一种PLC控制装置的制作方法

一种plc控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及计算机技术领域，尤其是涉及一种plc控制装置。


背景技术：

2.随着科学技术以及生产力的不断发展，可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)是一种专门为在工业环境下应用而设计的具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，已在工业行业中得到广泛的应用。但是plc的自动化控制始终是遵循着一套固定的既定逻辑在循环执行，但当需处理的业务范围超出plc的业务逻辑时，plc无法进行处理，需要技术人员现场对plc进行调试优化，操作不便且效率低。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种人员监控装置，以解决现有技术现场调试优化plc效率低的问题，本实用新型通过上位机远程对plc设备进行控制，实现plc的远程调试优化，提高了操作的便利性和效率。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种plc控制装置，包括：上位机、硬件加密模块、通信模块、与所述硬件加密模块对应的硬件解密模块，至少一个plc设备以及至少一个电气元件；
5.所述上位机与所述硬件加密模块通信连接；
6.所述硬件加密模块通过所述通信模块与所述硬件解密模块通信连接；
7.所述硬件解密模块与所述plc设备通信连接；
8.所述plc设备与所述电气元件通信连接。
9.作为进一步的改进，所述通信模块包括tcp/ip通讯单元、协议转换单元和modbus通讯单元；
10.所述硬件加密模块通过所述通信模块与所述硬件解密模块通信连接，具体包括：
11.所述硬件加密模块与所述tcp/ip通讯单元通信连接；
12.所述tcp/ip通讯单元通过所述协议转换单元与所述modbus通讯单元通信连接；
13.所述modbus通讯单元与所述硬件解密模块通信连接。
14.作为进一步的改进，所述plc设备包括cpu、存储模块、第一输入输出接口、第二输入输出接口、电源模块和信号转换器；
15.所述cpu、所述存储模块、所述第一输入输出接口、所述第二输入输出接口和所述信号转换器，分别与所述电源模块电连接；
16.所述存储模块与所述cpu电连接；
17.所述电气元件依次通过所述第一输入输出接口和所述信号转换器，与所述cpu通信连接；
18.所述cpu通过所述第二输入输出接口与所述硬件解密模块通信连接。
19.作为进一步的改进，所述上位机包括数据存储模块、状态监测模块和逻辑控制模
块；其中，所述数据存储模块、所述逻辑控制模块分别与所述状态监测模块电连接，所述数据存储模块与所述逻辑控制模块电连接。
20.作为进一步的改进，所述电气元件包括电磁阀、电机、继电器中的至少一种。
21.相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：通过对plc的远程连接，能够实时获取plc设备的相关信息；通过对plc设备的远程控制，实现plc的远程调试优化，提高了操作的便利性和效率；通过利用硬件加密模块和硬件解密模块，实现了上位机对plc设备的加密控制，避免控制信息外泄，提高数据的安全性。
附图说明
22.图1是本实用新型一实施例的一种plc控制装置的结构框图；
23.图2是本实用新型一实施例的另一种plc控制装置的结构框图；
24.图3是本实用新型一实施例的另一种plc控制装置的结构框图；
25.图4是本实用新型一实施例的上位机的结构框图；
26.图5是本实用新型一实施例的上位机和plc设备的连接建立的流程图；
27.其中，说明书附图中的附图标记如下：
