一种面向PLC的远程监控下位机装置的制作方法

本实用新型涉及监控技术领域，尤其涉及一种面向PLC的远程监控下位机装置。

背景技术：

可编程控制器(PLC)因其使用方便、控制可靠而应用广泛，但随着科学技术的发展，人们提出了更高的要求，即希望能远程监控被控对象。目前，普通的PLC仅具备RS232或RS485通信接口，无法直接实现真正意义上的远程监控。因此，工程师们开始尝试各种方法来实现远程监控。

目前，国内通常采用带以太网接口的转换器实现RS232或RS485到以太网的转换，但这种方式的不足在于：

采用有线方式连接以太网，使用不方便。目前国内使用的转换器大多采用有线的以太网接口，只能通过网线连接以太网，使用不方便。

转换器成本高。目前国内使用的转换器所采用的以太网协议芯片价格本身就较贵，且这些协议芯片与控制器的接口较复杂，对控制器的要求较高，从而进一步提升了控制器的成本。

技术实现要素：

针对上述现有技术的现状，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，易于维护的面向PLC的远程监控下位机装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种面向PLC的远程监控下位机装置，包括：

主控单元；

Wi-Fi通信单元，与主控单元串口1连接；

GPRS通信单元，与主控单元串口1连接；

RS485通信单元，与主控单元串口0连接；

存储单元，与主控单元连接。

进一步地，所述主控单元包括：

第一芯片IC1，第一电阻R1，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，晶振器X1，按键开关S1；

所述第一芯片IC1型号为MSP430F149；

所述主控单元电路连接情况为：

第一芯片IC1第五十八引脚连接至由按键开关S1和C1串联组成的第一闭合电路；

第一芯片IC1第五十八引脚还连接至第一电阻R1，第一电阻R1另一端连接至电源VCC；

第五电容C5，第六电容C6，晶振器X1串联组成第二闭合电路；

第一芯片IC1第五十三引脚连接至第五电容C5和晶振器X1之间所连线路；

第一芯片IC1第五十二引脚连接至第六电容C6和晶振器X1之间所连线路。

进一步地，所述Wi-Fi通信单元包括：

第二芯片IC2，第三PNP型三极管第三PNP型三极管Q3，第十六电阻R16；

所述第二芯片IC2型号为ESP8266；

所述Wi-Fi通信单元电路连接情况为：

第二芯片IC2第一引脚连接至第一芯片IC1第三十五引脚；

第二芯片IC2第三引脚连接至第一芯片IC1第二十九引脚；

第二芯片IC2第七引脚连接至第三PNP型三极管Q3的集电极，第三PNP型三极管Q3的发射极连接至电源VCC，第三PNP型三极管Q3的基极连接至第十六电阻R16，第十六电阻R16另一端连接至第一芯片IC1第二十八引脚；

第二芯片IC2第八引脚连接至第一芯片IC1第三十四引脚。

进一步地，所述GPRS通信单元包括：

第三芯片IC3，第二PNP型三极管第二PNP型三极管Q2，第一NPN型三极管第一NPN型三极管T1，第十四电阻R14，第十五电阻R15；

所述第三芯片IC3型号为SIM800L；

所述GPRS通信单元电路连接情况为：

第三芯片IC3第二引脚连接至第一芯片IC1第三十四引脚；

第三芯片IC3第三引脚连接至第一芯片IC1第三十五引脚；

第三芯片IC3第四引脚连接至第一芯片IC1第三十七引脚；

第三芯片IC3第五引脚连接至第二PNP型三极管Q2的集电极，第二PNP型三极管Q2的发射极连接至电源VCC，第二PNP型三极管Q2的基极连接至第十五电阻R15，第十五电阻R15另一端连接至第一NPN型三极管T1的集电极，第一NPN型三极管T1的发射极接地，第一NPN型三极管T1的基极连接至第十四电阻R14，第十四电阻R14另一端连接至第一芯片IC1第三十六引脚。

进一步地，所述RS485通信单元包括：

第四芯片IC4，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第十七电阻R17；

所述第四芯片IC4型号为MAX485；

所述RS485通信单元电路连接情况为：

第四芯片IC4第一引脚连接至第一芯片IC1第三十三引脚；

第四芯片IC4第二引脚、第四芯片IC4第三引脚并联连接至第一芯片IC1第三十一引脚，第一芯片IC1第三十一引脚还连接至第十七电阻R17，第十七电阻R17另一端连接至电源VCC；

