今天博士就要來給大家講講透傳那些事兒。在正文開始前,我們先要來講一段博士的陳年往事。在很久很久以前,博士有一個PLC,他有事沒事就用電腦給PLC下載和上傳程序,整天玩得不亦樂乎。領導看他每天玩PLC,擔心他玩物喪志,于是把他心愛的PLC發配到了很遠很遠的城市,并且只有逢年過節才能去見PLC一面。
畢竟是個博士,于是隨便想想就有辦法可以做到人不現場,也能遠程給心愛的PLC下載和上傳程序了。
為了實現這個目標,博士又買了一臺電腦放到PLC旁邊,并且又買了個服務器。這樣博士本地的電腦就可以連接服務器,服務器連接遠端的電腦,遠端的電腦連接PLC。這樣就可以遠程把程序上傳下載到PLC里了。
后來,博士覺得放一臺電腦在PLC旁邊成本太貴了,有沒有更便宜的設備,既可以和PLC通信,也可以和服務器通信的。這么一想,果真有這樣的設備,大家管這個叫工業網關。漸漸的,博士為了心愛的PLC慢慢也長成了網關的樣子了。。。
通俗的講,就是實現一種數據的遠程傳輸,并將本地的數據(圖片、 視頻、程序、工程等)通過服務器,傳輸到遠端的設備,或者將遠端設備的數據通過服務器,傳輸至本地的設備,從而實現設備的遠程控制,操作和修改。例如在工業應用場景中,當客戶的PLC發到了一個無人值守的現場,而設備遇到了問題的情況下,客戶就需要派人去現場進行維護、更新、檢修等。
而如果有了遠程透傳,客戶就不需要派人去現場,只需要工程師遠程對設備進行運維即可,省去了差旅的麻煩。透傳的分類一種是按設備類型或者透傳技術進行分類。但這里就沒有那么嚴格。在分類之前,先大概說一下透傳的實現。
不管是哪種類型的設備,電腦和服務器和網關設備的通道可以說是一樣的。
很多控制器和PLC等是使用串口進行通信,上傳下載程序的。也就意味著電腦需要把串口的數據轉發給服務器,服務器轉發給網關,網關再把數據給PLC。
1.電腦這邊采用虛擬串口的形式。PLC軟件對虛擬串口操作,由電腦將數據轉發給服務器。現在透傳基本是這樣一種模式。只要看到安裝虛擬串口的,基本就是這種模式了。2.電腦旁邊放一個設備,該設備用串口接電腦。Plc軟件通過真實串口發數據給設備,由本地設備轉發給服務器,而不是由電腦轉發給服務器。目前這種模式可以說很少了。因為還要在本地增加一個設備,也就是會增加成本的。
在常見的以太網通信里,一般就是TCP和UDP通信。也就是只要給定一個IP和端口,就可以建立通信。
現在越來越多的設備是以太網設備的。設備是通過以太網進行通信、上傳下載程序的。不同的設備,雖然IP和端口不一樣。但是基本都離不開IP和端口。像modbus的設備,端口就是502。
這種設備可以使用端口代理轉發的形式,進行遠程透傳,也就是我們常說的以太網普通透傳。比如modbus的設備是502端口,意味著PLC軟件是要對某個IP的502端口傳輸數據。在電腦這邊接收502端口的數據,然后發送數據給服務器,服務器發給網關,網關再通過502端口發給設備。
為什么叫全(V)網(P)絡(N)透傳,因為該透傳方案很多時候是使用了全網絡透傳技術。
在很多以太網設備中,除了基本的IP+端口通信的形式外,很多設備是支持廣播包進行掃描識別連接的。在這種情況下,普通的端口轉發透傳就滿足不了這類設備的。比如西門子,AB 等大型PLC及軟件,一般是需要PLC軟件進行掃描才能連接PLC的。為了能實現對這種設備的遠程透傳,就需要使用全網絡透傳或者類似的技術了。
怎么說呢,就是在電腦和工業網關之間,實現一種叫全網絡透傳的設備,讓遠程的網絡設備可以像局域網一樣訪問。也就是電腦這邊往往多一個網卡出來,這樣當電腦模擬出和PLC在一個局域網里時,就可以對PLC為所欲為了。這種模式,一般都需要在電腦安裝一個虛擬網卡。只要看到電腦需要安裝虛擬網卡,基本就是全網絡透傳的。
當然,還有一種模式,就是電腦旁邊再放一個工業網關。
這樣由本地的工業網關和遠端的工程網關建立全網絡透傳,電腦就把本地的工業網關當成PLC使用即可。但是這種方案就需要在本地增加一個工業網關設備了。所謂USB透傳,就是控制器或PLC是用USB線進行通信,上傳下載程序的。工業網關用USB和設備進行連接。電腦這邊把USB的數據轉發給遠端的工業網關,工業網關把數據通過USB給控制器或PLC。
可能工控里,很多人理解USB透傳就只是對PLC的,其實,只要是常規的USB設備,也可以進行遠程訪問的。
工業網關上接著U盤,利用USB透傳,也可以遠程訪問U盤。就相當于的這個U盤插入到你電腦一樣。工業現場常見的就是PLC和HMI。而USB透傳的需求往往也是針對PLC或者HMI的。因為PLC或者HMI的串口/網口已經作為通信口被占用了,但USB口往往都有空,僅在本地使用時才會被占用。包括USB打印機,USB攝像頭等常見的USB設備,也可以通過USB透傳技術,遠程訪問。效果就好比如電腦接了這些設備一樣。