一种基于vpn的plc远程诊断设备及其应用
【专利摘要】本发明涉及一种基于VPN的PLC远程诊断设备及其应用，用于诊断PLC可编程逻辑控制器，其中诊断设备包括VPN接入交换机和装有PLC控制器诊断程序的计算机，所述VPN接入交换机连接多个PLC可编程逻辑控制器，并通过运营商VPN网络与计算机连接。与现有技术相比，本发明基于VPN的控制系统远程诊断方法，对于SCADA控制系统的维护修复，可以在远端进行，减少人员赶赴现场维修的情况，可以提高SCADA控制系统的维护效率。
【专利说明】
_种基于VPN的PLG远程诊断设备及其应用
技术领域
[0001]本发明涉及一种PLC诊断技术，尤其是涉及一种基于VPN的PLC远程诊断设备及其应用。
【背景技术】
[0002]随着工业系统对SCADA技术日常依赖程度日趋紧密，SCADA系统自身运行的可靠性和安全性要求越来越高，尤其是SCADA系统点多面广，系统布局分散，更需要一种远程诊断功能，从而可以远距离实施系统故障诊断和修复。城市天然气和自来水管网监控SCADA系统的各个站点遍布城市的广泛区域，系统投运后，其运行可靠性和安全性直接影响到城市运行的安全，对此，如何实现SCADA系统的自诊断和远程诊断功能，是提升SCADA系统安全可靠运行指标的重要保障。
[0003]其中，中国专利CN 201839319U公开了一种PLC远程诊断控制系统，具有PLC和由用户操作的上位机PC，PLC与上位机PC通过GPRS数据网络和因特网进行连接，GPRS数据网络包括GPRS远程调试模块、与GPRS远程调试模块相连的GPRS数据传输终端和与GPRS数据传输终端相连的GPRS移动网络，PLC、GPRS远程调试模块、GPRS数据传输终端、GPRS移动网络、因特网和上位机PC依次相连，通过GPRS通用分组无线业务。然而该远程诊断控制系统一是不具有扩展性，二是通过GPRS进行数据传输易发生数据被劫持，不安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于VPN的PLC远程诊断设备及其应用。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种基于VPN的PLC远程诊断设备，用于诊断PLC可编程逻辑控制器，包括VPN接入交换机和装有PLC控制器诊断程序的计算机，所述VPN接入交换机连接多个PLC可编程逻辑控制器，并通过运营商VPN网络与计算机连接。
[0007]所述VPN接入交换机与每个PLC可编程逻辑控制器之间均设有OPC服务器。
[0008]所述诊断设备还包括数据库服务器和Web服务器，所述多个OPC服务器均与数据库服务器连接，所述数据库服务器还与Web服务器连接。
[0009]所述诊断设备还包括用于监控PLC可编程逻辑控制器运行状态的监控服务器，所述多个OPC服务器均与监控服务器连接。
[0010]一种基于VPN的PLC远程诊断设备的应用方法，包括以下步骤:
[0011]A.当需要进行远程诊断时，计算机通过运营商VPN网络向VPN接入交换机发送启动口令，并建立计算机与PLC可编程逻辑控制器之间的通信连接；
[0012]B.计算机通过PLC控制器诊断程序对PLC可编程逻辑控制器进行诊断维护。
[0013]所述步骤A中的通信连接建立过程包括:
[0014]Al.计算机与VPN接入交换机建立通信连接；
[0015]A2.VPN接入交换机通过OPC服务器建立与PLC可编程逻辑控制器的连接，进而建立计算机与PLC可编程逻辑控制器的通信连接。
[0016]所述步骤B中，若计算机与运营商VPN网络连接断开，则断开VPN接入交换机与PLC可编程逻辑控制器之间的通信连接。
[0017]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0018]I)本发明提出一种可提高系统检修效率、可预知系统隐患的基于VPN的控制系统远程诊断方法，对于SCADA控制系统的维护修复，可以在远端进行，减少人员赶赴现场维修的情况，可以提高SCADA控制系统的维护效率。
[0019]2)实现远程诊断后，方便系统故障的定位、查找，提高纠错效率，能够显著改善系统维护的效率，避免误诊误判的现象，提高SCADA控制系统维护保养质量。
[0020]3)采用有线方式的运营商VPN网络进行远程连接，连接更加稳定。
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例一的结构示意图；
[0022]图2为本发明实施例二的结构示意图；
[0023]其中:1、计算机，2、运营商VPN网络，3、VPN接入交换机，4、PLC可编程逻辑控制器，
5、OPC服务器，6、数据库服务器，7、Web服务器，8、监控服务器。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0025]实施例一:
[0026]一种基于VPN的PLC远程诊断设备，用于诊断PLC可编程逻辑控制器4，包括VPN接入交换机3和装有PLC控制器诊断程序的计算机I，VPN接入交换机3连接多个PLC可编程逻辑控制器4，并通过运营商VPN网络2与计算机I连接。
[0027]计算机I为笔记本计算机，选用ThinkPad E540 (20C6A0EKCD)，配置如下:
[0028]Intel (R) Core E5402.66GHz, 12MB cache, 5.86GT/s QPI ；
[0029]集成千兆以太网；
[0030]4GB 内存，1333MHz DIMM ;
[0031]300GB 2.5 英寸硬盘。