第四芯片IC4第四引脚连接至第一芯片IC1第三十二引脚；

第四芯片IC4第六引脚连接至第三电阻R3，第三电阻R3另一端连接至电源VCC；

第四芯片IC4第六引脚还连接至第四电阻R4，第四电阻R4另一端连接至第五电阻R5，第五电阻R5另一端接地；

第四芯片IC4第七引脚连接至第四电阻R4、第五电阻R5之间所连线路。

进一步地，所述存储单元包括：

第五芯片IC5，第二十八电阻R28，第二十九电阻R29；

所述第五芯片IC5型号为带有IIC通信接口的EEPROM芯片24C32；

所述存储单元电路连接情况为：

第五芯片IC5第一引脚、第五芯片IC5第二引脚、第五芯片IC5第三引脚、第五芯片IC5第四引脚并联接地；

第五芯片IC5第五引脚连接至第一芯片第四十六引脚，第一芯片第四十六引脚还连接至第二十九电阻R29，第二十九电阻R29另一端连接至电源VCC；

第五芯片IC5第六引脚连接至第一芯片第四十五引脚，第一芯片第四十五引脚还连接至第二十八电阻R28，第二十八电阻R28另一端连接至电源VCC。

进一步地，还包括：

按键单元，所述按键单元包含两个独立按键；

所述两个独立按键分别连接至第一芯片IC1第十八引脚、第一芯片IC1第十九引脚。

进一步地，还包括：

LED指示单元，所述LED指示单元包含四个发光二极管；

所述四个发光二极管分别连接至第一芯片IC1第二十引脚、第一芯片IC1第二十一引脚、第一芯片IC1第二十二引脚、第一芯片IC1第二十三引脚。

本实用新型具有以下优点：

1.采用无线方式实现RS485到以太网的转换，结构简单，操作方便，易于维护；

2.成本低；

3.设计合理，性能稳定。

附图说明

图1为本发明实施例中一种面向PLC的远程监控下位机装置结构示意图；

图2为本发明实施例中主控单元电路图；

图3为本发明实施例中Wi-Fi通信单元电路图；

图4为本发明实施例中GPRS通信单元电路图；

图5为本发明实施例中RS485通信单元电路图；

图6为本发明实施例中存储单元电路图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示为本发明实施例中一种面向PLC的远程监控下位机装置结构示意图，该装置包括：

主控单元100；

Wi-Fi通信单元200，与主控单元100串口1连接；

GPRS通信单元300，与主控单元100串口1连接；

RS485通信单元400，与主控单元100串口0连接；

存储单元500，与主控单元100连接。

本实用新型提供的面向PLC的远程监控下位机装置，可以作为PLC控制系统远程监控的下位机，从而实现PLC控制系统的远程监控，提高自动化控制水平。

如图2所示为本发明实施例中主控单元100电路图。

所述主控单元100包括：

第一芯片IC1，第一电阻R1，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，晶振器X1，按键开关S1；

所述第一芯片IC1型号为MSP430F149；

所述主控单元100电路连接情况为：

第一芯片IC1第五十八引脚连接至由按键开关S1和C1串联组成的第一闭合电路；

第一芯片IC1第五十八引脚还连接至第一电阻R1，第一电阻R1另一端连接至电源VCC；

第五电容C5，第六电容C6，晶振器X1串联组成第二闭合电路；

第一芯片IC1第五十三引脚连接至第五电容C5和晶振器X1之间所连线路；

第一芯片IC1第五十二引脚连接至第六电容C6和晶振器X1之间所连线路。

主控单元100主要完成对下位机各个模块的控制管理，并完成与远程服务器及PLC控制系统的通信。

如图3所示为本发明实施例中Wi-Fi通信单元200电路图。

所述Wi-Fi通信单元200包括：

第二芯片IC2，第三PNP型三极管第三PNP型三极管Q3，第十六电阻R16；

所述第二芯片IC2型号为ESP8266；

所述Wi-Fi通信单元200电路连接情况为：

第二芯片IC2第一引脚连接至第一芯片IC1第三十五引脚；

第二芯片IC2第三引脚连接至第一芯片IC1第二十九引脚；

第二芯片IC2第七引脚连接至第三PNP型三极管Q3的集电极，第三PNP型三极管Q3的发射极连接至电源VCC，第三PNP型三极管Q3的基极连接至第十六电阻R16，第十六电阻R16另一端连接至第一芯片IC1第二十八引脚；

第二芯片IC2第八引脚连接至第一芯片IC1第三十四引脚。

Wi-Fi通信单元采用低成本高性能的ESP8266无线收发模块与以太网通信。当系统处在具有可用Wi-Fi的环境中时，优先启用ESP8266模块，降低系统运行成本。Wi-Fi通信单元与主控单元100的串口1连接。为方便启用与停止ESP8266模块，采用三极管8550控制ESP8266模块的电源端，三极管8550是否导通受控于第一芯片IC1第二十八引脚。

