淺談PLC在廣播電視設備分布式微機監控系統中的應用

霍樹杰

摘 要本文通過實際的廣播電視設備和實施監控系統，了解其功能以及系統的總體設計方案。同時重點研究的是PLC在廣播電視設備分布式微機監控系統中的應用。詳細介紹PLC監控程序、數據的采集過程和輸出控制。

【關鍵詞】PLC控制系統 廣播電視設備 微機自動監控系統

回顧我國廣播電視事業的技術和設備發展歷程，大致可以分為三個階段：

第一階段：全電子管時代，在20世紀70--90年代，發射設備的放大器主要依賴于電子管，而該發射器的缺點就在于一般小型電子管放大器無法用于廣播電視設備。一般選取的是三級電子管放大器。同時，這一時期的發射機控制系統都是基礎的機械開關元件以及繼電器控制。

第二階段：半導體半電子管時代，隨著科技的進步，20世紀80年代半導體得到飛速的發展，尤其是大功率的半導體放大器，在這一時代，發射機的一二級使用半導體放大器，由于科技限制第三級仍使用電子管放大器。而發射機的控制系統則不再是70年代的設備，采用了機械式組合邏輯控制電路。

第三階段：全固態階段，十年的科學進步，較大功率的放大器設備也得到了實現，因此廣播電視發射設備全固態化，發射設備的放大器全部由晶體管組成。而控制系統的技術也逐步完善，主要是多個單板機控制形成分布式控制。同時，發射機也具有模擬并行監控接口，RS-232、RS-422或則S-485等計算機監控接口，因此真正意義上實現了遠程監控。

我臺發射設備較多，值機人員巡機、監測的任務十分繁重。為了避免人為誤操作，確保安全優質播出，對發射播出設備進行PLC自動化技術改造是十分必要的。

可編程控制器應用于電視發射機自動控制系統，可實現電視發射機的自動開關機、采集并檢測發射機的信號輸入、激勵、功率放大的各個參數，出現異常時報警，并實現自動倒備份功能等。

1 分布式微機監控系統的基本性質

分布式監控系統英語簡稱DCS，也被稱做集散控制系統。它主要是利用計算機對生產過程進行監控、分散控制等的新型控制技術。而分布式控制系統是一個分支樹狀的結構。系統的結構也是垂直分解，這樣便于觀察和監測，主要分為過程控制級和控制管理級。各個級別相輔相成，而每個級別又可分為若干子集。與之前的集中式控制系統相比較，DCS具有以下五個優點：

1.1 自主性

系統控制工作站之間是通過網絡連接起來的，各個工作站都有相對應的工作需要完成，各個站點容量、軟件可及時更新，是可以獨自運行的子系統。

1.2 在線性和實時性

使用人機接口和I/O接口，對于遠程監控的數據進行分析、評價、論證、監控、操作等，可進行系統結構、組態回路的修改、局部故障進行在線維修。

1.3 可靠性

可靠性作為分布式監控系統的首要前提條件，是它的保障所在，因此結構上采用的是容錯設計，若一個單元結構無法使用時，仍然可以保障系統的完整，做到不完全癱瘓，局部站點可以繼續使用。

1.4 適應性和可擴展性

標準化的軟件以及硬件的設計可以滿足許多用戶的需要，因此工廠在生產工藝、生產流程不需要進行太大的數據變化，只需改變其中間變量就可實現目的。

2 廣播電視設備微機監控系統的總體設計方案

運用計算機技術、PLC技術、多媒體技術、現代測試技術、計算機網絡技術等設計廣播電視設備微機監控系統，可以對廣播、電視設備進行遙測、遙信、遙控、實現自動化監測和控制。

系統采用分層式，一共分為四層：數據采集層、前置處理層、采用層和集成通信層。

2.1 數據采集層

該層主要是由現場控制機和現場設備構成，前者負責的是對于現場設備實時的進行信息收集，還可以運行本地發射的開關和倒機操作。

2.2 前置處理層

前置機的數據、上下通訊、系統對時、菜單等組成了前置處理層，一般對現場控制機進行巡檢、實時數據收集、預處理、運送到應用層。

2.3 應用層

包括值班員工作站、數據庫、管理與打印工作站等。采用的是局域網連接其他模塊，因此拓展性比較高。

2.4 集成通信層

包括服務器和遠程管理局域網。遠程計算機通過數字微波，采用WEB服務器和瀏覽器進行遠程監控。通過防火墻保護監控系統不受攻擊。

3 可編程序控制器（PLC）

綜合利用計算機技術、自動化控制技術和通訊技術相結合發展起來的以微處理為基礎的通用工業化自動控制裝置。因為體積小、功能強、靈活性和維修方便等優點而現在普遍利用，因此是現代工業自動化控制技術的標志之一。

3.1 PLC的特征：

可編程序控制器具有四大特點：

3.1.1 功能十分豐富

具有豐富的外圍設備，良好的人機界面，可用于信息交換。PLC配備多種通訊接口，實時于計算機網絡交換數據，形成完整的網絡控制系統。在出現故障時，維修起來比較方便。因此豐富的功能于一身，是傳統的繼電器控制電路無法比較的。

3.1.2 高強可靠性

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器件。同時采取新的設計：冗余設計、掉電保護、故障診斷以及信息的保護與恢復，因此可靠性提高。在硬件設計方面采用屏蔽、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無法相比較的，大大方便了用戶。

3.2 PLC控制系統的設計

3.2.1 單機控制系統

采用一對一控制設備的形式，輸入與輸出點比較少，結構簡單清晰。

3.2.2 集中控制系統

采用一對三控制設備的形式，多用于多種控制對象比較近且具有相互間的聯系。

3.2.3 分散控制系統

在分散控制系統中，每一臺控制器控制對象，通過信號加以傳遞。或者通過上位機通過數據總線進行連接。使用PLC的數量多，成本較高，但是維修簡單，系統擴展性能高，增加了系統的可靠性。

3.2.4 遠程I/O控制系統

遠程I/O控制系統中控制對象遠離中心控制室的場合，可以節省電纜費用。同時，I/O模塊不是與控制器放置在一起，遠距離的放置在控制器對象附近。

4 結束語

微機監控系統實施后，廣播電視實現了自動開關機自動倒備機和故障報警等控制功能。減輕了值班人員的勞動壓力。并且實時顯示發射機的狀態和參數，實現了遙控、遙測和遙信等，具備了遠程值班的技術狀態。同時對于人民群眾收聽廣播、電視節目實現廣播電視自動化具有劃時代的意義。

作者單位

唐山市豐潤區廣播電視臺 河北省唐山市 064000