银川西门子授权代理商电源供应商

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引言

可编程控制器（PLC，Programmable LogicController）经过几十年的发展，现在已经成为了重要、、应用场合广泛的工业控制微型计算机。然而，人们在使用过程中也逐渐发现了传统PLC的缺点：兼容性差，由于生产厂家众多，各种机型互不兼容，没有统一的标准，难以构造统一的硬件结构；封闭、扩展能力差：产品能力的功能实现依赖硬件；对使用者的要求高：现行的PLC 产品，其编程方式要求使用者对PLC的硬件结构、电器原理、编程指令都要有相当的了解；可维护性差：PLC 出现故障时需要人员用工具进行检测和维修；成本较高，传统PLC 被几家厂商所，性价比增长缓慢。这些问题都制约着传统PLC 的发展。近年来，工控领域的不少研究人员一直在寻求着解决这些问题的途径。随着计算机软硬件技术的发展及PLC 标准IEC61131-3的，在计算机上以软件的方式来实现PLC 成为了发展的热点，这也就是软PLC（Soft PLC）。

软PLC介绍

软PLC，也叫软逻辑，是一种基于PC 机开放结构的控制装置。软PLC 综合了计算机和PLC 的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务的控制内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、的操作和可连接的各种I/O 系统及网络的开放结构。软PLC 提供了硬PLC 的各种功能，同时具备了PC 的各种优点。

基于PC 平台的软PLC 由于专门的编程器，因而可以充分利用PC 机的软硬件资源，直接采用梯形图或指令语言编程，并具有良好的人机界面，在数控系统中正逐渐取代硬件PLC，PLC 编程系统也正在逐步转向占据软件市场的PC 机。软PLC 技术发展的一个重要条件就IEC61131-3 标准的。

20 世纪90 年代，IEC（电工）颁布了IEC61131 标准，它的内容涵盖了PLC 整个生命周期的各个部分。IEC61131-3 是PLC 的语言标准，它定义了5 种PLC 编程语言的规范，其中结构化文本（ST）和指令表（IL）为文本语言，而顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块（FBD）为图形语言。同时，标准还允许在同一个程序中混合使用多种语言。IEC61131-3 标准由IEC 的SC65BW7工作组，它包括来自不同的PLC 制造商、软件公司和用户代表，实现了统一的编程标准。相对传统PLC，软PLC 解决了兼容性差、通用性差等问题，具有了多方面的优势：

（1） 硬件体系结构不再是封闭的，用户可以自己选择合适的硬件来组成满足要求的PLC。

（2） PC 机厂家的竞争激烈使得基于PC 机的软PLC 性价比得以提高。

（3） 软PLC 不仅可以实现连接到私有的PLC 网络中，而且可以通过PC 连接到计算机网络上。

（4） 由于软PLC 是基于IEC61131-3 标准的，因此在掌握标准后就可以容易的进行开发了。

由于软PLC 具有兼容性、通用性、、易于与网络连接、编程方便等优点。因而，目前都在进行软PLC 的研究。上，已经有了一些比较成熟和影响比较大的产品：如德国KW -sofeware 公司的MULTIPROG wt32、倍福TwinCAT控制软件TwinCAT PLC、法国CJ International公司的ISaGRAF 软件包、PCSoft International 公司的WinPLC、美国Wizdom Control Inbbtion 公司的Paradym-31 等等。而国内有关部门和工控方面的公司也正在着手研究开发具有自主版权的中文软PLC产品。

软PLC设计平台

硬件工作平台

软PLC 的期待硬件工作平台为工控机等PC 工业微机平台和嵌入式PC 平台。本设计因需要应用于嵌入式的数控系统中，所以采用了嵌入式PC 平台。嵌入式PC 是将PC 机的主要硬件集中在一张大小的主板上，将操作系统和应用软件存储在Flash芯片中。嵌入式PC 与标准PC 全兼容，采用与标准PC 相同的硬件结构和软件结构。因而，嵌入式PC在理论上能完成与普通PC 系统的工作。因而，我们可以在普通PC上做好设计和开发，再将软件移植到嵌入式PC 上。

