3.4 网络通信

网络通信包括三部分：数据采集单元与PLC、数据采集单元与监控中心和远程用户与PLC的通信，通信组成示意见图3-5。下面对这三个部分简单进行介绍，更详细的内容会在第4章和第6章进行介绍，其中第4章将介绍通信的基础知识和通信协议的设计，第6章将介绍通信程序的具体实现。

图3-5 通信组成示意

3.4.1 数据采集单元与PLC通信

数据采集单元与PLC通过以太网通信，但是针对不同的PLC，协议有所区别。比如数据采集单元和西门子S7-300以西门子定制的fetch_write协议进行通信。因此，数据采集单元需要识别PLC的类型并适应所采集PLC的通信协议。

3.4.2 数据采集单元与监控中心通信

由于斗轮机现场环境不适合网络布线，而且3G/4G移动通信能满足数据传输要求，因此数据采集单元连接3G/4G路由器，通过移动通信网络实现和监控中心的通信。

数据采集单元和监测中心的通信是以C/S的方式进行的，数据采集单元在开机后就会主动连接监测中心，整个连接过程会根据是否是初次连接而有所不同。初次连接的设备需要先注册，将设备的信息提供给监控中心，监控中心验证设备之后，分配给数据采集单元一个新的用户名和密码供以后登录使用。设备通过用户名和密码登录后，就可以正常通信了。在正常通信过程中，数据采集单元不断地将PLC采集的数据传输到监测中心，监测中心收到数据后就会向数据采集单元发出确认收到数据的指令，然后数据采集单元继续发送数据。如果发送的数据包出现错误，服务器就会让数据采集单元进行重传。若数据采集单元和监测中心意外断开，则数据采集单元在断开的期间，会不断尝试与监测中心建立连接，在连接恢复之后，把断开期间没有发送的数据补发到监测中心。这样就保证了通信的可靠和设备数据传输的完整性。

3.4.3 PLC远程程序在线

用户和PLC远程连接的方式有三种：第一种是用户和PLC直连，但前提是PLC端有公共网络地址，这是3G/4G网卡所不具备的，并且安全性也比较低；第二种是设备端路由器开启VPN服务功能，用户以客户端的方式登录，但这同样要求设备端具备公共网络地址；第三种是在监测中心设置VPN服务器，机载路由器使用VPN客户端模式连接监测中心。当用户使用PLC在线功能时，只需要通过VPN登录监控中心，再由监测中心的VPN服务器将用户和机载路由器连接上，这样用户就可以通过局域网直接访问PLC。这种方式不需要机载端具有公共网络地址，而且用户需要经过监控中心的验证，比较安全。因此在本书中选用第三种在线方式。