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台达PLC与DTU无线模块在木工机械上的应用

发表于:2019-06-08 14:04 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  

1 前言
当前我国经济的快速发展和现代化水平的不断提高,木工行业的发展突飞猛进。尤其是近年来作为国民经济支柱行业的房地产迅速崛起,使得人们对于家具的要求越来越高,这就刺激了各种木工行业的快速发展。近十年来,木工加工制造业经历了许多加工控制和自动控制的技术改革。许多应用设备从原始的机械控制开始,逐渐发展到结合机械结构的继电器逻辑控制,但是传统的继电器控制存在控制效率低,抗干扰性差,设备故障率高等问题,随着当前自动化控制技术的发展,已经逐渐为PLC和变频器的控制所代替。随着木工行业的发展,相应的对于木工机械设备的要求越来越高,相应的控制难度也越来越高,控制系统自动化程度要求也愈来愈高,并且对于现场设备的远程控制要求也越来突出,相应的都需要采用针对性的控制方案来实现相应的控制要。
台达机电至今已经能为客户提供PLC控制器、温度控制器、计数器、人机界面、变频驱动器、伺服驱动器、数控系统等一系列产品,可以向客户提供完善可靠的机电一体化解决方案。本文基于台达产品构建了一套先进的木工机械设备远程控制系统,实现了无线方式的远程操控且不受组网及距离的限制,值得业界借鉴并推广。

2 DTU功能特点:
DTU是指数据终端设备(Data Terminal unit),可以理解为下位GPRS发射终端,在进行通信时,传输数据的链路两端肯定存在DTU,在它的作用下对所传信息进行格式转换和数据整理校验。其设备如图1所示。

GPRS DTU全称GPRS数据传输单元,在国内目前实际上对它具有更加明确的约定:GPRS DTU是专门用于将串口数据通过GPRS 网络进行传送的GPRS无线设备。  
GPRS DTU的四个核心功能:
  1)内部集成TCP/IP协议栈
  GPRS DTU内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统,从硬件上,它可看作是嵌入式PC与无线GPRS MODEM的结合;它具备GPRS拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。
  2)提供串口数据双向转换功能
  GPRS DTU提供了串行通信接口,包括RS232,RS485,RS422等都属于常用的串行通信方式,而且GPRS DTU在设计上大都将串口数据设计成透明转换的方式,也就是说GPRS DTU可以将串口上的原始数据转换成TCP/IP数据包进行传送,而不需要改变原有的数据通信内容。因此,GPRS DTU可以和各种使用串口通信的用户设备进行连接,而且不需要对用户设备作改动。我们做无线连接时PLC只需要设置好对应串口的波特率相关参数就可以了如:115200、8、0、1。远程只需要按MODBUS协议来访问PLC就可以了。
  3)支持自动心跳,保持永久在线
  GPRS通信网络的优点之一就是支持GPRS终端设备永久在线,因此典型的GPRS DTU在设计上都支持永久在线功能,这就要求DTU包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线(当长时间没有数据通信时,移动网关将断开DTU与中心的连接,心跳包就是DTU与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包,以保持连接不被断开)、支持断线自动重连、自动重拨号等特点。
  4)支持参数配置,永久保存
  GPRS DTU作为一种通信设备,其应用场合十分广泛。在不同的应用中,数据中心的IP地址及端口号,串口的波特率等都是不同的。因此,GPRS DTU都应支持参数配置,并且将配置好的参数保存内部的永久存储器件内(一般为FLASH或EEPROM等)。一旦上电,就自动按照设置好的参数进行工作。
  5)支持用户串口参数设置
  不同用户设备的串口参数有所不同,DTU连接用户设备的串口时,要根据用户设备串口的实际参数对DTU端进行相应设置,保证用户设备的正常通信和可靠数据传输。
  GPRS DTU的扩展功能:
较为专业的GPRS DTU还提供一些扩展功能,主要包括:支持数据中心域名解析、支持远程参数配置、远程固件升级、支持远程短信/电话唤醒、支持本地串口固件升级、提供短信通道、提供DTU在线、离线电平指示等。

图1 远程GPRS DTU 设备

3 系统设计:
系统由GPRS采集终端PLC、GPRS运行网、Internet Server、通信服务器、及企业内部网组成。 GPRS采集终端通过串口或模拟量采集通道,采集各点流量计的瞬时流量与累计流量,保存在内存中。定时向Internet Server发送最新的数据。为减少发送的数据次数,降低运行成本,采集终端具有智能判断功能,在数据不变时(比如无排放流量时GPRS可一小时上报一次,无需频繁上,RTU控制示意图如图2 所示。
GPRS按量计费:虽然可以保持永远在线,但不必担心费用问题;因为只有产生通信流量时才计费。她是一种面向使用的计费,计费方式更加科学合理
高速传输:GPRS最高理论传输速度为171.2kbps,目前使用GPRS可以支持40Kbps左右的传输速率。

图2 RTU远程控制示意图

本文以上海某品牌无线终端和台达DVP-10SX为例进行说明。该系列产品包括了:GPRS方式,CDMA方式,EDGE方式等产品。这里选择GPRS方式,232通讯口。该系列产品支持本地设置和远程设置。系统配置表如表1所示,系统框架如图3所示。

产品

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