嵌入式PC 包括单板计算机（SBC）、PC/104 计算机和饼干机，本设计采用的是嵌入式PC104 计算机。嵌入式PC/104 组件尺寸小，标准化，模块化程度高，采用层叠式结构，通过在CPU 板的基础上堆叠扩展板构成一个完整的计算机系统。PC104 的扩展板齐全，包括了网卡、数字I/O 卡、A/D 卡等。在PC104 上构造的系统即嵌入式软PLC 可扩展性好，标准化和模块化程度高。

现今PC104 的硬件水平可以达到P2 或者P3 一级，CPU 速度足够快，内存可到128M，程序存储空间可以选用CF 卡作为硬存储空间，可以达到128M，且可通过PC104 接口扩展其硬件I/O 能力，可增加软PLC 的I/O 口，丰富的硬件资源可以满足运行软PLC 的需要。这也使得设计时可以在普通PC 上，在LINUX 内核下对软PLC 的各个模块进行调试，调试成功再移植到PC104 组件上运行。

软件平台

目前，大多数软PLC 分别以bbbbbbs, DOS 和Linux 系统为操作平台。早期的基于PC 的软PLC 采用的较多的是DOS 系统，这类软件由于运行DOS 环境下，可以轻松实现其实时控制的要求，但由于DOS 环境是单任务处理方式，使得PC 的潜力得不到充分发挥，系统的功能和灵活性也受到限制。而bbbbbbs 具有操作界面良好、程序开发相对容易、多任务等优点，但bbbbbbs 操作系统并不是一个理想的实时操作系统，且bbbbbbs 操作系统是收费的，这将大大增加开发应用的成本。因而，本设计配合数控系统的需要选用的是Linux 系统为操作平台，基于Linux 内核模块的Rtlinux 是一个的、开放源代码的实时操作系统。

软PLC模块设计

本设计的软PLC 基于嵌入式PC104 计算机，建立在Linux 操作系统之上，软件的设计采用了模块化设计。每个模块都专职一项功能，每个模块都是一个进程。软PLC 全局变量是所有模块的公共数据，由配置文件设定。各个模块通过全局变量进行通信，各个模块的私有数据不包含在配置文件内。全局变量在每个模块都有副本，各个模块通过副本的数据对本模块进行运算，当循环一次运算后，就新到全局变量，这样就实现了各个模块之间的通信。每个模块对全局变量的读写权限不一样的，只有对全局变量具有写权限的模块才可以新全局变量里的数据。每个模块作为一个进程，进程之间的通信采用的是共享内存进行通信。

(1) 主程序（main program）,启动软PLC，将运行主程序，主程序将读取配置文件上的内容，并运行配置文件上所设定的模块。

(2) 配置文件（configurefile），在软PLC 中具有的地位，它由几部分组成：

①软PLC 配置，在这部分设置了内核和各个模块的相关参数，

主要包括：模块列表，列出了要运行的模块；变量列表，列出了软PLC 中的全局变量，并定义了具有对应全局变量有写权限的模块。

② 公共配置，这部分设置了各个模块之间的共同属性。

③ 同步配置，这部分是要配制各个模块之间的性。为了保证数据的传输，让模块之间。

④ 实时性配置，软PLC 可以运行在3 种模式：正常模式、软实时模式和硬实时模式，设计时可以根据具体情况选择其中的一种模式。

对于每个具体的设计来说，需要对配置文件中的几个部分进行配置。

(３) 人机界面模块（HMI），用户和软PLC 之间的互动模块。通过友好的人机界面，用户可以控制软PLC 的调用和开关，同时可以查看软PLC 各个状态点的状态。在Linux 下，可以使用GTK 或者TCL/TK 进行设计。本设计由于整个数控系统的需要，采用了TCL/TK 进行设计。因为软PLC 的其他部分是用c语言进行设计，因而在用tcl/tk设计的人机界面模块和软PLC 之间，需要设计一个TCL/TK 的扩展模块作为两种语言之间的接口，这样在界面上就可以用TCL 语言调用C 语言编写的软PLC 函数。现阶段本设计主要完成了常用的PLC 图形语言梯形图和两种文本语言IL 语言和ST 语言的设计，因而人机界面可以分为两种，梯形图的编辑运行界面和文本编程的监控界面。

