霍樹杰

摘 要本文通過實(shí)際的廣播電視設(shè)備和實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)，了解其功能以及系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。同時(shí)重點(diǎn)研究的是PLC在廣播電視設(shè)備分布式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。詳細(xì)介紹PLC監(jiān)控程序、數(shù)據(jù)的采集過程和輸出控制。

【關(guān)鍵詞】PLC控制系統(tǒng) 廣播電視設(shè)備 微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

回顧我國廣播電視事業(yè)的技術(shù)和設(shè)備發(fā)展歷程，大致可以分為三個(gè)階段：

第一階段：全電子管時(shí)代，在20世紀(jì)70--90年代，發(fā)射設(shè)備的放大器主要依賴于電子管，而該發(fā)射器的缺點(diǎn)就在于一般小型電子管放大器無法用于廣播電視設(shè)備。一般選取的是三級電子管放大器。同時(shí)，這一時(shí)期的發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)都是基礎(chǔ)的機(jī)械開關(guān)元件以及繼電器控制。

第二階段：半導(dǎo)體半電子管時(shí)代，隨著科技的進(jìn)步，20世紀(jì)80年代半導(dǎo)體得到飛速的發(fā)展，尤其是大功率的半導(dǎo)體放大器，在這一時(shí)代，發(fā)射機(jī)的一二級使用半導(dǎo)體放大器，由于科技限制第三級仍使用電子管放大器。而發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)則不再是70年代的設(shè)備，采用了機(jī)械式組合邏輯控制電路。

第三階段：全固態(tài)階段，十年的科學(xué)進(jìn)步，較大功率的放大器設(shè)備也得到了實(shí)現(xiàn)，因此廣播電視發(fā)射設(shè)備全固態(tài)化，發(fā)射設(shè)備的放大器全部由晶體管組成。而控制系統(tǒng)的技術(shù)也逐步完善，主要是多個(gè)單板機(jī)控制形成分布式控制。同時(shí)，發(fā)射機(jī)也具有模擬并行監(jiān)控接口，RS-232、RS-422或則S-485等計(jì)算機(jī)監(jiān)控接口，因此真正意義上實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控。

我臺(tái)發(fā)射設(shè)備較多，值機(jī)人員巡機(jī)、監(jiān)測的任務(wù)十分繁重。為了避免人為誤操作，確保安全優(yōu)質(zhì)播出，對發(fā)射播出設(shè)備進(jìn)行PLC自動(dòng)化技術(shù)改造是十分必要的。

可編程控制器應(yīng)用于電視發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)電視發(fā)射機(jī)的自動(dòng)開關(guān)機(jī)、采集并檢測發(fā)射機(jī)的信號輸入、激勵(lì)、功率放大的各個(gè)參數(shù)，出現(xiàn)異常時(shí)報(bào)警，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒備份功能等。

1 分布式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本性質(zhì)

分布式監(jiān)控系統(tǒng)英語簡稱DCS，也被稱做集散控制系統(tǒng)。它主要是利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控、分散控制等的新型控制技術(shù)。而分布式控制系統(tǒng)是一個(gè)分支樹狀的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是垂直分解，這樣便于觀察和監(jiān)測，主要分為過程控制級和控制管理級。各個(gè)級別相輔相成，而每個(gè)級別又可分為若干子集。與之前的集中式控制系統(tǒng)相比較，DCS具有以下五個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1.1 自主性

系統(tǒng)控制工作站之間是通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的，各個(gè)工作站都有相對應(yīng)的工作需要完成，各個(gè)站點(diǎn)容量、軟件可及時(shí)更新，是可以獨(dú)自運(yùn)行的子系統(tǒng)。

1.2 在線性和實(shí)時(shí)性

使用人機(jī)接口和I/O接口，對于遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、評價(jià)、論證、監(jiān)控、操作等，可進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組態(tài)回路的修改、局部故障進(jìn)行在線維修。

1.3 可靠性

可靠性作為分布式監(jiān)控系統(tǒng)的首要前提條件，是它的保障所在，因此結(jié)構(gòu)上采用的是容錯(cuò)設(shè)計(jì)，若一個(gè)單元結(jié)構(gòu)無法使用時(shí)，仍然可以保障系統(tǒng)的完整，做到不完全癱瘓，局部站點(diǎn)可以繼續(xù)使用。

1.4 適應(yīng)性和可擴(kuò)展性

標(biāo)準(zhǔn)化的軟件以及硬件的設(shè)計(jì)可以滿足許多用戶的需要，因此工廠在生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程不需要進(jìn)行太大的數(shù)據(jù)變化，只需改變其中間變量就可實(shí)現(xiàn)目的。

2 廣播電視設(shè)備微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、PLC技術(shù)、多媒體技術(shù)、現(xiàn)代測試技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等設(shè)計(jì)廣播電視設(shè)備微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以對廣播、電視設(shè)備進(jìn)行遙測、遙信、遙控、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測和控制。

