,这种 VPN 连接是通过路由器与路由器之间建立的。当
然使用路由器专用的客户端软件也可以实现客户机同路由器之间直接建立 VPN 连接。见图 3。

图 3 通过路由器建立 VPN 连接
对于远程用户直接连接到 VPN 服务器的方式比较适用于用户登陆企业内部网络的应用,企业员工无论在什
么地方总可以通过互联网登陆到公司总部的服务器,访问企业内部网络,但对于远程诊断功能似乎有点兴
师动众了,因为远程诊断并不需要企业建立一个大型的服务器来管理这些设备,只是在某一设备出了问题
才需要建立临时的连接,之后该连接可以中断,因而相比之下,在路由器之间建立 VPN 连接显得更为灵活
和简便,而且投资小,无需进行 VPN 服务器等固定资产的投入,更为经济实用。
至于以太网的接入方式,目前国内比较流行的是 ADSL,用户只需向当地的电信部门申请即可,而且费用和
带宽可以灵活选择,例如申请 1 兆带宽的