① 梯形图界面，在梯形图界面上，用户可自由拖动如开关、计时器等各种器件进行自主编程，从而实现在线编程。在界面上右侧是状态栏，可以对各种状态点的控制和状态显示，如将状态点B1 状态置1，则需单击B1 前的小方框。界面的上方是菜单栏。用户可通过菜单的选择进行编辑、保存、打开等功能，编辑完毕，按下Run 键，TCL/TK 的底层程序将会检测状态点状态，并根据元件种类进行逻辑运算，这些直接使用TCL/TK 编程就可以实现。而Exit 键则是退出软PLC，当按下该键时，将会设置全局变量Quit = 1 并传递给关闭模块Plcshutdown。关闭模块将关闭所有在运行的软PLC模块，并共享内存上的信号量。

② 文本编程监控界面。文本语言相对不够图形语言直观，设计监控界面，可以从监控界面上调用所需要的文本程序，同时对各个状态点的状态进行显示和控制。

(4) 文本编辑模块，用户PLC文本程序的编辑模块，使用文本编辑器即可实现。用户使用符合61131-3 标准的编程语言编写控制应用程序。编辑好的模块将会被软PLC 的编译器所编译，生成可执行代码。

(5) 逻辑模块，软PLC 的模块，它包括IEC61131-3编译器和数据处理模块。IEC61131-3编译器将编译用户编辑好的文本应用程序，将PLC 的代码编译成C 语言，然后再调用GCC 将程序和软PLC的链接库编译成目标文件，同时显示编译结果的正确性，将编译的错误信息及警告信息反馈给用户。

文本编辑模块与编译模块在软PLC 运行时，不会作为调用模块。软PLC只调用后生成的可执行模块。数据处理模块执行对各种浮点型数据的操作，功能包括PID控制、按一定的比例缩放数据大小等。

(6) 通信模块（Communication module）,主要负责软件的网络通信协议等的实现，借助与操作系统的结合构建网络服务器，实现强大的网络服务功能，实现Modbus 等总线协议的总线控制功能。

(7) I/O 模块，软PLC与物理IO连接的模块。通过IO 模块，软PLC 的状态点与硬件的IO 点一一对应，软PLC 可以通过IO 模块直接读写PC104 上IO扩展板的IO 点，实现对I O 点的读取和控制。

( 8 ) 关闭模块（Plcshutdown），由于本设计采用了多模块化设计和共享内存通信机制。因而软PLC退出，需要关闭所有正在运行的模块和共享内存上的信号量。关闭模块提供了Quit的全局变量， 当Quit=1，将运行关闭模块中的程序关闭所有的软PLC 模块和共享内存的信号量。

以上是根据需要设计的一些模块，根据用户需要还可以增加一些模块，如记录模块，数据库连接模块等，这些模块将会记录软PLC 的工作记录和保存软PLC 的数据记录。这些有待进一步的开发和设计。设计好各个模块，软PLC 的工作流程可如图3 所示。

本设计是在Linux 下进行设计，除HMI 模块是使用TCL/TK 设计外，其他均是使用C 语言进行编写，在Linux 下使用GCC 进行编译。由于篇幅所限，此处不展示代码。

实例

下面以一个简单的对3并口通道循环控制为例，说明软PLC 的工作流程。

（1）梯形图编程。从软PLC 主界面进入后，启动梯形图编程，调用梯形图编程的主程序。梯形图编程共需要调用梯形图界面模块、关闭模块、IO 模块，这些均在配置文件中设置好，不需用户进行设置。配置文件主要部分定义如下：

