由于海上作業(yè)平臺的特殊地理位置，及分布在上海且比較分散。傳統(tǒng)的通訊方式是基于衛(wèi)星通訊的方式實(shí)現(xiàn)的。但是，作為一些海上作業(yè)平臺的設(shè)備供應(yīng)商，對他們來說專門租用衛(wèi)星系統(tǒng)來做后期的遠(yuǎn)程維護(hù)工作，成本是非常高昂的。因此，他們希望能有一種成本較低的，又是比較安全可靠的一種通訊方式。這些設(shè)備供應(yīng)商最后找到了西門子，西門子能提供這種經(jīng)濟(jì)的安全可靠的解決方案---SINAUT遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)。本文介紹了西門子SINAUT實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊的步驟及工程實(shí)現(xiàn)方法。
1.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程編程維護(hù)的需求和概念
在一些特殊的行業(yè)，比如：水行業(yè)中的泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控，石油天然氣行業(yè)中的輸油輸氣管線閥室控制，等等。在這些場合中，專門鋪設(shè)光纜或是建立衛(wèi)星通訊系統(tǒng)都不是最好的選擇。這就提出了一個新的要求，這個遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)還必須滿足以下的用戶需求：
※快速、靈活的數(shù)據(jù)通訊
※智能、高效的工程
※基于自動化控制系統(tǒng)的操作員控制和監(jiān)視
※通過OPC 接口連接其它控制中心系統(tǒng)
※遠(yuǎn)程編程
※數(shù)據(jù)安全 — 最高優(yōu)先級
※全自動時間戳
※可以升級、經(jīng)濟(jì)高效
那西門子的SINAUT遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，就是最好的選擇。它滿足了以上的所有要求，能給客戶帶來直接的利益。
2.基于西門子SINAUT遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
SINAUT遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)是基于SIMATIC自動化平臺的通訊系統(tǒng)，所以它和西門子的PLC或是DCS系統(tǒng)有著很好的系統(tǒng)互通性。在選擇傳輸網(wǎng)絡(luò)方面，它不僅可以選擇經(jīng)典的WAN（專用線，模擬電話網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字ISDN，等），也可以選擇基于IP的WAN（以太網(wǎng)或IWLAN，DSL 的因特網(wǎng)，GPRS網(wǎng)絡(luò)，等）。不僅在調(diào)試階段中，而且在運(yùn)行過程中也可以通過SINAUT 遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)輕松地執(zhí)行 RTU 的程序更改或遠(yuǎn)程診斷，無需中斷正在進(jìn)行的過程數(shù)據(jù)通訊。這可以節(jié)約訪問和部署維護(hù)人員，還可形成全新的服務(wù)理念基礎(chǔ)。
毫無疑問，SINAUT包括了防止篡改和丟失數(shù)據(jù)的安全組件。每個SINAUT傳輸模塊均具有可存儲幾千個數(shù)據(jù)消息幀的大容量內(nèi)存。這樣可以克服傳輸鏈路暫時故障的問題。撥號網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢：減少不必要的數(shù)據(jù)鏈路數(shù)量。
為了后續(xù)正確歸檔控制系統(tǒng)中的過程數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)消息幀均帶有始發(fā)點(diǎn)時間戳。整個網(wǎng)絡(luò)自動同步(DCF77 或GPS 控制)，包括夏令時或冬令時的改變。
基于SIMATIC的一致設(shè)計可以確保工廠投資的長期性和經(jīng)濟(jì)性，保證兼容早期和未來的系統(tǒng)。
下面，結(jié)合實(shí)例，我們來說明SINAUT遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)的操作步驟。
我們要實(shí)現(xiàn)上圖的通訊模式，我們可以把整個通訊的物理鏈路劃分成如下區(qū)域，每個區(qū)域的網(wǎng)段是不一樣的，如下圖：
不同網(wǎng)段的通訊，是要靠網(wǎng)管IP實(shí)現(xiàn)的。所以，在這個系統(tǒng)里，要涉及的各個網(wǎng)段還是比較多的。因此，我們最好做一張IP地址表，如下圖：
有了這張IP地址表，可以清晰得幫助我們在后面的步驟里，正確得設(shè)置相應(yīng)的IP地址。
2.1 設(shè)置S612/613安全模塊和MD741-1 GPRS調(diào)制解調(diào)器。
這步的主要目的是，通過設(shè)置S612/613安全模塊和MD741-1 GPRS調(diào)制解調(diào)器，使它們之間建立基于IPsec加密協(xié)議的VPN通道。這樣就保證了，服務(wù)器或是維護(hù)站PC和遠(yuǎn)程站RTU之間的通訊數(shù)據(jù)在因特網(wǎng)上傳輸時的安全性。
