要实现通过串口转以太网对 PLC 进行远程监控,需要搭建一个 "串口设备→串口服务器→网络→监控端" 的通信链路,以下是具体实现方案和注意事项:
一、核心设备与连接架构
硬件组成
串口服务器(如 MOXA NPort、有人的 USR-TCP232-410S 等):实现 RS232/485/422 串口与以太网的协议转换。
PLC:带串口通信接口(如西门子 S7-200 的 RS485 口、台达 EH3 的 RS232 口)。
监控端:安装 PLC 编程软件(如 STEP 7、WPLSoft)或 SCADA 软件(如 WinCC、组态王)的电脑 / 服务器。
网络设备:路由器、交换机(用于组建局域网或接入互联网)。
连接方式
PLC 的串口(如 RS485)通过屏蔽线连接到串口服务器的串口。
串口服务器通过网线连接到路由器 / 交换机,监控端通过网络(有线 / 无线)接入同一网络。
二、配置步骤(以国产 USR-TCP232-410S 为例)
1. 串口服务器基础配置
物理连接:用网线将串口服务器与电脑直连,电脑设置静态 IP(如 192.168.0.100,与服务器默认 IP 同网段)。
网页配置:浏览器访问串口服务器默认 IP(如 192.168.0.7),登录管理界面(默认账号密码通常为 admin)。
网络参数:设置服务器 IP(如 192.168.1.10)、子网掩码、网关(与监控网络一致)。
串口参数:匹配 PLC 的串口协议参数(如波特率 9600、数据位 8、停止位 1、校验位无,需与 PLC 串口设置完全一致)。
2. 通信模式设置
TCP Server 模式(推荐):串口服务器作为 TCP 服务器,监控端作为客户端主动连接。
设置端口号(如 502,避免与其他服务冲突),勾选 "允许客户端连接"。
TCP Client 模式:若监控端为固定服务器,可设置服务器 IP 和端口,串口服务器主动发起连接。
注意:确保防火墙 / 路由器已开放对应端口,避免端口被屏蔽。
3. PLC 串口参数设置
在 PLC 编程软件中配置串口通信参数(波特率、校验方式等),与串口服务器保持一致。
若使用 Modbus 协议,需设置 PLC 的从站地址(如 1-247),确保与监控软件匹配。
4. 监控端配置
本地监控(局域网):在 PLC 编程软件 / SCADA 中,创建连接时输入串口服务器的 IP 和端口,选择对应通信协议(如 Modbus RTU over TCP)。
远程监控(互联网):
路由器端:在路由器中设置端口映射(将串口服务器的 IP 和端口映射到公网 IP)。
监控端:通过公网 IP + 映射端口连接,或使用 VPN 实现安全访问(推荐,避免直接暴露设备到公网)。
三、常见问题与解决方法
连接失败
检查网络连通性:用
ping
命令测试监控端到串口服务器的 IP 是否可达。核对参数:确保串口波特率、校验位、端口号完全匹配,协议类型一致(如 Modbus RTU/ASCII)。
排查线路:更换串口线(尤其 RS485 需区分 A/B 线),检查网线水晶头是否松动。
数据传输不稳定
抗干扰:串口线采用屏蔽双绞线,远离动力线;串口服务器接地可靠。
网络优化:减少网络延迟(如避免跨网段过多),对大流量数据分帧传输。
固件更新:访问串口服务器厂商官网,升级最新固件修复兼容性问题。
远程访问卡顿
带宽限制:确保上传 / 下载带宽满足需求(Modbus 协议数据量较小,通常 1Mbps 足够)。
改用 VPN:相比端口映射,VPN 可减少网络波动影响,提升安全性。
四、注意事项
协议兼容性:确认串口服务器支持 PLC 的通信协议(如西门子 PPI、台达 MODBUS RTU 等),部分需专用驱动。
安全性:远程监控时,建议启用串口服务器的密码保护、IP 过滤功能,避免未授权访问。
冗余设计:关键场景可采用双串口服务器备份,或选择带自愈功能的工业级设备(如 MOXA 的冗余网络方案)。
通过上述方案,可实现 PLC 的远程监控、程序下载、数据采集等功能,适用于工业物联网(IIoT)场景中对分散设备的集中管理。