需运行的模块： 主要状态点定义：Ladder为拥有写的权利模块，主程序启动后，将读取对应的配置文件，运行所需模块。

这是一个比较简单的程序，因而只需要使用3个计时器和几个复位、置位输出就可以实现功能。编辑好梯形图程序后，按下Run 键,程序即可运行，并实现对IO 板上对应端口的控制。

（2）文本IL 语言编程。开始与梯形图编程相同，从软PLC 主界面进入后，启动IL 语言编程，调用主程序。文本编程共需要调用监控界面模块、逻辑目标程序模块、关闭模块、IO 模块。逻辑目标模块为用户编辑好的IL 程序，并通过编译器生成的可执行逻辑程序，用户可在PC 机上编辑和编译好逻辑程序，再移植到PC104 上进行调用。

结束语

软PLC 具有强大的功能，在工业控制中发挥着越来越重要的作用，是一项具有潜力的技术，其强大的网络功能是传统的PLC 无法比拟的。中国工业自动化的水平相对国外来说较低，技术含量少。因而国内企业要在激烈的竞争中立于不败之地，增加生产的自动化程度，提高产品的技术含量。发展自主产权的软PLC 将对此问题产生有力的推动作用，也有助于我国PLC 企业发展本国市场并向外扩展

 引言
    水下电弧有着广泛的用途，其中应用之一是水下制取“电弧气”。制造电弧气的一个关键要素就是保持电弧电压的稳定，使电弧能在水下稳定放电。大电流(1000 A，DC)、大功率(50 kW)水下电弧放电本身是一个复杂的过程，电弧长度短，具有非线性、变参数、不易稳定等特点。试验表明采用PFC-PID串级控制策略的水下电弧控制系统的动态品质明显采用传统PID控制的系统，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。
    大多数PID控制都是基于单片机进行，但单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂，特别是涉及到逻辑控制方面不是其长处，而PLC在这方面却是公认的选择。随着PLC功能的扩充，许多PLC控制器中都集成了PID控制功能，因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。经过认真的市场调研和技术准备，笔者使用了目前比较的PLC技术开发控制系统，对现场各种生产过程信号进行采集.监测、计量。从实际应用的效果来看，该系统具有、可维护性强、性能稳定等优点。

2 系统的工作原理
    在水下电弧控制系统中，电弧放电在反应器中完成，气体由此产生。电控制装置连续地将碳棒电送入反应器中并维持电电弧的稳定，从而保持电弧电压和电流的恒定，使得产气成分稳定且产气效率提高。

 1.控制器，2.伺服放大器，3.220 W交流伺服电动机，4.进退限位开关，5.碳棒检测开关，6.前进限位开关，7.阴碳棒，8.阳碳棒，9.下棒控制电磁阀，10.反应堆，T.反应罐温度，P.反应罐压力，U.电弧电压，I.电弧电流。
    碳棒的进退是通过伺服电机经传动作用来实现控制的。控制器通过不断检测T、P、U、I值的大小及各开关量的状态来控制电机的转速，通过动丝杆传动作用推动碳棒前进，当碳棒前进速度同碳棒燃烧速度一致时，可认为弧长基本不变，从而实现整个电弧的电压电流恒定控制。
    由于阴碳棒相对阳碳棒燃烧速度较慢，在工艺设计时，将阴碳棒与推进导杆连为一体，由伺服电机控制该碳棒的进退，其换棒工序需人工手动完成；阳碳棒则与推进导轩相分离，导杆只可往前推进碳棒，而不能控制其后退，通过位置检测开关检测碳棒是否推进到位，以决定是否进人自动换棒工序。在进行换棒时，电机控制阴导杆快速后退，同时另一电机控制阳碳棒自动跟进，以免断弧。