[0032]VPN接入交换机3选用华为S5012G交换机，S5012G是一款有较高性价比的网络交换机，为收集、控制特殊数据和实现以太网I/O操作而设计。这种未处理的开关可将温度操作范围扩展到_40°Cto 70°C，其MTBF可超过2百万小时。108TX支持速度为1.0Gb/s的全部或是半双向的操作。
[0033]S5012G系列智能弹性以太网交换机是华为-3COM公司为设计和构建高弹性、高智能网络需求而推出的以太网交换机产品。系统采用华为-3COM公司创新的IRF(Intelligent Resilient Framework，智能弹性架构)技术，将多台分散的设备组成统一的交换矩阵，非常适合作为关注扩展性、可靠性、安全性和易管理性的办公网、业务网和驻地网的汇聚和接入层交换机。
[0034]上述远程诊断设备使用过程，包括以下步骤:
[0035]A.在通常状态下，PLC可编程逻辑控制器4与VPN接入交换机3处于隔离状态，PLC可编程逻辑控制器4远程通信不被激活，当需要进行远程诊断时，通过特殊的密匙解开PLC可编程逻辑控制器4远程锁定，即:计算机I向VPN接入交换机3发送启动口令，并建立计算机I与PLC可编程逻辑控制器4之间的通信连接；
[0036]B.计算机I通过PLC控制器诊断程序对PLC可编程逻辑控制器4进行诊断维护；
[0037]步骤A中的通信连接建立过程包括:
[0038]Al.计算机I与VPN接入交换机3建立通信连接；
[0039]A2.VPN接入交换机3建立与PLC可编程逻辑控制器4的连接，进而建立计算机I与PLC可编程逻辑控制器4的通信连接。
[0040]步骤B中，若计算机I与运营商VPN网络2连接断开，则断开VPN接入交换机3与PLC可编程逻辑控制器4之间的通信连接。
[0041]工作人员通过计算机I上的PLC控制器诊断程序RSLogix对PLC可编程逻辑控制器4进行PLC配置的检测、对PLC程序的展开、编辑和操作。其启动过程如下:打开PLC编程环境RSLogix 5000，并设定在线模式，与PLC连接。
[0042]实施例二:
[0043]本实施例与实施例一的相同之处不再叙述，仅叙述不同之处。
[0044]本实施例与实施例一的显著不同在于，本实施例中VPN接入交换机3与多个PLC可编程逻辑控制器4之间均设有OPC服务器5。
[0045]诊断设备还包括数据库服务器6和Web服务器7，多个OPC服务器5均与数据库服务器6连接，数据库服务器6还与Web服务器7连接。
[0046]诊断设备还包括用于监控PLC可编程逻辑控制器4运行状态的监控服务器8，多个OPC服务器5均与监控服务器8连接。
[0047]本实施例的应用过程包括以下步骤:
[0048]A.当需要进行远程诊断时，计算机I通过运营商VPN网络2向VPN接入交换机3发送启动口令，并建立计算机I与PLC可编程逻辑控制器4之间的通信连接；
[0049]B.计算机I通过PLC控制器诊断程序对PLC可编程逻辑控制器4进行诊断维护；
[0050]步骤A中的通信连接建立过程包括:
[0051 ] Al.计算机I与VPN接入交换机3建立通信连接；
[0052]A2.VPN接入交换机3通过OPC服务器5建立与PLC可编程逻辑控制器4的连接，进而建立计算机I与PLC可编程逻辑控制器4的通信连接，PLC可编程逻辑控制器4解开远程锁定后，经安装在OPC服务器5上的通信程序RSLinx，采用OPC方式，接入VPN广域网，与网络另一端的计算机I实现物理链路的连接。
[0053]步骤B中，若计算机I与运营商VPN网络2连接断开，则断开VPN接入交换机3与PLC可编程逻辑控制器4之间的通信连接。
[0054]借助VPN的安全性，本远程诊断设备可以保证PLC可编程逻辑控制器4的运行安全和笔记本计算机的信息安全。
【主权项】
1.一种基于VPN的PLC远程诊断设备，用于诊断PLC可编程逻辑控制器，其特征在于，包括VPN接入交换机和装有PLC控制器诊断程序的计算机，所述VPN接入交换机连接多个PLC可编程逻辑控制器，并通过运营商VPN网络与计算机连接。2.根据权利要求1所述的一种基于VPN的PLC远程诊断设备，其特征在于，所述VPN接入交换机与每个PLC可编程逻辑控制器之间均设有OPC服务器。3.根据权利要求2所述的一种基于VPN的PLC远程诊断设备，其特征在于，所述诊断设备还包括数据库服务器和Web服务器，所述多个OPC服务器均与数据库服务器连接，所述数据库服务器还与Web服务器连接。4.根据权利要求2所述的一种基于VPN的PLC远程诊断设备，其特征在于，所述诊断设备还包括用于监控PLC可编程逻辑控制器运行状态的监控服务器，所述多个OPC服务器均与监控服务器连接。5.一种如权利要求2所述的基于VPN的PLC远程诊断设备的应用方法，其特征在于，包括以下步骤: A.当需要进行远程诊断时，计算机通过运营商VPN网络向VPN接入交换机发送启动口令，并建立计算机与PLC可编程逻辑控制器之间的通信连接； B.计算机通过PLC控制器诊断程序对PLC可编程逻辑控制器进行诊断维护。6.根据权利要求5所述的一种基于VPN的PLC远程诊断设备的应用方法，其特征在于，所述步骤A中的通信连接建立过程包括: Al.计算机与VPN接入交换机建立通信连接； A2.VPN接入交换机通过OPC服务器建立与PLC可编程逻辑控制器的连接，进而建立计算机与PLC可编程逻辑控制器的通信连接。7.根据权利要求5所述的一种基于VPN的PLC远程诊断设备的应用方法，其特征在于，所述步骤B中，若计算机与运营商VPN网络连接断开，则断开VPN接入交换机与PLC可编程逻辑控制器之间的通信连接。
【文档编号】G05B19/05GK105988408SQ201510043655
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月28日
【发明人】陈慧
【申请人】上海远动科技有限公司