一、 概述 近年來廣播電視發(fā)射技術(shù)有了飛躍的發(fā)展，發(fā)射機(jī)朝著高效率、全固態(tài)化、智能化方向發(fā)展，新型發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)多以單片機(jī)為核心構(gòu)成，具有高度的智能化和可靠性。隨著自動化技術(shù)的高速發(fā)展，PLC的可靠性也是很高的，使得對發(fā)射機(jī)的操作做到無人值守已可以實現(xiàn)。 本文以我曾做的某電視臺發(fā)射機(jī)房實時監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹西門子PLC在廣電系統(tǒng)中的應(yīng)用。系統(tǒng)采用1臺西門子S7-300作為主站，5臺S7-200作為從站，主站通過穩(wěn)定的工業(yè)現(xiàn)場總線（PROFIBUS-DP）將從站采集的所有PLC的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)畫面，從而給工作人員的管理帶來了方便。 二、 系統(tǒng)硬件 該控制系統(tǒng)共需開關(guān)量輸入93點，開關(guān)量輸出35點，模擬量輸入62點。為盡可能減少電磁干擾，根據(jù)發(fā)射機(jī)分布情況，系統(tǒng)共分一個主站和五個從站。選用西門子S7-300系列CPU315-2DP作為主工作站，S7-200系列CPU224加開關(guān)量輸入輸出模塊EM223和模擬量輸入模塊EM231以及Profibus-DP模塊EM277組成從工作站，并為每一個從站配置了一個TD200文本操作顯示面板用于本地實時顯示發(fā)射機(jī)工作參數(shù)。在發(fā)射臺監(jiān)控室設(shè)置了兩臺裝有西門子WinCC組態(tài)軟件的研華工控機(jī)。整個系統(tǒng)通過工業(yè)現(xiàn)場總線（PROFIBUS-DP）聯(lián)接而成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見“系統(tǒng)原理圖”。 6臺PLC工作站完成最底層的控制動作，包括：開關(guān)信號的采集，模擬信號的采集，以及由PLC給發(fā)射機(jī)發(fā)出控制信號。選用一臺S7-300是為了實現(xiàn)上位機(jī)冗余、底層PLC CPU時鐘校正、自動開關(guān)發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)存儲和所有采集的數(shù)據(jù)的快速集中處理。 2臺上位機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)（TIP/IP），完成互相冗余；同時，通過總線將6臺PLC的數(shù)據(jù)全部采集上來，在畫面上顯示。冗余的上位機(jī)增強(qiáng)了整個系統(tǒng)的可靠性。 由于發(fā)射臺有著強(qiáng)磁場干擾和發(fā)射機(jī)的模擬量信號不在PLC標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，在工作站PLC與發(fā)射機(jī)之間使用了信號調(diào)理電路聯(lián)接；信號調(diào)理電路的作用是將發(fā)射機(jī)的模擬量信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA模擬信號作為PLC的輸入，并且從電磁兼容的角度考慮，也保證了采集信號的準(zhǔn)確。 三、 系統(tǒng)軟件 整個軟件系統(tǒng)分為PLC工作站應(yīng)用軟件和上位機(jī)人機(jī)界面組態(tài)軟件兩大部分。本系統(tǒng)中采用西門子公司的STEP7和MicroWin_3.2編程軟件進(jìn)行了PLC工作站的應(yīng)用軟件編程，同時還采用了西門子公司的WinCC組態(tài)軟件進(jìn)行了上位機(jī)人機(jī)界面的組態(tài)編程。 四、 系統(tǒng)功能 本系統(tǒng)主要實現(xiàn)了下述功能： 1. 自動監(jiān)測發(fā)射機(jī)系統(tǒng)運行狀態(tài)，實時監(jiān)測、記錄各參數(shù)量值（包括模擬量和開關(guān)量值）；對異常情況和參數(shù)越限進(jìn)行記錄報警；自動記錄各機(jī)器開關(guān)機(jī)的時間及累計運行時間。 2. 按各頻率每周播出時間表，定時（或隨時）開機(jī)、關(guān)機(jī)、倒機(jī)； 3. 報警功能：有故障，即時顯示報警。本地采用語音聲、光報警方式，并可根據(jù)故障程度自動開啟備用發(fā)射機(jī)； 4. 根據(jù)不同用戶的權(quán)限實時控制發(fā)射機(jī)各種操作。 5. 