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利用Cloud VPN实现西门子828D的远程诊断

发布日期：2017-08-01 来源：《智慧工厂》6期作者：杨鹏王恒任德勇浏览次数：28971

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【摘　要】：在解析数控机床远程诊断的充要条件的基础上，详尽研讨基于 Cloud VPN解决方案的西门子数控机床的互联网远程诊断技术实现。

摘要：在解析数控机床远程诊断的充要条件的基础上，详尽研讨基于 Cloud VPN解决方案的西门子数控机床的互联网远程诊断技术实现。

关键词：数控机床西门子互联网诊断

Abstract: Based on the analysis of the necessary and sufficient conditions for remote diagnosis of CNC machine tools, the Internet remote diagnosis technology of Siemens CNC machine tools based on Cloud VPN solution is discussed in detail.

Key words: CNC machine tools Siemens Internet Diagnostics

【中图分类号】TG659 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2017）06-0000-00

1 引言

数控机床的远程诊断与操作是现代先进制造技术与系统的一个重要环节，是通过Internet、数控系统把分布在各地的数控机床、智能控制设备和控制系统互联起来，实现控制设备间的远程信息交互，完成数控设备的远程监视、诊断与控制，是信息网络与控制网络的有机结合，也是各机床厂家及数控系统厂商所追求的高效率、低成本的远程支持与售后解决方式。

本文对利用蒲公英路由器的Cloud VPN功能来实现西门子828D数控系统的远程诊断功能进行论述。

2 方案原理与问题

2.1 技术条件

要实现数控机床远程诊断与操作必须满足两个条件：

（1）数控系统要有能被外界控制的网络接口。

（2）该接口要能被Internet访问到，即要有公网IP地址。

2.2 技术问题

西门子828D数控系统的外部以太网接口有“X130”和“X127”，两者都能被外部控制系统所访问。其中X130一般为工厂网络接口，主要用于接Internet或Intranet网络实现远程的访问操作；X127一般为调试网络接口，主要用于现场调试操作。二者从功能上具有一定相通性，但连接Internet实现远程诊断功能时，只能用工厂网络接口，即X130口，满足第一条远程诊断条件的要求。

机床侧的数控系统要有可以被Internet远程访问的网络地址，即固定的公网IP地址。然而公网IP地址资源不足，使得电信服务商当前提供给我们的上网地址都是内网IP地址。而内网IP地址是一种动态的、多级的、可重复利用的地址，是无法被Internet网络上的其他设备直接访问的。因此目前机床侧被分配的IP地址一般都是内网IP地址，它虽然能访问外网，但不能被外网即Internet所直接访问到。如果要被外网访问则要逐级进行端口映射，操作相当繁琐，而且网络接入商也不可能在公网接入口帮助做内网端口映射，因此现在使用内网IP地址的设备就无法被Internet远程访问。这也是目前国内数控机床难以实现远程诊断的一个主要原因，也就是难以满足第二条远程诊断条件。

2.3 Cloud VPN解决方案

采用Cloud VPN 技术的蒲公英路由器是一种采用全新联网技术的设备，只要各地的设备均通过蒲公英路由器上网，就可以把各地设备的局域网互联在一起，利用网络通过加密技术在公网Internet上封装出一个数据通讯隧道，从而建立一个虚拟私有网络，形成一个大的局域网网络。使得不同区域的网络设备可以互联共享、IP共享、数据互通，而且不必知道对方网络的公网IP地址，只需内网IP地址就可访问对方设备，如同一根网线直接连接两台不同地域的设备一样。这样就能把以前需要公网IP地址才能访问的要求转化为用内网IP就可访问。因此解决了条件②要有公网IP地址的问题。本方案网络拓扑如图1所示。

图1 Cloud VPN解决方案

3 Cloud VPN实现

3.1 远程访问访问设置

本文以西门子828D数控系统及蒲公英X1路由器为例设置远程诊断。

（1）远程访问服务的设置。【MENU SELECT】→【调试】→【网络】→右侧按键【公司网络】→右侧按键【更改】。在公司网络设置界面下，选中“DCP”、“LLDP”、“S7通讯（TCP/102）”、“VNC访问（TCP/5900）”，“SSH（TCP/22）”，均打钩，点击确认后，系统断电重启！参见图2所示。

图2 远程访问服务的设置

（2）远程访问权限的设置。【MENU SELECT】→【诊断】→【远程诊断】→右侧按键【更改】① 在远程诊断界面中，将“远程访问权限”选项中的“HMI中的选择”和“由PLC预设”，均选择为允许远程操作。②设置“远程访问确认持性”中的“显示确认对话框的时间”为3S，将“之后远程访问会被自动”选择为允许。参见图3所示。

图3 远程访问权限的设置

3.2 连接Internet网络

将蒲公英X1路由器连接Internet网络（可采用3G/4G USB适配器、静态IP、动态IP、无线中继、宽带拨号），然后用网线将X1路由器与828D的X130接口（工厂网络接口）相连，之后刷新，查看828D系统X130接口的IP地址（本例中为10.168.4.143），并告诉远程连接技术人员。

（1）查看IP地址路径：【MENU SELECT】→【诊断】→右翻页【>】→【TCP/IP总线】→右侧按键【TCP/IP诊断】→右侧按键【刷新】，参见图4所示。

图4 查看IP地址路径

（2）蒲公英X1路由器设置。蒲公英路由器的设置，步骤如下：

·在网站注册蒲公英账号并登录。

·用蒲公英路由器的序列号与登录的账号进行绑定。

·建立虚拟局域网，将需要远程连接的两台或多台路由器加入同一个虚拟局域网内。

·登录路由器并设置上网方式，如图5所示。如果在一些上网不方便的地区，建议采用蒲公英X1+4G USB上网卡的方式接入Internet（上网方式选3G/4GUSB适配器）。

·路由器的其它安全设置。

图5 登录路由器并设置上网方式

3.3 远程连接的效果

远程连接技术人员的电脑和外地机床数控系统均连接上一台蒲公英路由器后，并均接入Internet互联网，那么远程连接的电脑就可以通过各种西门子调试软件，以蒲公英路由器分配给数控系统X130端口的IP地址访问数控系统了，如图6所示。我们已经成功测试了西门子调试软件：VNCViewer、AMM、STEP7、Programming Tool等远程访问828D数控系统，并进行了系统参数读取更改；PLC程序的上传下载、在线监测；NC程序文件的远程读取与写入；系统备份文件夹的传输等。本方案经验证后已在某机床厂推广实施。