实现PLC（S7-1200）的远程操控与调试

实现PLC（S7-1200）的远程操控与调试
背景：
今年的疫情期间，出差变得不易。如何在特殊情况下，继续服务客户并解决问题，成为了摆在工控人面前的难题。设计的一种基于TIA Portal V15通过TIA Portal Cloud Connector连接的远程调试方案，主要针对系统的远程服务。
设计说明
（一）硬件设计
本次设计硬件方面主要为现场主机、现场设备、远程主机、阿里云云服务器。
（1）现场主机
现场主机是指现场plc设备所直接相连的调试主机，阿里云云服务器通过TIA Portal Cloud Connector和现场主机相连完成相应的调试，控制现场必须要有PC或IPC，并且安装有TIA Portal Cloud Connector及SIMATIC PG/PC驱动。
（2）现场PLC
现场PLC西门子S7-1200，用于运行相应程序，远程主机通过远程桌面连接阿里云云服务器主机，阿里云云服务器主机通过TIA Portal Cloud Connector与现场主机相连，通过远程调试来实现相应的任务。
（3）远程主机
远程主机是指工程师或者个人使用的电脑，未安装TIA Portal V15以及TIA Portal Cloud Connector。只需通过远程连接阿里云云服务器，通过远程操控实现调试任务。
（4）阿里云云服务器
阿里云云服务器为本次设计的重要环节，可以实现多种情况的远程设计。
场景一：
工程师携带未安装博图软件的PG/PC在现场，通过RDP远程桌面共享软件操作私有云服务器上的的博图软件；博图软件通过Cloud Connector软件借助PG/PC实现与现场PLC的连接，进行程序下载与调试。
场景二：
工程师携带未安装博图软件的PG/PC在现场或第三地，通过RDP远程桌面共享软件操作私有云服务器上的的博图软件；私有云服务器、PG/PC、现场的PLC、工控机IPC共在一个内网中，博图软件通过Cloud Connector软件借助IPC实现与现场PLC的连接，进行程序下载与调试。
场景三：
工程师携带未安装博图软件的PG/PC在现场或第三地，通过RDP远程桌面共享软件操作私有云服务器上的的博图软件；私有云服务器和PG/PC与在现场的PLC、工控机IPC分别在两个不同的网段中，博图软件通过Cloud Connector软件借助不同网段的IPC实现与现场PLC的连接，进行程序下载与调试。
（二）软件设计
本次设计软件方面主要应用TIA Portal V15、SIMATIC TIA Portal Cloud Connector、TeamViewer。
（1）TIA Portal V15
TIA Portal是西门子重新定义自动化的概念、平台以及标准的自动化工具平台，TIA portal分为2部分：Step7 与WinCC。
（2）SIMATIC TIA Portal Cloud Connector
TIA Portal 支持在虚拟系统中运行。TIA Portal Cloud Connector 选件适用于各种产品，可快速访问本地 PG/PC 接口以及 TIA Portal 工程组态系统中所连接的 SIMATIC 硬件设备，即使通过远程桌面连接方式在私有云中进行工程组态也同样支持。
使用插件“TIA Portal Cloud Connector”，可通过虚拟机访问 PG/PC 上本地连接的 SIMATIC 硬件设备。这要求，在虚拟机和硬件设备所连接的 PG/PC 上都安装有 TIA Portal Cloud Connector。此外，TIA Portal Cloud Connector 还支持通过远程桌面从所连接的虚拟机上远程访问其它 PG/PC 的硬件设备，即使这些硬件设备位于在私有网络中也同样可以。进行此类远程访问时，必须安装 TIA Portal Cloud Connector。
优势：
①支持先进的私有云系统架构：具有绝佳的可扩展性，无需安装在每一个工作站上，可在虚拟机中对 TIA Portal 进行统一维护和管理，项目和库数据进行集中存储。
②支持跨网络在线访问 PLC 和 HMI 设备。
③通过 HTTPS 进行安全连接。
④支持工作站的所有本地接口。
⑤可快速访问不同版本的 TIA Portal。
⑥显著提高可用许可证的应用效率。
⑦远程轻松实现设备维护。
获取方式：TIA Portal Cloud Connector 软件随 TIA Portal V14.0 及以上版本的 SIMATIC 软件包一同提供
（3）TeamViewer
TeamViewer是一个能在任何防火墙和NAT代理的后台用于远程控制的应用程序，桌面共享和文件传输的简单且快速的解决方案。为了连接到另一台计算机，只需要在两台计算机上同时运行 TeamViewer 即可，而不需要进行安装（也可以选择安装，安装后可以设置开机运行）。该软件第一次启动在两台计算机上自动生成伙伴 ID。只需要输入你的伙伴的ID到TeamViewer，然后就会立即建立起连接。

应用：远程调试解决方案的需求可以分为几个方面：
①最基础的要求是远程维护：这需要实现从工程师电脑到客户端的PLC或其它设备之间的远程连接，并且能够进行变量监控、日志读取等维护操作。这种模式下对网络的稳定性和带宽要求相对较低。
②更为普遍的需求是远程调试：可以通过建立的远程连接进行程序修改，程序下载，在线调试等原本只能在本地进行的操作。如果设备有HMI还需要能够远程访问HMI并可以操作。由于下载程序需要稳定的网络连接，这就对网络的稳定性有了更高的要求。
③应用于本次设计Teamviewer还可以实现远程文件传输（支持拖拽方式）和最重要的VPN功能。且通过Teamviewer服务器中转建立的VPN具有很高的速度和可用性。
获取方式：Teamviewer需要购买商业授权才能长期稳定的使用，个人用户可以直接官网下载注册体验。
（三）性能指标
对远程调试解决方案的需求可以分为几个方面：