自動生成報表功能：可根據(jù)用戶的要求，生成各類報表（如日報表、季報表、故障記錄、維修記錄、檢修記錄、指標(biāo)記錄、交接班記錄等）。報表可根據(jù)需要進(jìn)行定時或隨機(jī)打??； 6. 鍵盤功能 　　　　1） 可通過小鍵盤對前端機(jī)進(jìn)行人工干預(yù)或修改某些參數(shù)； 　　　　2） 可修改開關(guān)機(jī)時間、當(dāng)前時間、倒機(jī)時間； 　　　　3） 可通過鍵盤操作實現(xiàn)開機(jī)、關(guān)機(jī)、倒機(jī)等操作； 　　　　4） 為了避免頻繁倒機(jī)，可屏蔽某一部發(fā)射機(jī)的使用。 7. 遙控操作主要是對發(fā)射機(jī)的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或直接控制發(fā)射機(jī)，主要的命令有：開機(jī)（包括高開、低開）、關(guān)機(jī)（包括高關(guān)、低關(guān)）、倒機(jī)、復(fù)位等。值班員通過這些功能，控制設(shè)備的工作狀態(tài)。 為了保證系統(tǒng)的安全有效運行，系統(tǒng)提供口令管理機(jī)制來限定值班員的操作權(quán)限和操作范圍。值班員的權(quán)限由系統(tǒng)管理員設(shè)定。 系統(tǒng)運行過程中的操作情況都被自動記錄，包括值班員的編號、時間、命令等。系統(tǒng)可以對記錄進(jìn)行查詢、檢索，以便了解值班員對系統(tǒng)的操作 8. 數(shù)據(jù)查詢 　　　　1） 歷史曲線：查詢設(shè)備的模擬量，每五分鐘取一點數(shù)據(jù)，畫出昨天和今天的兩條曲線。 　　　　2） 事件查詢列出設(shè)備發(fā)生故障或越限這兩種事件，并顯示故障代碼及含義，發(fā)生故障設(shè)備的數(shù)據(jù)、狀態(tài)。 9. 數(shù)據(jù)存儲： 　　　　1） 一類是五分鐘數(shù)據(jù)，它只包含模擬量，因為數(shù)據(jù)量較大，只需保存三個月，五分鐘數(shù)據(jù)以曲線的方式顯示； 　　　　2） 一類是例行數(shù)據(jù)（整點數(shù)據(jù)），包括模擬量、開關(guān)量，整點數(shù)據(jù)是各類報表的依據(jù)。 　　　　3） 另一類是故障數(shù)據(jù)，包含故障前后十秒內(nèi)的所有數(shù)據(jù)。 　　　　4） 所有歷史數(shù)據(jù)亦可存入光盤長期保存。 10. 數(shù)據(jù)庫的通用性和安全性 　　1） 歷史數(shù)據(jù)存放在主服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，在從服務(wù)器中建立該數(shù)據(jù)庫的鏡像備份，兩者通過定時校驗，發(fā)現(xiàn)問題及時自動恢復(fù)。 　　2） 對數(shù)據(jù)庫的查閱、修改、刪除設(shè)置不同級別的權(quán)限，以防數(shù)據(jù)庫中的信息被破壞。 11. MIS系統(tǒng)（管理信息系統(tǒng)）是監(jiān)控系統(tǒng)中的一部分，是一個小型的數(shù)據(jù)庫，主要是對機(jī)房內(nèi)的器材、圖紙資料、技術(shù)檔案進(jìn)行統(tǒng)一的、規(guī)范的、科學(xué)的管理。MIS系統(tǒng)具備一般數(shù)據(jù)庫所具有的各種功能，包括對器材、圖紙資料、指標(biāo)記錄、維修記錄、交接班記錄進(jìn)行顯示、查詢、檢索、統(tǒng)計、打印報表等功能。 12. 遠(yuǎn)程訪問采用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、內(nèi)置Web Server軟件，利用Web 信息發(fā)布技術(shù)，通過局辦公網(wǎng)，為上級領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)職能部門提供有關(guān)的信息。 為了保證系統(tǒng)的安全，減少系統(tǒng)入侵或人為破壞的可能性，應(yīng)設(shè)置實時數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，使監(jiān)控網(wǎng)能共享辦公網(wǎng)資源，辦公網(wǎng)不能直接訪問監(jiān)控網(wǎng)，只能按權(quán)限取得約定的實時信息。 五、 結(jié)束語 西門子公司的S7-200系列和S7-300系列PLC具有強(qiáng)大的指令，豐富的CPU類型和擴(kuò)展模塊，尤其是CPU模塊內(nèi)部集成了實時時鐘，使其適合于廣播發(fā)射機(jī)的自動控制應(yīng)用。西門子公司提供的編程軟件包和WinCC組態(tài)軟件，功能強(qiáng)大，使系統(tǒng)開發(fā)變的更容易。