OOH 66H 16H。所述微处理器发送所述网关读M0.0的操作命令字节数组到PLC，接收PLC的应答信号(E5H)，再发送确认命令信号(10H 02H OlH 5CH 5FH 16H)，然后接收PLC返回的数据字节数组如:68H 16H 16H 68H OlH 02H 08H 32H 03H OOH OOH OOH OOH OOH 02HOOH 05H OOH OOH 04H OlH FFH 03H OOH OlH OOH 4FH 16H(假设M0.0的当前值为O)，解析所述PLC返回的数据字节数组，优选地，如图3所示，最后生成返回给云端服务器的数据字节数组68H OOH 16H。本发明以写VD100=50H为实施例，写功能码为7CH，数据格式码为06H，数据个数码为OIH OOH，存储类型码为OIH 84H，地址偏移量码为OOH 03H 20H，如图3所示，云端服务器写VD100=50H的操作命令字节数组为68H XXH XXH XXH 7CH 06H OlH OOH OlH84H OOH 03H 20H OOH OOH OOH 50H 16H(其中XXH、XXH、XXH为网关ID的 16进制值，高位在前)，假设PLC地址为02H、网关地址为01H，网关写VD100=50H的操作命令数组为68H 23H 23H68H 02H OlH 6CH 32H OlH OOH OOH OOH OOH OOH OEH OOH 08H 05H OlH 12H OAH 1H06H OOH OlH OOH OlH 84H OOH 03H 20H OOH 04H OOH 20H OOH OOH OOH 50H ODH 16H。所述微处理器发送所述网关写VD100=50H的操作命令字节数组到PLC，接收PLC的应答信号(E5H)，再发送确认命令信号(10H 02H OlH 5CH 5FH 16H)，然后接收PLC返回的数据字节数组，解析所述PLC返回的数据字节数组如:68H 12H 12H 68H OOH 02H 08H 32H 03H OOHOOH OOH OOH OOH 02H OOH OlH OOH OOH 05H OlH FF 47 16，优选地，如图3所示，最后生成返回给云端服务器的数据字符串“OK!”。所述微处理器在读、写PLC的过程中，若发生故障，则生成返回给云端服务器的数据字符串“操作失败!”。在读、写操作完成后，微处理器将返回给云端服务器的数据传送给3G/4G无线模块，若3G/4G无线信号较弱则等待发送。
[0044]3G/4G无线模块将其串口接收字节数组封装成IP数据包，发送到3G/4G无线网络中。云端服务器通过ServiceClientO线程接收Socket数据链接通道中的数据，处理、存储，同时提供给用户界面。
[0045]图4为本发明网关微处理器的主程序及中断接收指令程序流程图。如图4所示，所述微处理器在上电系统自检初始化之后，先配置无线模块，然后申请无线通道连接，链接成功后，再登录云端服务器建立TCP/IP连接，等候接收指令。微处理器由3G/4G无线模块产生中断来接收云端服务器的指令，循环判断新指令队列中有无新指令，解读指令为读PLC中的数据还是写数据到PLC中，然后执行相应的操作命令，完成操作命令之后，返回操作结果给云端服务器，若心跳时间到，发送心跳包给云端服务器，最后循环判断新指令队列。
[0046]基于上述实施例，若微处理器通过程序获知3G/4G无线模块、SIM卡死机以及系统出现错误，则对网关进行断电复位，重新启动模块。
[0047]图6示出了本发明网关的使用环境。本发明提供的网关实现了对PPI协议简明的转换封装，使云端服务器可简单、直接、高效地访问PLC中的1、Q、V、M数据区，采用同步方式与PLC PPI通信，采用异步方式与云端服务器TCP/IP通信，既保证了通信的稳定可靠又提高了通信的效率、降低了无线网络的流量，特别是在远程监控对象点较多、多用户同时对多个对象点访问的情况下，可大大地减轻云端服务器与远程S7-200 PLC通信的任务，提高了云端服务器远程访问S7-200 PLC的便捷性。