3 S7-200系列PLC的特点
    S7-200为西门子公司生产的SIMATIC系列小型PLC，无论是立运行，还是相连成网络，皆能实现复杂控制功能，适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。此次选用的CPU226有如下特点：24输入、16输出共40个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点；13 KB程序和数据存储空间；6个立的30 kHz高速计数器，2路立的20 kHz高速脉冲输出，具有比例、积分、微分(PID)控制器；2个RS485通信-编程口，具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力；I/O端子排可很容易地整体拆卸。自由通信是S7-200系列PLC的一大特色。它使S7-200系列PLC可以与任何通信协议公开的设备、控制器进行通信，即可以由用户自己定义通信协议(如ASCⅡ协议)。波特率为38.4 kbit/s(可调整)。因此可以通信的范围大大增加，控制系统配置也加灵活、方便。

4 控制系统方案设计
    如图2所示，本控制系统的现场控制部分选用了S7-200 Micro PLC CPU226 DC/DC/DC型和SIMATIC TP 270型触摸式面板作为基层控制部分。PLC与触摸屏间的通讯通过RS-485串行总线完成。PLC控制器本机系统通过其扩展模块主要完成5方面功能：DI(开关量输入)、DO(开关量输出)、AI(模拟量输入)、AO(模拟量输出)、通讯。其中DI口用于检测开关状态(如液位开关、接近开关、光电开关等)；DO口用于高速脉冲的发送、变频器的开停控制、各电机的开停控制、电磁阀的控制等。AI用于模拟量的采样，现场模拟量主要包括反映罐温度、压力、电弧的电压电流等，从现场传送到AI模块的信号为4 mA~20 mA电流信号。AO则根据现场采集到的信号调节模拟量输出大小来控制变频器频率的高低，进而通过变频器来实现对循环泵和气体压缩泵的速度控制。伺服电机的控制则通过告诉脉冲输出控制来完成。在控制柜内部预留出用于其它功能模块的扩展空间，如额外的压力检测、气体浓度检测，还有Medem上网模块，以后系统升级可将现场得到的各种数据通过Modem发送到Internet。

5 系统软件设计
5.1 PLC程序设计说明
    CPU226是西门子S7-200系列中的PLC，本机自带24个数字输入口、16个数字输出口及两个RS-422/485串行通讯口，多可扩展7个应用模块。这里通过扩展EM231模拟输入模块来采集电压信号，输入模拟信号可选择O V～10 V、±5 V、0 mA~20 mA等多种信号输入方式。终PLC根据输入电压信号的大小控制脉冲发送周期的大小，从而达到控制伺服电机速度的目的。本系统中控制程序主要完成以下几个任务：
    1)系统参数的初始化；
    2)各种检测开关的读取；
    3)电压、电流、工作压力、温度等的读取；
    4)电机、变频器、电磁阀等的控制。
    为了完成上述各种功能，程序分为七大模块，分别为：
    1)初始化程序：完成系统各种参数的初始化，如在控制面板上对参数作了修改，则下次运行时会自动用新参数完成初始
化；
    2)模拟量的读取：开机工作便开始完成电压、电流、工作压力、温度等的监测与读取，实时传递数据到面板显示；
    3)主控程序：完成各子程序使能模块的调用及切换，各种限制及保护功能等；
    4)手动控制程序：实现各种控制状态的手动操作；
    5)自动控制程序：完成自动换棒、自动、自动引弧、各种电机等的控制；
    6)控制算法程序：完成对产气压力和工作电弧的恒定控制；
    7)PWM/PTO脉冲控制：根据检测到的电弧电压及碳棒状态自动调节脉冲频率或脉冲个数、两个脉冲口的配合与切换、PWM/PTO工作方式的配合与切换等。
5.2 程序控制流程
    整个程序的控制难点在于对电弧的控制，因此，本文仅给出电弧控制的流程，电弧控制难的主要原因在于电弧燃烧时其间距较小，容易受到外界干扰，引起控制器的震荡。在换棒过程中，出现断弧现象，针对电弧燃烧时阴和阳燃烧速度不同设计了以下控制程序(阳燃烧速度远远大于阴)。

