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浅谈以GPRS网络为基础的PLC分布式控制系统设计

时间:2014-07-18 09:21:54   来源:http://www.china-siemens.cn/   

当前最新运用趋势是将PLC操控体系与现有GPRS无线通讯网络技术集成,经过GPRS网络通讯技术,能够完成全国,乃至全球规模内的数据超长途牢靠传输,进而到达数据长途分析处置,操控目的。

 
       曾经,有的PLC运用体系中选用了无线数传电台通讯来到达长途操控PLC的意图,可是这种计划仍然存在一些缺陷,首要即是其散布规模仍然较为有限,而且跟着通讯间隔的添加,其牢靠性遭到很大影响。 当前最新运用趋势是将PLC操控体系与现有GPRS无线通讯网络技术集成,经过GPRS网络通讯技术,能够完成全国,乃至全球规模内的数据超长途牢靠传输,进而到达数据长途分析处置,长途操控的意图。 
 
GPRS+PLC计划长处 
       中G移动GPRS体系可供给广域的无线IP衔接。在移动通讯公司的GPRS事务渠道上构建散布式PLC操控体系,完成PLC的无线数据传输具有可充沛利用现有网络,缩短建造周期,下降建造费用的长处,而且设备装置便利、维护简单。经过对比分析,咱们挑选中G移动的GPRS体系作为散布式PLC操控体系的数据通讯渠道。 
 
GPRS无线通讯体系具有如下特色: 
1、牢靠性高:与SMS短信息方法比较,GPRS DTU选用面向衔接的TCP协议通讯,避免了数据包丢掉的表象,确保数据牢靠传输。中间能够与多个监测点一起进行数据传输,互不搅扰。GPRS网络本身具有完善的频分复用机制,并具有极强的抗搅扰功能,彻底避免了传统数传电台的多机频段“磕碰”表象。 
 
2、实时性强:GPRS具有实时在线的特性,数据传输时延小,并撑持多点一起传输,因而GPRS监测数据中间能够多个监测点之间疾速,实时地进行双向通讯,极好地满意体系对数据收集和传输实时性的需求。当前GPRS实践数据传输速率在30Kbps摆布,彻底能满意体系数据传输速率(≥10Kbps)的需求。 
 
3、监控规模广:GPRS网络现已完成全国规模内掩盖,而且扩容无限制,接入地址无限制,能满意山区、城镇和跨地区的接入需求。关于散布在全市/全省规模内,或全国规模的PLC操控体系,选用GPRS网络是其抱负的挑选。 
 
4、体系建造费用低:因为选用GPRS公网渠道,无需建造网络,只需装置设备就即可,建造费用低;也免去了网络维护费用。 
 
5、体系运营费用低:选用GPRS公网通讯,全国规模内均按一致费率计费,省去贵重的漫游费用, GPRS网络可按数据实践通讯流量计费,(1分-3分/1K字节),也能够按包月不限流量收费,从而完成了体系的低费用通讯。 
 
6、体系的传输容量,扩容功能好:监控中间要和每一个PLC操控现场完成实时衔接。体系需求能满意突发性数据传输的需求,而GPRS技术能极好地满意传输突发性数据的需求;因为体系选用老练的TCP/IP通讯架构,具有杰出的拓展功能,一个监测中间可轻松撑持上千个现场PLC数据通讯。 
 
7、GPRS传输功耗小,合适户外供电环境:尽管与远在千里的数据中间进行双向通讯,GPRS数传设备在作业时却只需与邻近的移动基站通讯即可,其全体功耗与一台一般GSM手机适当, 均匀功耗仅为200毫瓦摆布,比传统数传电台小得多。因而GPRS传输方法非常合适在户外运用太阳能供电或蓄电池供电的场合下运用。 
 
体系构成 
1、现场操控/收集点: 现场监控点由PLC完成自动操控,并收集有关信息,经过RS232或RS485接口与GPRS DTU终端相连,PLC收集到的设备信息经过GPRS DTU终端对数据进行处置、协议封装后发送到GPRS无线网络。 
 
2、监控中间: 
a)公网接入计划 
服务器选用公网方法接入Internet,如ADSL拨号/电信专线宽带上网等,请求公网固定IP地址;能够完成中小容量的体系运用。 
 
b)专网接入计划 
       服务器选用省移动通讯公司供给的DDN专线, 请求装备固定IP地址,与GPRS网络相连。因为DDN专线可供给较高的带宽,当现场PLC数量添加,中间不必扩容即可满意需求,可完成大容量体系运用。监控中间RADIUS服务器接遭到GPRS网络传来的数据后先进行AAA认证,后传送到监控中间计算机主机,经过体系软件对数据进行复原显现,并进行数据处置,这样进一步增强了体系数据通讯安全功能。 
 
3、GPRS/GSM移动数据传输网络: 
       PLC收集的数据经GPRS/GSM网络空中接口功能模块一起对数据进行解码处置,转换成在公网数据传送的格局,经过中G移动的GPRS无线数据网络进行传输,最终传送到监控中间IP地址。 
 
体系计划 
       各现场操控点运用成都众山科技有限公司的ZSD3120 GPRS DTU透明数据传输终端,经过移动GPRS网络与监控中间相连。各现场操控点的GPRS DTU运用移动通讯公司的GPRS一般数据卡或APN专用数据卡,一起监控中间对各点GPRS终端编号进行挂号, 并与现场操控点信息进行有关,以便辨认和维护处置。监控中间运转监控体系软件,实时收集现场操控点的有关数据。 
 
安全办法 
       因为长途操控的特殊性,体系需求极高的体系安全保证和稳定性。安全保证首要是避免来自体系表里的有意和无意的破环,网络安全防护办法包含信道加密、信源加密、登录防护、拜访防护、接入防护、防火墙等。稳定是指体系能够7×24小时不间断运转,即使呈现硬件和软件毛病,体系也不能中止运转。  监控中间可经过公网接入,或许到移动专网接入,选用公网接入方法费用对比低,公司不必租借专线,而运用数据专线接入时,GPRS数据传输设备要经过Radius服务器的认证, 整个数据传送进程得到了加密维护,安全性对比高,可充沛保证速度和网络服务质量。 
1、APN数据专网形式:公司内部网络中装备APN服务器,移动终端运用APN数据专网,因为选用数据专网,服务器与公网Internet阻隔,能够有用避免不合法侵略。 
2、用SIM卡的唯一性,对用户SIM卡手机号码进行辨别授权,在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定,划定用户可接入某体系的规模,只有归于指定职业的SIM卡手机号才干拜访专用APN,移动终端与监控中间选用中G移动分配的专门的APN进行无线网络接入,一般手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。 
3、能够为每个GPRS数据传设备单独装备 DTU ID号和暗码,经过监控中间在其登陆时进行运用层认证,其他没有中间分配的DTU ID号和暗码的GPRS的设备将无法登录进入体系,体系的安全性进一步增强。 
4、数据加密:可对整个数据传送进程进行加密维护。 
5、网络接入安全判定机制:选用防火墙软件,设置网络鉴权和安全防备功能,保证体系安全。 
 
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