上圖就是配置S612/613安全模塊的界面，我們可以把VPN的組件，都放在這個界面做參數(shù)設(shè)置。然后建立不同的VPN Group，再把屬于不同VPN的組件拖入相對應(yīng)的VPN Group。通過此界面，我們還可以把配置好的VPN設(shè)置信息，下載到S612/613安全模塊。
那我們?nèi)绾蜗螺dMD741-1模塊的信息呢？我們需要通過MD741-1模塊內(nèi)建的web管理界面，把VPN的信息載入該模塊。如，下圖：
在正確配置MD741-1的參數(shù)，如：中心站的固定公網(wǎng)IP地址，VPN遠(yuǎn)程認(rèn)證文件，本地網(wǎng)段和遠(yuǎn)程網(wǎng)段，等信息后。通過保存按鍵，MD741-1模塊記載了本身的VPN信息和中心站的VPN信息。
待MD741-1模塊內(nèi)的SIM卡（例如，開通GPRS的中國移動SIM卡）工作正常，接入GPRS網(wǎng)絡(luò)后，等待大概15 ~ 30s后，你會發(fā)現(xiàn)S612/613安全模塊和MD741-1模塊已經(jīng)建立了VPN連接。這時，登陸MD741-1模塊的web管理界面，你能看到VPN的狀態(tài)，如上圖。
2.2 組態(tài)STEP7硬件配置和組態(tài)SINAUT ST7遠(yuǎn)程連接。
接下來，我們還需要在STEP7的NetPro管理界面，去添加遠(yuǎn)程S7-300站的TIM模塊。并且在這個界面，可以組態(tài)各個TIM遠(yuǎn)程通訊模塊的通訊連接。編譯之后，可以下載到硬件里面去。這里主要是讓PLC知道，TIM模塊間是怎么連接的。
接下來，我們就可以在SINAUT ST7的配置軟件里，打開此項目的程序。在這里，我們可以配置中心站和所有子站的連接，也可以配置管理所有子站。
配置完信息后，SINAUT ST7可以自動的把這些信息編譯保存到STEP7的項目目錄里面。然后，我們可以通過STEP7去下載信息至PLC里面。
待系統(tǒng)裝載了最新的信息，正常運(yùn)行后，這時你就可以在中心站訪問遠(yuǎn)程站的PLC了?？梢赃_(dá)到遠(yuǎn)程編程和維護(hù)的目的了。
2.3 組態(tài)SINAUT ST7cc遠(yuǎn)程連接。
SINAUT ST7cc這個軟件是用來為WinCC變量服務(wù)的。接下來，我們就需要在SINAUT ST7cc的管理界面里，配置WinCC需要用到的tag變量了。如圖：
PLC的變量和ST7cc的變量是要對應(yīng)的。
各種數(shù)據(jù)都對應(yīng)PLC的變量。通過這個軟件，可以自動導(dǎo)出excel文件，以供WinCC使用。
2.4 組態(tài)WinCC項目，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。
在這一步，我們就可以導(dǎo)入從SINAUT ST7cc導(dǎo)出的excel文件。然后，我們就可以使用這些變量標(biāo)簽，去組態(tài)我們的HMI畫面。
我們把WinCC監(jiān)控畫面都做好了之后，我們就可以運(yùn)行WinCC 操作畫面。這時，我們就可以遠(yuǎn)程看到所有遠(yuǎn)程站的狀態(tài)，報警，趨勢，還可以遠(yuǎn)程操作泵閥等控制目標(biāo)。至此，我們就完成了SINAUT系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程維護(hù)的配置步驟。
3.結(jié)束語
本文闡述了如何通過西門子的SINAUT遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)在海上作業(yè)平臺的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程維護(hù)的應(yīng)用。西門子提供了方便的，安全的，高效的，可升級的遠(yuǎn)程通訊完美解決方案。我們應(yīng)用SINAUT已實(shí)現(xiàn)了水處理，油氣輸送等多行業(yè)的遠(yuǎn)程通訊任務(wù)，希望本文對大家有所裨益，共同推動SINAUT的工業(yè)應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1] SINAUT產(chǎn)品手冊。西門子公司，2010.
[2] SINAUT ST7遠(yuǎn)程通訊組態(tài)幫助手冊。西門子公司，2010.
圖一：海上作業(yè)平臺
圖二：遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)概念圖
圖三：SINAUT遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)的操作步驟
圖四：整個通訊的物理鏈路劃分
圖五：IP地址表
圖六：配置S612/613安全模塊的界面
圖七：MD741-1模塊內(nèi)建的web管理界面
圖八：VPN的狀態(tài)
圖九：NetPro管理界面
圖十：項目目錄界面
圖十一：SINAUT ST7cc的管理界面
圖十二：各種數(shù)據(jù)對應(yīng)PLC的變量
圖十三：組態(tài)HMI畫面
圖十四：SINAUT系統(tǒng)配置
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