[0048]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种云端服务器与PLCPPI通信的网关，所述网关包括微处理器、3G/4G无线模块、RS485接口模块、Wif i模块、存储模块、状态显示模块、电源模块，微处理器分别和3G/4G无线模块、RS485接口模块、Wifi模块、存储模块、状态显示模块连接，电源模块分别为微处理器、3G/4G无线模块、RS485接口模块、Wifi模块、存储模块、状态显示模块供电，其特征在于，所述微处理器在上电启动后，首先向3G/4G无线模块发送一系列AT指令，使网关登录到3G/4G无线网络，并获取一个动态的IP地址，若获知接入互联网之后，向云端服务器发送一帧带有IP地址、网关ID的请求确认连接的数据，云端服务器在接收到所述数据帧后，提取出网关的IP地址、网关ID登记到注册表中，并返回一条确认数据帧通知网关通信连接已建立，TCP/IP连接建立之后，所述网关定时向所述云端服务端发送心跳包，如果通信连接中断，则所述网关重新与所述云端服务器建立连接，恢复通信；在云端服务器与网关建立通信连接的情况下，网关接收云端服务器发送来的读PLC数据操作指令或写数据到PLC操作指令，并针对PLC执行相应的操作。2.如权利要求1所述的云端服务器与PLCPPI通信的网关，其特征在于，云端服务器与网关之间，采用异步方式执行完成一次操作指令。3.如权利要求2所述的云端服务器与PLCPPI通信的网关，其特征在于，3G/4G无线模块侦听接收操作指令IP数据包，拆解为操作指令格式为字节数组，并触发微处理器中断，微处理器产生中断，读取操作指令字节数组，存入存储区新指令队列中。4.如权利要求3所述的云端服务器与PLCPPI通信的网关，其特征在于，所述微处理器从存储区新指令队列取出一条新指令，首先判断指令是否有效，若有效再判断是读命令还是写命令，然后分别根据PPI协议读、写命令的格式，生成读PLC操作命令字节数组有或写PLC操作命令字节数组。5.如权利要求4所述的云端服务器与PLCPPI通信的网关，其特征在于，所述微处理器采用同步通信方式，通过RS485接口模块与PL C通信。6.如权利要求5所述的云端服务器与PLCPPI通信的网关，其特征在于，微处理器发送所述读或写PLC的操作命令字节数组到PLC，接收PLC的应答信号，再发送确认命令信号，然后接收PLC返回的数据字节数组，解析PLC返回的数据字节数组，最后生成包括界符、读出数据、结束标志在内的字节数组或者是完成标志的字符串返回给云端服务器;微处理器在读、写PLC的过程中，若发生故障，则生成“操作失败!”的数据字符串返回给云端服务器;若读、写操作完成，则微处理器将返回给云端服务器的数据传送给3G/4G无线模块，若3G/4G无线信号较弱则等待发送。7.如权利要求6所述的云端服务器与PLCPPI通信的网关，其特征在于，3G/4G无线模块将其串口接收字节数组封装成IP数据包，发送到3G/4G无线网络中。
【专利摘要】本发明提供了一种云端服务器与PLC PPI通信的网关，包括微处理器、3G/4G无线模块、RS485接口模块、Wifi模块、存储模块、状态显示模块、电源模块。微处理器通过3G/4G无线模块向固定IP地址的云端服务器申请建立通信连接，通信连接建立后，侦听接收3G/4G无线模块中来自云端服务器的操作指令，解析后生成PPI协议格式的命令包，采用同步通信的方式完成读、写PLC中数据的操作，然后将操作结果通过3G/4G无线模块发送给云端服务器。本发明网关可大大地减轻云端服务器与远程PLC通信的任务，提高了云端服务器远程访问PLC的便捷性。
【IPC分类】H04L29/06, H04W84/12, H04L29/12, H04L12/66, G06F13/42, H04L29/08
【公开号】CN105721295
【申请号】CN201610233497
【发明人】夏明亮, 韩磊
【申请人】南京工程学院
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年4月15日