28.1、上位机；11、数据存储模块；12、状态监测模块；13、逻辑控制模块；2、硬件加密模块；3、通信模块；31、tcp/ip通讯单元；32、协议转换单元；33、modbus通讯单元；4、硬件解密模块；5、plc设备；51、cpu；52、存储模块；53、第一输入输出接口；54、第二输入输出接口；55、电源模块；56、信号转换器；6、电气元件。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.请参见图1，本实用新型实施例提供了一种plc控制装置，包括：上位机1、硬件加密模块2、通信模块3、与所述硬件加密模块2对应的硬件解密模块4，至少一个plc设备5以及至少一个电气元件6；
31.所述上位机1与所述硬件加密模块2通信连接；
32.所述硬件加密模块2通过所述通信模块与所述硬件解密模块4相连接；
33.所述硬件解密模块4与所述plc设备5通信连接；
34.所述plc设备5与所述电气元件6通信连接；其中，plc设备5下接各式电气元件6，用于驱动物理装置，实现各种被驱动设备的运转，plc设备5还用于采集接入的各个电气元件6的运行数据，并通过通信模块3发送给上位机1。
35.可以理解的，上位机1通过硬件加密模块2、通信模块3和硬件解密模块4，与plc设备5进行通信连接，上位机1根据plc设备5上传的电气元件6的运行数据，生成控制指令，控制指令经硬件加密模块2进行加密，再通过通信模块3传至硬件解密模块4，由硬件解密模块4进行解密后再发送至plc设备5，plc设备5根据控制指令对电气元件6进行相应的控制；在上位机1对plc设备5的控制过程中，在控制指令的发送端，通过硬件加密模块2对控制指令
进行加密，增强了控制指令在传输过程中的安全性，避免控制信息外泄，在控制指令的接收端，通过硬件解密模块4进行控制指令的解密，以使plc设备5根据解密后的控制指令执行相应的操作；硬件加密模块2和硬件解密模块4采用现有的加密芯片和解密芯片。
36.可以理解的，上位机1和plc设备5之间是主从设备模式，上位机1作为master端，plc设备5作为slave端，由一台上位机1可同时控制多台plc设备5，形成plc设备5集群，形成物联网系统。由于上位机1和plc之间的通信较频繁，因此设置上位机1和plc设备5的连接关系为长连接，以保证上位机1和plc的实时连接，降低上位机1和plc设备5的通讯延迟。
37.在本实施例中，通过对plc设备5的远程连接，能够实时获取plc设备5的相关信息；通过对plc设备5的远程控制，实现plc的远程调试优化，提高了操作的便利性和效率；通过利用硬件加密模块2和硬件解密模块4，实现了上位机1对plc设备5的加密控制，避免控制信息外泄。
38.进一步地，参见图2，所述通信模块3包括tcp/ip通讯单元31、协议转换单元32和modbus通讯单元33；
39.所述硬件加密模块2通过所述通信模块3与所述硬件解密模块4通信连接，具体包括：
40.所述硬件加密模块2与所述tcp/ip通讯单元31通信连接；
41.所述tcp/ip通讯单元31通过所述协议转换单元32与所述modbus通讯单元33通信连接；
42.所述modbus通讯单元33与所述硬件解密模块4通信连接。
43.可以理解的，tcp/ip通讯单元31的通信协议为tcp/ip协议，可向上兼容不同网络的上位机1，在上位机1故障时，不必考虑上位机1所属网络类型，对上位机1进行简单替换即可；modbus通讯单元33的通信协议为modbus协议，通过modbus协议向下兼容不同类型的plc设备5，实现同个上位机1同时控制多台不同类型的plc设备5；可通过协议转换单元32实现plc设备5和上位机1之间不同类型数据的通信。
44.进一步地，参见图3，所述plc设备5包括cpu51、存储模块52、第一输入输出接口53、第二输入输出接口54、电源模块55和信号转换器56；其中，cpu51用于处理数据。
45.所述cpu51、所述存储模块52、所述第一输入输出接口53、所述第二输入输出接口54和所述信号转换器56，分别与所述电源模块55电连接；其中，电源模块55为cpu51、存储模块52、第一输入输出接口53和第二输入输出接口54提供能源。
