卓嵐解決方案——PLC的遠(yuǎn)程控制

1.概述
　　目前設(shè)備遠(yuǎn)程控制在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、安防、設(shè)備監(jiān)控等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文以三菱PLC的遠(yuǎn)程控制為例講述卓嵐聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品在設(shè)備遠(yuǎn)程控制方面的應(yīng)用。首次提出了域名系統(tǒng)、NAT技術(shù)、斷網(wǎng)恢復(fù)機(jī)制是實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制的三大關(guān)鍵技術(shù)。
　　在該應(yīng)用案例中，用戶具有分布于世界各地的PLC，用戶想通過任何一臺(tái)能夠連接到Internet的計(jì)算機(jī)對(duì)PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行訪問和修改。遠(yuǎn)程控制技術(shù)，避免了用戶需要到現(xiàn)場(chǎng)診斷的麻煩，節(jié)省了人力物力。
　　上海卓嵐科技的聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品包括：嵌入式設(shè)備聯(lián)網(wǎng)模塊、串口服務(wù)器等。使用卓嵐聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控的示意圖如下圖所示。

如圖所示假如用戶設(shè)備是一個(gè)類似PLC的帶串口（DB9）的設(shè)備，則可以通過卓嵐串口服務(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò)；如果用戶設(shè)備電路板是可以重新設(shè)計(jì)的，則可以選用卓嵐聯(lián)網(wǎng)模塊，并將其集成到用戶電路板。兩種方案在原理上是相同的。
在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)端，卓嵐科技提供了3種方式方便用戶和聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品通信：
1．卓嵐設(shè)備管理DLL+VB等程序。提供的DLL設(shè)備管理函數(shù)庫(kù)，可以被用戶程序所調(diào)用，用戶只需使用提供的open、close、send、recv
函數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)通信。
2．串口程序+虛擬串口驅(qū)動(dòng)。例如三菱PLC需要通過MELSOFT開發(fā)環(huán)境和PLC通信，某些Modbus設(shè)備則通過三維力控軟件和設(shè)備通信，它們
都是現(xiàn)成的串口程序。使用卓嵐虛擬串口驅(qū)動(dòng)，可以在網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)后，仍然使用這些串口程序。
3．Socket網(wǎng)絡(luò)程序：對(duì)于高級(jí)用戶，可以選擇通過TCP/IP直接和聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品通信。

2.域名（DNS）系統(tǒng)

　　域名系統(tǒng)的支持是遠(yuǎn)程控制的關(guān)鍵技術(shù)。目前網(wǎng)絡(luò)接入以ADSL接入網(wǎng)絡(luò)占絕大多數(shù)，但是若遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過ADSL聯(lián)網(wǎng)，每次的IP是不同，必須解決設(shè)備如何知道遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)IP的問題，解決的方法是動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)。
　　在卓嵐遠(yuǎn)程控制技術(shù)中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過動(dòng)態(tài)域名服務(wù)在每次聯(lián)網(wǎng)時(shí)都可以獲得全球唯一的域名，例如yourname.gicp.com。卓嵐聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品支持域名，可以用域名指定通信的的目的地址，例如將其設(shè)置為yourname.gicp.com。
　　這樣，無論遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)在何時(shí)何地通過ADSL接入網(wǎng)絡(luò)，卓嵐聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都可以在第一時(shí)間和其建立TCP連接。

3.網(wǎng)絡(luò)地址映射（NAT）技術(shù)

　　NAT技術(shù)是解決兩個(gè)內(nèi)網(wǎng)之間計(jì)算機(jī)如何互聯(lián)的技術(shù)。對(duì)于初次接觸TCP/IP的用戶，可能對(duì)于內(nèi)網(wǎng)IP（例如192.168.0.200）、外網(wǎng)IP（例如114.123.223.12）、外網(wǎng)計(jì)算機(jī)如何訪問內(nèi)網(wǎng)計(jì)算機(jī)比較迷惑。外網(wǎng)計(jì)算機(jī)連接內(nèi)網(wǎng)計(jì)算機(jī)時(shí)，不能簡(jiǎn)單地向該計(jì)算機(jī)的內(nèi)網(wǎng)IP發(fā)起連接。這里關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)地址映射NAT技術(shù)。NAT技術(shù)可以在ADSL路由器上做一個(gè)NAT映射，將用戶的內(nèi)網(wǎng)IP映射為外網(wǎng)IP和端口。
　　在卓嵐的設(shè)備遠(yuǎn)程控制應(yīng)用案例中，提供了如何使用網(wǎng)絡(luò)地址映射（NAT）技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的操作步驟，由于篇幅所限這里不詳述。

4.創(chuàng)新的斷網(wǎng)恢復(fù)機(jī)制

　　TCP連接的不正常中斷在設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控中比在局域網(wǎng)中更加常見，因?yàn)樵贗nternet環(huán)境下，中間的任何一臺(tái)路由器出現(xiàn)問題都可以導(dǎo)致連接中斷。
　　斷網(wǎng)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中產(chǎn)生如下問題：假如客戶端和服務(wù)端建立TCP連接后，服務(wù)端由于掉電等原因重新啟動(dòng)，那么客戶端將不再能夠和服務(wù)端建立連接。原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)榭蛻舳苏J(rèn)為連接已經(jīng)建立，這導(dǎo)致了服務(wù)端無法向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。
　　心跳包技術(shù)是目前常見的斷網(wǎng)恢復(fù)機(jī)制，但是該方案并沒有寫入TCP/IP規(guī)范，原始是心跳包技術(shù)存在很多爭(zhēng)議的負(fù)影響，例如增加了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)等。
　　卓嵐的設(shè)備管理DLL庫(kù)和虛擬串口驅(qū)動(dòng)內(nèi)部集成了創(chuàng)新的斷網(wǎng)恢復(fù)機(jī)制，采用優(yōu)于心跳包的技術(shù)，可以在服務(wù)端、客戶端、中間路由器任何一方斷網(wǎng)情況下，迅速恢復(fù)連接。

5.總結(jié)

　　域名系統(tǒng)、NAT技術(shù)、斷網(wǎng)恢復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)保證了使用卓嵐產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)PLC的遠(yuǎn)程監(jiān)控方面的方便性、穩(wěn)定性。
串口服務(wù)器詳細(xì)資料：http://www.zlmcu.com/products_netcom.htm
嵌入式聯(lián)網(wǎng)模塊詳細(xì)資料：http://www.zlmcu.com/products_serial_server.htm