通过第三方VPN用TIA Portal Cloud Connector实现远程调试

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一、基本信息
        中国正在进行产业升级，越来越多的机械设备开始销售到全国各地，出口到世界各个国家，这是一个令人欣喜的现象。随着工业自动化行业的发展，生产设备的自动化水平越来越高，几乎所有的自动化设备都不可避免的涉及现场调试和现场故障诊断。目前机械设备制造厂家面临的是调试人员短缺，出差效率低和差旅费用支出过多的问题，如果有一种技术可以让设备调试人员不到现场就可以进行简单的程序修改和故障诊断的话，无疑会大受欢迎。
        随着通信技术和应用软件的不断发展，目前可以利用的软硬件工具也越来越多，将这些软硬件进行有机的结合配置，不难发现有很多手段可以实现远程调试和诊断。在这些方法中，通过第三方工具部署PC间的VPN网络然后再利用西门子TIA Portal Cloud Connector组件进行plc的远程连接无疑是最简单和最节省成本的。
        下面通过PC之间VPN网络的构建和TIA Portal Cloud Connector组件的部署两个部分进行介绍。

二、PC间VPN网络构建
        当前可以构建VPN网络的软件硬件非常多，但对于工业场合来讲通过简单的软件和设置快速部署VPN连接才是最有竞争力的。因为在工业现场，维护人员的知识水平参差不齐，甲方维护人员也没有足够的耐心协助设备厂家进行协调处理。因此，此类方案必须足够简单才有说服力。以下介绍通过Teamviewer 和蒲公英VPN两款软件进行构建VPN。

• 2.1 通过Teamviewer构建VPN网络
  

        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。
        图1显示了VPN驱动程序的安装方法，目前显示卸载VPN是因为该驱动程序已经安装。

图1  VPN驱动的安装与卸载

        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2所示，操作非常简单。建立VPN之后就可以在图3的界面中看到两台PC的VPN地址和数据流量，图3还给出了PING的测试效果。

图2  VPN的建立

图3  VPN的建立效果

        Teamviewer实现VPN的操作是非常简单的，不过该软件是一款德国的商业软件，在国内的使用效果时好时坏不太稳定，更重要的是对个人用户和非许可用户的使用时间限制比较严格，长期使用体验较差。如果需要长期使用建议购买许可证，许可证收费较高。

• 2.2 通过蒲公英VPN构建VPN网络
  

        由上海贝锐科技开发的蒲公英VPN软件也可以方便的实现PC之间的VPN连接，只需要在两台PC上登录同一个账号就可建立一个VPN网络，该产品免费版本就可以实现简单的点对点VPN，同时也可以结合硬件产品实现企业级的VPN网络搭建。相对于Teamviewer, 蒲公英VPN的网络构建成本较低，且可以根据客户需求进行定制，适合国内用户。
        这两个软件有一个共同的特点是安装文件体积非常小，特别适合于临时部署VPN时的软件分发，且两个软件操作均非常简单，几乎零上手难度。

图4  蒲公英VPN的建立效果

三、TIA 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。

图5  TIA Portal Cloud Connector方案架构

        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。

图7  用户设备地址配置

        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。

图8  连接建立的效果

        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，十分惊喜。

图10 STARTER中的连接效果

四、应用总结
        TIA Portal Cloud Connector 有多种应用场景和配置方法，本文所述的部署方式仅仅代表笔者本人意见，个人认为是最实用也是最快速实现远程调试诊断的方案。考虑到设备维护时现场环境恶劣，维护人员技术水平较差，必须要用及其简单快速的方式完成部署，否则在高级的方案和设备也很难在现场推广。得益于目前笔记本电脑的普及和移动通信速度的大幅度提升和流量费用的大幅降低，使得现场人员通过手机热点的方式连接到Internet已经不是什么难事了，需要做的仅仅是在笔记本电脑上点几下按钮而已。
        综上所述，PC间的VPN配合TIA Portal Cloud Connector可能会是接下来被重点关注的远程设备维护解决方案之一。
来源：西门子工业技术论坛