如图4所示为本发明实施例中GPRS通信单元300电路图。

所述GPRS通信单元300包括：

第三芯片IC3，第二PNP型三极管第二PNP型三极管Q2，第一NPN型三极管第一NPN型三极管T1，第十四电阻R14，第十五电阻R15；

所述第三芯片IC3型号为SIM800L；

所述GPRS通信单元300电路连接情况为：

第三芯片IC3第二引脚连接至第一芯片IC1第三十四引脚；

第三芯片IC3第三引脚连接至第一芯片IC1第三十五引脚；

第三芯片IC3第四引脚连接至第一芯片IC1第三十七引脚；

第三芯片IC3第五引脚连接至第二PNP型三极管Q2的集电极，第二PNP型三极管Q2的发射极连接至电源VCC，第二PNP型三极管Q2的基极连接至第十五电阻R15，第十五电阻R15另一端连接至第一NPN型三极管T1的集电极，第一NPN型三极管T1的发射极接地，第一NPN型三极管T1的基极连接至第十四电阻R14，第十四电阻R14另一端连接至第一芯片IC1第三十六引脚。

GPRS通信单元300采用SIM800L无线收发模块与以太网通信。当系统处在无可用WiFi的环境中时，启用SIM800L模块，确保网络畅通。GPRS通信单元300与主控单元100的串口1连接。为方便启用与停止SIM800L模块，采用三极管8550和A1020控制SIM800L模块的电源端，三极管8550和A1020是否导通受控于第一芯片IC1第三十六引脚。

如图5所示为本发明实施例中RS485通信单元400电路图。

所述RS485通信单元400包括：

第四芯片IC4，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第十七电阻R17；

所述第四芯片IC4型号为MAX485；

所述RS485通信单元400电路连接情况为：

第四芯片IC4第一引脚连接至第一芯片IC1第三十三引脚；

第四芯片IC4第二引脚、第四芯片IC4第三引脚并联连接至第一芯片IC1第三十一引脚，第一芯片IC1第三十一引脚还连接至第十七电阻R17，第十七电阻R17另一端连接至电源VCC；

第四芯片IC4第四引脚连接至第一芯片IC1第三十二引脚；

第四芯片IC4第六引脚连接至第三电阻R3，第三电阻R3另一端连接至电源VCC；

第四芯片IC4第六引脚还连接至第四电阻R4，第四电阻R4另一端连接至第五电阻R5，第五电阻R5另一端接地；

第四芯片IC4第七引脚连接至第四电阻R4、第五电阻R5之间所连线路。

RS485通信单元400采用MAX485芯片实现TTL电平到RS-485电平的转换。RS485通信单元400与主控单元100的串口0连接。

如图6所示为本发明实施例中存储单元500电路图。

所述存储单元500包括：

第五芯片IC5，第二十八电阻R28，第二十九电阻R29；

所述第五芯片IC5型号为带有IIC通信接口的EEPROM芯片24C32；

所述存储单元500电路连接情况为：

第五芯片IC5第一引脚、第五芯片IC5第二引脚、第五芯片IC5第三引脚、第五芯片IC5第四引脚并联接地；

第五芯片IC5第五引脚连接至第一芯片第四十六引脚，第一芯片第四十六引脚还连接至第二十九电阻R29，第二十九电阻R29另一端连接至电源VCC；

第五芯片IC5第六引脚连接至第一芯片第四十五引脚，第一芯片第四十五引脚还连接至第二十八电阻R28，第二十八电阻R28另一端连接至电源VCC。

存储单元500采用带有IIC通信接口的EEPROM芯片24C32来存放系统运行时的部分参数。EEPROM芯片24C32的IIC接口与第一芯片IC1第四十五引脚、第一芯片IC1第四十六引脚连接，通过IO口模拟IIC总线协议实现对24C32的读写操作。

本实施例中装置还包括：

按键单元600，所述按键单元包含两个独立按键；

所述两个独立按键分别连接至第一芯片IC1第十八引脚、第一芯片IC1第十九引脚。

按键单元600采用两个独立按键来进行参数的复位操作。

本实施例中装置还包括：

LED指示单元700，所述LED指示单元包含四个发光二极管；

所述四个发光二极管分别连接至第一芯片IC1第二十引脚、第一芯片IC1第二十一引脚、第一芯片IC1第二十二引脚、第一芯片IC1第二十三引脚。

LED指示单元700采用4个发光二极管来指示与PLC通讯情况、与服务器连接情况、GPRS模块是否有可用移动网络、数据包的发送及应答情况。

在使用所述面向PLC的远程监控下位机装置时，需要将所述RS485通信单元400与被监控的PLC的RS485接口相连，当远程服务器启动后，即可开始监控。

本实用新型具有以下优点：

1.采用无线方式实现RS485到以太网的转换，结构简单，操作方便，易于维护；

2.成本低；

3.设计合理，性能稳定。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。