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　　DTU是物聯網數據傳輸的關鍵設備之一，本文主要論述了通過DTU模塊數據傳輸技術，將生產現場的PLC數據傳送至上位機的解決方案。

　　文/天津南玻節能玻璃有限公司設備部 齊士新

　　1引言

　　隨著社會的發展與進步，各行各業對設備數據實時顯示的要求越來越高，用戶希望更多的現場數據能在上位機上顯示，以便了解更多的設備狀態，有時還需要將現場的PLC數據讀到上位機內進行數據處理后顯示。由于現場PLC分布在車間的各個位置，要想集中收集設備的PLC數據，并通過在現場布線進行有線連接的方法實現起來存在一定困難，而基于DTU模塊的無線傳輸技術徹底解決了這一問題，通過無線數據傳輸替代了有線傳輸。

　　2 DTU功能簡介

　　DTU作為物聯網數據傳輸的關鍵設備之一，具備以下主要功能：

　　l 數據采集功能：DTU可以連接到各種傳感器、儀表和設備，實時采集溫度、濕度、壓力、流量等各種參數，并將數據傳輸給上位機或云平臺進行進一步的分析和處理;

　　l 數據傳輸功能：DTU具備多種數據傳輸方式，包括以太網、無線通信(如GPRS、3G、4G、NB-IoT等)、串口等，通過這些通信方式，DTU可以將采集到的數據傳輸給遠程服務器、云平臺或其他終端設備，實現數據的遠程監控和控制;

　　l 遠程監控和控制功能：DTU可以通過遠程服務器或云平臺實現對遠程設備的監控和控制，用戶可以通過上位機或手機APP等終端設備，實時查看設備狀態、接收報警信息，并對設備進行遠程控制，如調節參數、開關設備等;

　　l 數據存儲和處理功能：DTU通常具備一定的存儲容量，可以將采集到的數據進行存儲，以備后續查詢和分析，同時，DTU還可以對數據進行預處理，如數據清洗、數據轉換等，以滿足不同應用場景的需求。

　　3 系統的組成

　　上位機和現場PLC之間的數據通訊設備主要包含2個網口DTU模塊：一個是通過網線與PLC連接的節點模塊，另一個是通過網線與上位機連接的協調器模塊。節點模塊讀取PLC內數據，然后通過無線信號將數據信息傳送至協調器，協調器通過網線將數據傳送至上位機，如圖1所示。

圖1 DTU模塊無線傳輸系統組成示意圖

　　4 網口DTU模塊參數設置及調試

　　使用DTU模塊替代有線進行無線傳輸，需要首先通過有線方式進行通訊測試，以確保有線通訊正常，參數設置包括：

　　(1)DTU模塊的TCP Server功能

　　①TCP Server即TCP服務器。在TCP Server模式下，DTU模塊監聽本機端口，有連接請求發來時接受并建立連接進行數據通信，當DTU模塊收到數據后會同時將數據發送給所有與 DTU模塊建立連接的客戶端設備;

　　②通常用于局域網內與TCP客戶端的通信，適合于局域網內沒有服務器并且有多臺電腦或是手機向服務器請求數據的場景。同TCP Client一樣有連接和斷開的區別，以保證數據的可靠交換;

　　③DTU模塊做TCP Server的情況下，最多可以接受6個Client連接(連接數可自定義)，本地端口號為固定值，不可設置為0;

　　④TCP Server可設置最大連接數，當連接達到最大數量時，可根據通過指令配置，選擇踢掉舊連接或者禁止建立新連接功能。

　　DTU和數據處理中心建立的是SOCKET連接。DTU是SOCKET客戶端，數據處理中心是SOCKET的服務端。SOCKET連接有TCP協議和UDP協議之分，DTU和中心要使用相同的協議，這個一般都有配置軟件進行配置。給DTU配置好中心的IP地址和端口號后，則把DTU通過串口和用戶的設備相連。DTU和PLC設備連起來放置在現場。DTU上電后首先注冊到局域網絡，然后發送建立SOCKET的請求包，進行正常通訊。

　　節點參數設置：將節點工作模式設置為客戶端，SOCKET參數設置如圖2所示。

圖2

　　(2)DTU的TCP Client功能

　　①TCP Client為TCP網絡服務提供客戶端連接，主動向服務器發起連接請求并建立連接，用于實現無線數據和服務器數據的交互。根據TCP協議的相關規定， TCP Client是有連接和斷開的區別，從而保證數據的可靠交換，通常用于設備與服務器之間的數據交互，是最常用的聯網通信方式。

　　②DTU模塊在TCP Client模式下嘗試連接服務器非且本地端口為0時，每次都以隨機的端口發起連接;

　　③DTU模塊支持短連接功能;

　　④在同一局域網下，如果DTU模塊設為靜態 IP，請保持DTU模塊的IP和網關在同一網段，并且正確設置網關 IP，否則將不能正常通信。

　　將協調器工作模式設置為客戶端，SOCKET參數設置如圖3所示。

圖3

　　協調器和節點參數設置后，和另外一臺DTU進行通訊，網絡調試助手連接到DTU設備進行測試，見圖4。

圖4

　　以上測試完成后，可將節點通過網線與PLC連接，協調器通過網線與上位機電腦連接，即可成功將PLC內的現場數據讀取到上位機。

　　5 WEB頁面設置介紹

　　網口DTU模塊支持Web頁面配置，用戶可通過任意瀏覽器，輸入模塊 IP 地址及端口(瀏覽器默認端口為 80)，登錄成功后進入Web頁面，如圖5所示。

圖5

　　在根據具體需求選擇一個或者多個頁面進行參數瀏覽和配置(以無線設置為例)，見圖6。

圖6

　　正確填入參數后，點擊保存設置，頁面會自動跳轉到模塊管理頁面，點擊重啟模塊后，模塊重啟，設置的參數生效。

　　6 結束語

　　該PLC數據傳輸系統采用智能化的無線IOT技術，通過網口DTU模塊將PLC內部的設備狀態信號采集到上位機，以數字形式直觀的展現。該技術成功解決了上位機與現場PLC之間布線困難的問題。該系統傳輸數據具有無間斷、準確、及時等特點，通過大數據分析，實現了設備運行狀態預知，從而保證了設備的穩定運行。該技術是一種智能化的設備數據傳輸技術，通用性強，現場施工方便，可簡單復制和推廣，是工業智能化設備管理的先進方法。

　　作者簡介：

　　姓名：齊士新

　　出生年月：1968年生

　　性別：男

　　民族：漢

　　籍貫：天津武清

　　職務：電氣主任工程師

　　主要從事工作：機電一體化設備維護

　　聯系電話：13752109389

　　傳真：

　　電子郵件：13752109389@163.com

　　詳細通信地址：天津武清開發區福源道—天津南玻節能玻璃有限公司設備部

　　郵編：301700