西门子CPU模块6ES7315-6TH13-0AB0
1 引言
随着工业4.0和工业互联网的兴起，自动化设备的日益普及。但与此同时人力成本的上升，许多工业自动化设备的企业都面临着技术售后的人力成本问题。当一个以PLC设备营业的企业将设备出售，那么也将面临着后期维护的问题，而大多数情况下却是软件程序上的修改或者调试。这个仅仅只是可以通过计算机与PLC连接就可以完成的事情，在没有远程数据连接的情况下却显得比较麻烦，特别是对于销售到外地或者国外的设备，就是简单的程序修改却不得不要派人去售后。但是，如果将ATC-2000串口转以太网的串口服务器与PLC通过系统的连接之后，事情处理起来就非常简便了。自动化设备的企业只需要在本公司就可以实现直接用计算机与PLC远程数据通信，操作简单方便。
2 系统方案
2.1 串口服务器
ATC-2000串口服务器是为TCP/IP到RS-232/422/485之间完成数据转换的通讯接口转换器，广泛应用于工业控制、门禁系统、考勤系统、售饭系统、POS系统、楼宇自控系统、电力系统、监控及数据采集系统、自助银行系统等。其内建的RTOS(实时操作系统)及完整的TCP/IP通讯协议可使ATC-2000不只提供可靠稳定的操作平台，更可使原有系统简便且快速的经由Internet进行远程管理。如图1所示为ATC-2000应用连接图。
图1 ATC-2000应用连接图
2.2 方案实现
2.2.1 ATC-2000工作网络模式
ATC-2000工作的网络模式分两类，第一类是局域网，通过局域网可以控
制内网的设备。第二类是外网（英特网），通过英特网实现远程数据通信。本文主要介绍的是远程数据通信，所以是基于英特网的，以下是实现远程数据通信实现的过程。
2.2.2 物理接线
首先需要将三菱PLC的通信端口与ATC-2000对应的相接，本案例所用到的是RS-422接线，我们采用了FX1N-485-BD扩展板，将扩展板上面的4个信号端子与串口服务器ATC-2000信号端子对接，RDA→T+、RDB→T-、SDA→R+、SDB→R-相接，然后将ATC-2000接入路由器并确保路由器连接网络。系统接线示意图如图2所示。
图2 系统接线示意图
2.2.3 ATC-2000参数配置
2、在使用ATC-2000前应先配置参数，计算机IP地址网段设定为下面状态：
IP 地址：192.168.168.1－－-192.168.168.254的范围
子网掩码：255.255.255.0
ATC-2000的缺省IP地址是192.168.168.125，（计算机的IP地址不能设定为该IP地址，否则无法正常设定）。添加网段方法如下图3、4、5、6所示：
图3 图4
图5 图6
在完成以上网段的设置后则可以安装ATC-2000虚拟串口应用程序及IP-bbbbbb应用程序，需要对ATC-2000进行配置可以通过bbbbbbS2000或bbbbbbS –XP 所带的IE浏览器来进行，在IE浏览器地址栏里键入192.168.168.125，回车后，浏览器窗口会显示显示如图7登录界面：
图7 登录界面
缺省的用户名：admin 密码：admin （均是小写），再按确定。进入首页界面后，需要对ATC-2000进行参数配置。需要修改的参数如下图8所示。静态IP地址可以修改，此案例改为192.168.1.125。Gateway（网关）要与本地网关一致，这里是192.168.1.1。Serial Type（串口类型）需要修改为RS422，修改完成之后点击页面下方的APPLY按钮。到此ATC-2000的网页参数配置已经完成。
图8 ATC-2000网页配置
2.2.3 路由器端口映射配置
进入路由器配置网页，找到端口映射功能。这里以Netgear Jndr3000路由器为例配置路由器的端口映射，ATC-2000的内网IP是192.168.1.125，端口号是50000。那么配置端口映射如图9所示。
图9 端口映射配置
服务名填入当前服务名称，自定义。这里写入ATC-2000 DataServer。协议依据实际应用填写就可以了，这里选择TCP。如果不清楚可以选择All。外部端口组写入串口服务器对应服务的端口，比如ATC-2000数据服务端口为50000，那么这里填入50000就可以了。内部端口组建议和外部端口组相同，内部IP地址写入当前串口服务器的IP地址。
2.2.4 创建虚拟串口
配置完网页上的所有参数后，那么下一步就是在计算机上虚拟串口，虚拟出来的COM端口可以直接与PLC进行数据通信。如果是在局域网内计算机与PLC连接(不需要在路由器上面进行端口映射即可以实现通信)，那么虚拟COM端口配置参数的IP地址则是填入内网的IP地址和端口号（端口号与端口映射中对应），如图10所示的步骤进行添加即可。
使用外网的计算机与PLC连接进行数据通信时，在配置完端口映射操作后，需要在外网的计算机上虚拟COM端口，配置参数的IP地址则是填入外网的IP地址和端口号（端口号与端口映射中对应），如图11所示的步骤进行添加即可。
图10 内网配置虚拟COM
图11 内网配置虚拟COM
3 外网IP地址获取
获取外网IP地址方法主要有以下几种：
1）通过局域网内的主机登陆http://www.ip138.com/获取。
2）通过局域网内主机访问路由器获取。
3）通过动态域名的方式。可以申请一个动态域名，比如花生壳或3322。在局域网内的主机运行对应的客户端，进行IP实时解析，那么外网的用户只需要通过命令行下的ping命令就可以获取串口服务器所在网络的外网地址了。如图12所示是在路由器上面实现动态DNS功能，把在花生壳上申请到的账号密码输入进去，通过ping这个固定的域名，则可返回公网IP。除此之外，ATC-2000自身在网页配置上也提供了动态DNS功能，配置界面如图13所示。
图12 路由器配置花生壳动态DNS
图13 ATC-2000配置动态DNS
4 远程数据通讯实现
通过软件虚拟COM口之后，就可以在计算机上面实现远程连接PLC。计算机与PLC远程数据通信连接示意图如图14所示。
图14 计算机与PLC远程数据通信连接
经过在三菱编程软件GX Developer上反复测试下载程序、上传程序、监控运行状态，都是可以进行正常的数据通信，那么计算机与PLC远程的数据通信已经实现了，GX Developer软件测试界面如图15、16所示。