GMS和PLC的分布式远程监控系统的实现

戴云松

摘要：本文对一种基于GMS和PLC的分布式远程监控系统的工作原理、硬件配置、软件设计及系统性能进行了论述。该系统采用具有SMS短信功能的M90系列PLC实现离散现场站的测控，通过监控中心集中监控和适时手机查询，形成完整的远程监控应用方案。这种系统功能完备、配置灵活、性价比高，实践证明该系统工作可靠性非常。

关键词：GSM；SMS；PLC；分布式；远程监控引言SMS短消息服务业务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视。目前，GSM、CDMA、TDMA等移动网络都支持SMS，这使SMS成为一项非常普及的移动数据业务，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来，如资讯服务、商务娱乐、远程监控等。SMS可以实现全国漫游，同时它克服了传统专网通信系统建网周期长、投资大、维护费高、用户数量有限的缺点，如果用户使用STK加密卡，还可实现点对点的保密通信。利用GSM短信息系统进行的双向数据传送运营费用低、性能稳定，为各种远程监控提供了一个全新的的通信平台。

由于PLC适合工业企业对自动化系统高可靠性的要求，长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制系统提供了先进、可靠的应用案例。另一方面，PLC还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击。开放式通信网络技术的应用首当其冲，一些PLC厂商在基于现场总线、internet及移动通信的PLC网络互连功能的开发方面已有所突破。

本文设计的分布式远程无线监控系统，现场测控采用以色列UNITRONICS公司具有SMS功能的M90型PLC，远程无线传输途径选用性能稳定的GSM公用网络，传输模式采用成熟的SMS短消息方式，以PLC现场站定时自动上传到监控中心的数据为主信息流，同时设有监控服务器适时呼叫指定参数和手机加密移动查询功能，从而形成集中与移动方式结合的完整的远程监控应用方案，实践证明该系统功能完备、性能可靠、规模配置灵活、性价比高。

一．系统硬件配置及工作原理该系统由一个集中监控中心、多个PLC现场监控站和GSM网络组成。

1．1GSM传输站GSM传输站由GSMMODEM、SIM卡、RS232连接电缆、直流电源和外接天线组成。每一个传输站可很方便的接入GSM公网。GSMMODEM集成了使用西门子TC35的GSM信道单元、信令转换单元、电平转换单元。在应用中，现场PLC测控站和监控服务器通过RS232接口连接到内插GSM手机通用的SIM卡的GSMMODEM来发送和接收GSM短消息，完成远程数据交换功能。DC24V的直流电源用于现场的GSM传输站是比较方便的，监控中心的GSM传输站可选常用5V变压器。

1．2现场测控站一个PLC现场测控站由各种现场传感器和一台M90PLC组成，每一台PLC分别配置一个GSM传输站。

现场传感器如流量计、液位计监测到数据以0-5V获4-20mA的标准模拟信号形式输入PLC，现场设备状态与开关控制信号接入PLC的数字I/O端，由PLC就可独立的实现传统的现场控制。由于M90-PLC自身具有很强的通信功能包括CAN总线、基于PSTN的串口远程通信，更别具特色的是它基于串口的SMS短信收发功能。按照监控系统的要求，M90-PLC可以将设备工况与产量信息通过GSM传输站以短信的形式发送给监控中心，并接收监控中心或授权的手机的操作命令短消息，进行现场参数设定和设备控制。

1．3监控中心监控中心主要由监控服务器和打印机等办公设备组成。根据用户的安全性要求，监控中心的服务器可以为一台高性能PC机或工业用的高可靠性的工控机，还可以配置两台互为冗余的服务器。每个服务器通过RS232接口连接到一个GSM传输站，实现24小时在线的实时监控，并可通过打印机输出报表，或进行大屏幕的动态监控。

本监控系统以PLC现场站定时自动上传到监控中心的数据为主信息流，同时设有手动适时呼叫指定参数的功能，并配有手机加密移动查询与自动告警功能，形成完整的信息传递模式。监控中心将分散在各地的各个测控站的数据分类整理，并存入数据库中。如果现场出现了告警信息，现场测控站通过GSM传输站同时发送告警信息到监控中心和值班人员的手机上；监控中心对告警信息进行统计和分析，并及时通知相关责任人，还可以根据险情启动应急预案，包括现场设备的远程启停控制。

当告警排除后，现场测控站同样发送告警排除通知短消息到监控中心，监控中心就可以恢复正常的数据采集与状态报告了。

二．系统软件设计2.1下位机M90-PLC测控站的编程Unitronics软件工具遵从IEC113.1标准，并提供了可视化的集成开发环境。除了具有传统PLC的助记符和梯形图等控制软件编程功能外，还提供了各种功能模块，包括各种通信功能选择、通信参数设置、短信息内容编辑、1K内容的现场数据库以及可以具体到某年、某月、某日、某个时间段的多种定时器等，允许我们用更多有效的方法去执行各种各样的功能。这样可以很方便的实现监控系统的下位软件编制，并有利于缩短开发周期和节省程序容量。

2．2上位监控软件设计上位监控软件包括上位机SMS收发通信程序、监控界面软件与监控中心数据库软件三部分。我们选用VB6.0作为开发工具。

三、结束语短消息业务具有永远在线、不需拨号、价格便宜、覆盖范围广等优势，特别适用于需频繁传送小数据量的应用，还适用于偏远地区、架设通信线路困难的地方。而以PLC为核心的高可靠性的监控系统，已经为各种各样的自动化控制系统提供了先进、可靠的应用案例。本文采用GSM网的SMS短消息业务，实现了现场PLC控制站、监控中心和移动手机之间的远程数据通信，这是通信技术、控制技术和计算机技术的完美结合，也使该远程监控系统具有先进、可靠、经济、便利的显着特色。

在生产流水线上、在油井旁、在天然气输送管道边，无论你在那儿，你就可以通过这种远程监控系统，用手机或计算机随时监测各种产品的产出量，并进行工况远程移动监控。该系统已在昆明、成都、大连等地多个行业投入运行，实践证明该系统工作可靠性非常高。

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