46.所述存储模块52与所述cpu51电连接；其中，存储模块52用于存储经cpu51处理过的数据，包括plc设备5采集的电气元件6的运行数据，以及上位机1发送至plc设备5的控制指令。
47.所述电气元件6依次通过所述第一输入输出接口53和所述信号转换器56，与所述cpu51通信连接；其中，plc设备5通过第一输入输出接口53采集电气元件6的运行数据，采集的运行数据发送到cpu51进行处理；cpu51通过第一输入输出接口53连接电气元件6，以实现对电气元件6的控制；信号转换器56具备模数转换功能和数模转换功能，示例性的，电气元件6上传的运行数据包括模拟信息，比如温度，水流，电流等波形形式的模拟信号，模拟信号在上传给上位机之前需要转换成数字信号。可以理解的，plc设备5与上位机1通讯都是数字信号，plc设备与电气元件6通讯可以是模拟信号。
48.所述cpu51通过所述第二输入输出接口54与所述硬件解密模块4通信连接；其中,plc设备5通过第二输入输出接口54接收上位机1发送的控制指令，并将控制指令发送至cpu51进行处理执行；cpu51将采集到的电气元件6的运行数据经第二输入输出接口54上传至上位机1。
49.进一步地，参见图4，上位机1包括数据存储模块11、状态监测模块12和逻辑控制模块13；其中，所述数据存储模块11、所述逻辑控制模块13分别与所述状态监测模块12电连接，所述数据存储模块11与所述逻辑控制模块13电连接。
50.可以理解的，状态监测模块12用于接收电气元件6的实时的运行数据以及用户输入的指令信息，逻辑控制模块13用于对运行数据和指令信息进行分析，得到分析结果，根据分析结果生成控制指令并向plc设备5发送控制指令，数据存储模块11用于存储接收到的电气元件6的运行数据、存储用户输入的指令信息或者控制指令。
51.进一步地，上位机1还包括数据约定模块(图中未示出)，通过私有数据约定，简化传输数据量，在同等带宽下，能够控制更多plc设备5。示例性的，控制指令为16进制数组数据，从左往右分别是数据头2位，功能码1位，数据长度2位，数据内容n位，校验码2位，数据尾2位。上位机1下发控制指令至plc设备5控制一台电机(电气元件6)转动：
52.数据约定为：(1)、数据头值ff ff，数据尾值ff ff；(2)、功能码值若为01，表示单个查询指令；若为02，表示多个查询指令；若为03，表示单个控制指令；若为04，表示多个控制指令；(3)、对象值：控制对象编号(电机的id)；(4)、第一数据内容若为0，表示电机停止运转，第一数据内容若为1，表示电机正向运转，第一数据内容若为2，表示反向运转；第二数据内容规定了电机的运转时长(以秒为单位)；其中，(3)和(4)为固定组合，在一条控制指令中可出现多个组合，即可通过一条控制指令控制多个电气元件；(5)、校验码为循环校验码。
53.通过上述的数据约定，假设对电机发送正向运转3秒的控制指令，则控制指令具体为：cmd＝ff ff 03 00 02 01 03 51 a4 ff ff。
54.上述数据约定并不局限于上述具体例子，可根据实际情况进行设定。
55.进一步地，电气元件6包括电磁阀、电机、继电器中的至少一种(图中未示出)。
56.上位机1和plc设备5的连接建立过程可参考图5。上位机1包括监听端口，监听端口打开后，等待plc设备5发送的接入请求，上位机1在接收到plc设备5的接入请求后，判断接入请求的合法性，若接入请求合法，则握手成功，建立长连接；当上位机1和plc设备5的连接断开时，plc设备5自动进入急停状态并不间断地向上位机1发送接重入请求，直到与上位机1重新建立连接关系。
57.在本实施例中，通过对plc的远程连接，能够实时获取plc设备5的相关信息；通过对plc设备5的远程控制，实现plc的远程调试优化，提高了操作的便利性和效率；通过利用硬件加密模块2和硬件解密模块4，实现了上位机1对plc设备5的加密控制，避免控制信息外泄，提高数据通信的安全性。
58.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。