 在换棒时，右电机(控制阳碳棒)控制滚轴丝杆全速后退，左电机(控制阴碳棒)则进入PID调节程序自动跟进，当检测到碳棒到位，右电机先控制滚轴丝杆快速前进以虚位，然后将PID控制切换到右电机上，左电机缓慢后退。

6 结束语
    基于PLC的水下电弧控制系统软硬件设计较为简单，但逻辑控制功能强大，由于许多PLC控制器中都扩充了PID控制功能，因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场合采用PLC控制是较为合理的。从系统实际运行的效果来看，该系统、可维护性强、性能稳定

可编程控制器简称PLC，已越来越广泛用于工业控制的各个领域。同时，近年来，随着网络技术的不断发展GPRS以其在线、通信速度快、支持Internet数据分组业务、通信（0.01分/k，也可包月或包年）等特点，被广泛用于各种网络无线遥控系统中。本文充分利用GPRS技术无线通信的优点，并结合PLC在工业控制 上抗干扰性强的优势，给出了一个对海上的灯塔进行实时遥控系统的具体实现方案，并进行了实际系统的设计。

1 系统结构组成

基金项目：交通部伽利略计划专项基金（编号：200436422510）；交通部科技教育司资助

1.1 系统工作原理

PLC远程实时遥控系统在物理分布上由GPRS终端设备务软件组成，系统通过配置可以对多个设备进行状态和数据监控，也可以通过服务软件仅对单个终端设备进行远程调试和通信数据的应答和转发。

GPRS终端设备将的各种信息数据按照设定的协议发送到系统服务软件或用户监控上，系统服务软件判断收到的数据是监控数据还是调试转发数据，按照不同的要求将数据进行相应的处理，并根据设定的要求进行接收确认。同时，系统服务软件也可以按照操作人员的要求配置参数，有选择的查询必要的终端设备信息。

当系统进行远程调试应用时，系统服务软件可以对PLC已知的应答软件进行自动在线保持，仅将关键数据进行远程传输到GPRS终端设备进行数据请求，同时GPRS终端设备对已经请求到的设备指令发送到系统服务软件，系统服务软件再通过串口转发给系统远程调试软件。其中，关键数据指令的交互周期和等待周期可以由系统软件配置。这既可以有效地节省数据通信的流量，又可以保证调试软件的稳定性。

1.2 系统结构组成

PLC实时遥控系统由系统用户监控、通信网络和终端设备组成，

GPRS 终端设备通过通信接口与现场PLC设备连接，它负责采集现场PLC设备的各种信息数据，并通过IP链路方式或GSM短信方式发送至系统监控或控制。另外，将控制手机或系统服务软件发送过来的各种有效的控制指令和PLC远程调试关键数据发送给现场PLC设备。其组成包括GPRS通信模块、MCU处理模块及其他附属部件。

系统服务软件是整个系统的，其将来自GPRS终端设备的各种指令信息、数据转发给终端状态软件，接收来自终端状态软件的查询指令并发送给远程的GPRS终端设备。同时，系统服务软件还可以按照预设的指令格式自动应答PLC远程调试软件的指令信息，也可以将PLC远程调试软件的关键请求指令按照预设的格式和频率发送给远程GPRS终端设备并将返回来的指令实时发送给PLC调试软件。

通信网络是GPRS网络和传统IP网络的融合，主要负责监控和系统服务软件与GPRS终端设备之间的数据交换工作。

2 GPRS终端设备设计

GPRS终端设备是与监控服务器进行业务、数据交互的接口，是系统数据采集和指令执行部分，完成将PLC工作状态的实时上传和接收来自监控的各种命令的执行工作。

2.1 系统终端硬件设计

GPRS终端硬件模块主要包括电源变换模块、GPRS通信模块、MCU微处理器模块、PLC控制模块和现场显示控制触摸屏。

GPRS数据通信模块将从监控接收的数据送给MCU微处理器，MCU微处理器根据数据的类型进行相应的处理，对于需要转发给PLC的给PLC控制模块。同时，MCU微处理器将从PLC控制模块中得到的数据进行相应的处理并由GPRS模块发送给监控。触摸屏实时监视系统和设备的运行状态，并可以进行现场设定设备运行的参数。由于GPRS终端设备不同的模块所需要的电源参数不同，因此，需要利用电源变换模块将输入电源变换为不同的电压输入给相应的处理模块以满足其正常的工作。