最基础的要求是远程维护：这需要实现从工程师电脑到客户端的PLC或其它设备之间的远程连接，并且能够进行变量监控、日志读取等维护操作。这种模式下对网络的稳定性和带宽要求相对较低。
更为普遍的需求是远程调试：可以通过建立的远程连接进行程序修改，程序下载，在线调试等原本只能在本地进行的操作。如果设备有HMI还需要能够远程访问HMI并可以操作。由于下载程序需要稳定的网络连接，这就对网络的稳定性有了更高的要求。
为了更好的掌握现场信息，还需要通过远程连接视频和音频，直接了解现场的实时信息，这就对连接的带宽提出了较高的要求。
（四）调试说明
（1）软件安装
①TIA Portal V15的安装
1、可以从拼多多获取破解版TIA Portal V15安装资源，百度网盘下载。
2、压缩包下载完毕，进行解压，开始安装。
Ⅰ、装前必做（退出杀毒软件并关闭防火墙）
运行REGEDIT；找到注册表以下目录。（开始-运行-输入REGEDIT-确认）；找到注册表以下目录。(删除此注册表）HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager 找到，选中开头为Pending···文件直接删除，再回到安装处。
Ⅱ、若弹出错误，可回到开始处或按照要求重启电脑。
Ⅲ、TIA V15安装步骤
以管理员身份运行安装包，按照步骤选取自己的安装目录，安装并按照提示勾选相应协议。
Ⅳ、破解软件
购买的安装文件都会有密钥破解，打开并选择左侧需要的密钥，全选后点击双密钥授权。
之后便安装破解完成。
最后回到桌面“以管理员身份运行”
注：可能遇到未安装NET3.5sp1，解决办法如下。
①打开控制面板，选中大图标，找到程序和功能。
②启用Windows功能选择NET3.5sp1安装

SIMATIC TIA Portal Cloud Connector安装
TIA Portal Cloud Connector 软件随 TIA Portal V14.0 及以上版本的 SIMATIC 软件包一同提供。在该安装步骤时，选取options选中Cloud Connector。

TeamViewe的安装
Teamviewer需要购买商业授权才能长期稳定的使用，个人用户可以直接官网下载注册体验。可以直接从官网下载使用，按照相应提示进行身份验证开启VPN服务。

阿里云云服务器的申请
阿里云云服务器由官网进行正规渠道申请，新用户学生有相应优惠可以直接选择免费试用一个月的1核2GB 40GB硬盘的服务器免费试用。

（2）进行初步调试
①主机远程连接阿里云云服务器
1、windows+R键打开运行，输入“mstsc”
2、设置远程连接的配置，详细信息全部勾选。
3、确定并连接，输入用户名和密码，进入远程桌面。
4、已安装完成TIA Portal Cloud Connector和TIA Portal V15，可以直接运行。
（3）通过TIA Portal Cloud Connector连接云服务器和现场主机。
①云服务器登录TeamViewer并设置相应功能打开TeamViewer，登陆相应账号获取授权。设置VPN通道选项栏选择→用户→选项→高级进入此页面安装VPN驱动
②现场主机同上步骤下载TeamViewer并配置VPN通道
③进行VPN配置，连接两主机
TeamViewer是一款能在任何防火墙和NAT代理的后台用于远程控制的应用程序，桌面共享和文件传输的简单且快速的解决方案。连接到另一台计算机只需要在两台计算机上同时运行 TeamViewer 即可，而不需要进行安装（也可以选择安装，安装后可以设置开机运行）。该软件面世时间长，性能可靠稳定，知名度较大，非常方便部署用于远程控制等。
该软件还有一个“隐藏”功能，可以用于两台装有Teamviewer软件的PC之间建立VPN连接，且操作非常简单。用户只需要在软件中安装VPN组件，之后利用ID和Password就可以建立VPN连接。
安装完VPN驱动之后可以在主界面中选择VPN连接方式并且输入伙伴ID，就可以建立VPN连接了，如图所示，操作非常简单。建立VPN之后就可以在图的界面中看到两台PC的VPN地址和数据流量，图还给出了PING的测试效果。
④TIA Portal Cloud Connector连接到PLC
在建立了VPN连接之后，安装有博途软件和TIA Portal Cloud Connector的PC可以通过现场只安装TIA Portal Cloud Connector软件的PC对现场PLC、触摸屏、驱动器进行远程调试和诊断，非常方便。
在调试环境的创建过程中，第一步两台PC均启动TIA Portal Cloud Connector，现场端的配置为用户设备，调试人员本地端配置为远程设备，并且在本地端的协议标签栏内输入用户设备侧的VPN地址，如下图6图7所示。
经过这些设置之后就可以通过启动通信按钮建立两者之间的关系，通过状态显示窗口和状态符号指示器判断连接是否建立。之后就可以打开博途进行各种操作了，值得注意的是在建立连接之后博途软件的网卡列表中会出现现场端PC上的网卡信息，在搜索网络和下载时可以直接选择相应的网卡进行下载，非常直观方便，经测试也可以用于程序的上传。

由于在激活TIA Portal Cloud Connector之后，现场端的网卡被映射到了本地，实际操作过程中，只需要直接选中现场端与设备相连接的网卡即可。同时，经过实际测试，在Cloud Connector连接激活之后，Starter和Smart PLC 软件也可以直接通过该网卡直接在线以及上传程序、监控程序。
（3）配置PG/PC网卡
打开控制面板选择自己设置的网口。

最后打开博途软件，打开程序，系统组态，转至在线，便可以调试了。

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