系統(tǒng)采用分層式，一共分為四層：數(shù)據(jù)采集層、前置處理層、采用層和集成通信層。

2.1 數(shù)據(jù)采集層

該層主要是由現(xiàn)場控制機(jī)和現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)成，前者負(fù)責(zé)的是對于現(xiàn)場設(shè)備實(shí)時(shí)的進(jìn)行信息收集，還可以運(yùn)行本地發(fā)射的開關(guān)和倒機(jī)操作。

2.2 前置處理層

前置機(jī)的數(shù)據(jù)、上下通訊、系統(tǒng)對時(shí)、菜單等組成了前置處理層，一般對現(xiàn)場控制機(jī)進(jìn)行巡檢、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集、預(yù)處理、運(yùn)送到應(yīng)用層。

2.3 應(yīng)用層

包括值班員工作站、數(shù)據(jù)庫、管理與打印工作站等。采用的是局域網(wǎng)連接其他模塊，因此拓展性比較高。

2.4 集成通信層

包括服務(wù)器和遠(yuǎn)程管理局域網(wǎng)。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過數(shù)字微波，采用WEB服務(wù)器和瀏覽器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過防火墻保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)不受攻擊。

3 可編程序控制器（PLC）

綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和通訊技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來的以微處理為基礎(chǔ)的通用工業(yè)化自動(dòng)控制裝置。因?yàn)轶w積小、功能強(qiáng)、靈活性和維修方便等優(yōu)點(diǎn)而現(xiàn)在普遍利用，因此是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的標(biāo)志之一。

3.1 PLC的特征：

可編程序控制器具有四大特點(diǎn)：

3.1.1 功能十分豐富

具有豐富的外圍設(shè)備，良好的人機(jī)界面，可用于信息交換。PLC配備多種通訊接口，實(shí)時(shí)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)，形成完整的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。在出現(xiàn)故障時(shí)，維修起來比較方便。因此豐富的功能于一身，是傳統(tǒng)的繼電器控制電路無法比較的。

3.1.2 高強(qiáng)可靠性

沒有大量的部件和電子元件，接線部分減少，因此使用的元器件是無觸點(diǎn)器件。同時(shí)采取新的設(shè)計(jì)：冗余設(shè)計(jì)、掉電保護(hù)、故障診斷以及信息的保護(hù)與恢復(fù)，因此可靠性提高。在硬件設(shè)計(jì)方面采用屏蔽、隔離和濾波等手段可靠性高的元件，提升了抗干擾能力。

3.1.3 操作簡單性

對于PLC的操作很方便，包括輸入程序和修改程序。編寫的程序已經(jīng)由廠家編寫出來，因此操作比較方便。編程方便，可以利用布爾助記符、功能圖表、功能模塊圖編寫程序以及BASIC、C語言編寫程序。PLC工作可靠性高，故障率低，維修方便，大大降低了維修維護(hù)量。配置、安裝方便，操作性也大為提高。

3.1.4 靈活性高

程序修改以及擴(kuò)展的靈活性在PLC之中得到很好的說明，這是繼電器控制系統(tǒng)無法相比較的，大大方便了用戶。

3.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.2.1 單機(jī)控制系統(tǒng)

采用一對一控制設(shè)備的形式，輸入與輸出點(diǎn)比較少，結(jié)構(gòu)簡單清晰。

3.2.2 集中控制系統(tǒng)

采用一對三控制設(shè)備的形式，多用于多種控制對象比較近且具有相互間的聯(lián)系。

3.2.3 分散控制系統(tǒng)

在分散控制系統(tǒng)中，每一臺(tái)控制器控制對象，通過信號加以傳遞。或者通過上位機(jī)通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接。使用PLC的數(shù)量多，成本較高，但是維修簡單，系統(tǒng)擴(kuò)展性能高，增加了系統(tǒng)的可靠性。

3.2.4 遠(yuǎn)程I/O控制系統(tǒng)

遠(yuǎn)程I/O控制系統(tǒng)中控制對象遠(yuǎn)離中心控制室的場合，可以節(jié)省電纜費(fèi)用。同時(shí)，I/O模塊不是與控制器放置在一起，遠(yuǎn)距離的放置在控制器對象附近。

4 結(jié)束語

微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施后，廣播電視實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)開關(guān)機(jī)自動(dòng)倒備機(jī)和故障報(bào)警等控制功能。減輕了值班人員的勞動(dòng)壓力。并且實(shí)時(shí)顯示發(fā)射機(jī)的狀態(tài)和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了遙控、遙測和遙信等，具備了遠(yuǎn)程值班的技術(shù)狀態(tài)。同時(shí)對于人民群眾收聽廣播、電視節(jié)目實(shí)現(xiàn)廣播電視自動(dòng)化具有劃時(shí)代的意義。

作者單位

唐山市豐潤區(qū)廣播電視臺(tái) 河北省唐山市 064000