1.概述
現在隨著網絡的發展變化，工業控制專網的局限性也慢慢的體現出來了，對于升級改造的站點，不易布線，唯一有的就是無線蜂窩網絡4G/5G,PLC僅帶有串口，有自己的固定通訊協議。怎么能夠通過無線蜂窩網絡4G/5G,來實現HMI屏遠程采集PLC數據。需要怎樣的無線路由器來完成？
2.用戶需求
站點不便布線，墻體較多干擾Wi-Fi信號，希望通過4G/5G無線網絡，實現遠端服務器和PLC相互之間數據通信。

3.解決方案
3.1方案概述
基于多方面的分析，本方案網絡設計采用無線VPN組網+平臺端口轉發方案，其中通信設備選用工業級無線路由器ORB305與工業DTU OM302，設備硬件采用全防護設計，抗EMC干擾，高穩定性、易維護，滿足無人值守環境使用。路由器軟件支持多種VPN協議，保證數據傳輸安全。

整個無線組網方案由數據中心端HMI屏、山竹云遠程維護平臺、網絡傳輸設備和現場PLC幾部分組成。現場PLC設備連接OM302工業DTU，數據中心HMI屏通過串口與無線路由器ORB305相連接，DTU與山竹云平臺連接，無線路由通過4G/5G蜂窩網絡與山竹云遠程維護平臺建立一條VPN加密通道，通過建立VPN通道實現終端設備與數據中心服務器雙向通信，數據監控中心HMI通過對現場PLC進行數據采集與控制，從而實現遠程數據采集與監控。
3.2方案設計
拓撲圖：

?方案組成
針對一些數據中心沒有固定公網的客戶，我們推出云+網+端的VPN組網+平臺端口轉發方案，此方案最大的特點是操作簡單、靈活、客戶無需部署運營商專線公網IP即可遠程采集現場PLC數據。無線路由器與山竹云遠程維護平臺建立VPN隧道，通過VPN隧道，HMI屏可以實時遠程采集現場PLC數據，從而實現對現場設備遠程在線監控。
?數據中心端設計
數據中心端主要由HMI屏串口和ORB305工業無線路由器組成，路由器與山竹云平臺建立的VPN隧道，可輕松實現HMI屏不斷的采集現場數據，并對數據存儲、顯示、計算分析。實現現場PLC設備運行情況、相關運行參數的實時監控。

*靈活接入方式
提供靈活的接入方式，根據中心不同的網絡情況靈活選擇。支持物理專線接入、帶寬接入、Wi-Fi接入和4G/5G接入，不受區域和環境限制。
?網絡傳輸端
網絡傳輸端是整個聯網系統的樞紐，為了實現運行數據的遠程集中監測、控制、調度，必須建立連接所有監控點的通訊網絡。網絡傳輸端采用OM302工業DTU與ORB305工業級無線路由器作為數據通信載體，工業級無線路由器通過4G/5G網絡接入互聯網連接山竹云平臺。山竹云平臺與數據中心進行數據交互都是在VPN隧道內進行數據傳輸，能夠有效保證數據傳輸的安全性。
*接口協議設計
ORB305工業路由器自帶1路RS232、1路RS485接口和5個以太網接口，并且設備支持：Modbus RTU，Modbus TCP、Modbus網橋以及TCP/UDP等多種通信協議。滿足工業大部分工業設備通信要求。
*工業級設計
方案提供的工業級無線路由器采用全工業化設計，從處理芯片、通信模塊、電子器件全采用工業級標準，產品具備以下可靠性指標：采用工業設計性，金屬外殼，防護等級為IP30 EMC各項等級指標達3級以太網口支持1.5KV隔離變壓保護寬溫支持：-40~70寬壓支持：DC9-48V。

*網絡安全設置
針對網絡安全要求比較高的客戶，通過設置IP和MAC地址綁定后，只有主機MAC地址和設置的IP地址和設備綁定的一致才能接入網絡，其他用戶接入網絡不能通過設備訪問任何資源，可以有效阻止非法用戶登錄設備，實現安全接入。接口關閉設置可以關閉不使用的接口，有效防止非法接入。

*公網帶寬
系統使用的是云服務器。云服務器自帶彈性公網IP地址，隨時可以增減帶寬方便靈活。中心端云服務器帶寬大小與終端采集設備接入數量有直接關系。如考慮業務擴展或接入視頻業務，中心端建議采用不低于20M帶寬。可以根據接入業務量隨時調整。
?現場PLC設備
現場PLC設備通過串口與DTU連接。DTU作為TCP Client連接至山竹云平臺，平臺將端口數據轉發至作為TCP Server的數據中心工業路由器串口，HMI連接路由器串口實現把現場采集的PLC數據的實時遠程監測與控制。