2.2系统终端软件设计

在GPRS终端设备的软件设计中，主要是基于MCU微处理器的数据处理部分软件设计。

MCU微处理器主要完成接收来自监控的数据，并及时转发给PLC控制模块，同时，将从PLC控制模块中返回的数据通过GPRS通信模块发送给监控。由于GPRS模块内部没有TCP/IP协议 和PPP协议，所以，GPRS终端设备在软件设计中嵌入了TCP/IP协议和PPP协议。在MCU处理器与PLC之间，采用的是HOSTbbbb通信协议 ， MCU处理器作为主控制器， PLC作为从控制器。

3 系统设计特点

3.1 应用配置简单方便

系统服务软件可以对每一种需要处理的语句只通过定义相应的参数（包括起始头，结束尾，转发时间）等都可以进行配置。同时对本地发送给该软件的语句也可以通过配置自适应进行应答。在GPRS终端设备上，用户同样可以控制对设备的访问，通信方式的自适应检测、切换和短信号码管理等功能。使用起来方便简单，一套系统完成多种系统的应用工作。

3.2 系统具有良好的扩展性。

基于GPRS网络的PLC实时遥控系统对用户来说具有强的扩展性，可以仅通过参数的配置就可以实现多种应用系统的开发工作。

同时，本系统在软件设计中还采用了软件设计中三层软件设计模式，其灵活的组件式配置和管理对未来系统业务功能的扩展和升级提供了方便，系统开发人员可以通过换组件或扩展组件功能的方式得以实现，而对其他部分则没有任何的影响，有利于系统扩展应用。

3.3 系统

在软件和终端设备上都进行操作权限、身份的鉴权和识别；对短信收发列表也采用了权限设置，同时，对每一个号码都可以设置密码。在系统服务软件和GPRS终端设备之间系统封装了认证和通信指令协议，但对于用户来说是透明的链路传输，这可以有效的的性。

3.4 短数据包通信

本系统中设计的数据通信包为500字节，当监控远程调试软件与PLC之间数据交换大于500字节时，需要分包发送。这样虽然增加了监控与GPRS终端设备之间的信息交换次数，但保证了数据通信的性。使用普通的MCU微处理器就可以运行一个精简的TCP/IP协议栈，节省了大量的系统资源。

3.5 自适应切换GPRS通信和GSM通信方式

GPRS终端设备可以通过短信或电话唤醒转入基于IP连接的工作模式，也可以在设定时间内无法连接到服务软件时自动转入短信工作状态。

4 系统运行结果

当GPRS终端设备与监控的系统服务软件连接后，就可以利用远程调试软件和终端状态软件实时查看和调试现场PLC设备的运行状态和结果了，十分方便，简单易行。图现场PLC设备与远程调试软件之间通过GPRS终端设备和系统服务软件之间进行数据交换的数据流。

5结论

本文详细讨论了基于GPRS网络技术的PLC远程调试技术应用于海上灯塔遥控系统硬件和软件的设计方案，并给出了实时性和性关键问题的解决方法，通过应用GPRS无线通信技术，实现了PLC远程实时监控和调试。给工作人员对观察灯塔设备运行的工作状态带来了大的方便，也十分有利于对灯塔设备的异地控制和维护。同时，本文对远程以及其它无人值守的系统均有一定的实用和指导意义。

观点

（1）本文提出了在监控和终端系统之间的采用一种协议可控的透明传输的思想，提高了系统工作的效率和性。

（2）移动终端中的通信模块内部嵌入了自己开发的TCP/IP网络通信协议，提高了通信性、降低了TCP/IP连接时间。