組態(tài)軟件在廣電發(fā)射機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

武海波

一、組態(tài)軟件簡(jiǎn)介

在廣電行業(yè)科技高速發(fā)展的背景下，以管理發(fā)射設(shè)備為核心功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，它通過(guò)可編程邏輯控制器（PLC）、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件，以標(biāo)準(zhǔn)的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的以設(shè)備自控為主體的封閉管理模式，具有適應(yīng)面廣、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展靈活的特點(diǎn)。此類系統(tǒng)通常劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。監(jiān)控層介于兩者之間，擔(dān)負(fù)著承上啟下的信息傳遞功能，監(jiān)控層目前主要以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為硬件載體，輔助以針對(duì)具體設(shè)備開(kāi)發(fā)的監(jiān)控軟件。

組態(tài)軟件就是指服務(wù)于監(jiān)控層需求的專用軟件，其專注于數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)提供了標(biāo)準(zhǔn)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以為用戶快速構(gòu)建工業(yè)化的自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能。在組態(tài)概念及相關(guān)軟件出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控軟件的某些功能，都是使用通用的編程語(yǔ)言 （如BASIC， C， C++等）從最底層的模塊開(kāi)始開(kāi)發(fā)，直至完成軟件的全部功能。因此整個(gè)編程工作不但任務(wù)量大、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，而且軟件的開(kāi)放性和擴(kuò)展性比較差，若監(jiān)控體系調(diào)整或監(jiān)控對(duì)象發(fā)生變化，必須對(duì)軟件的源代碼進(jìn)行修改，從而對(duì)后期維護(hù)和升級(jí)帶來(lái)了極大的不便。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，較好的解決了這些問(wèn)題。

二、組態(tài)軟件的發(fā)展和現(xiàn)狀

組態(tài)軟件的發(fā)展與信息技術(shù)的發(fā)展緊密相連。90年代后期，隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)水平的快速提高，需要對(duì)大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以提高管理效率。在這種需求的引導(dǎo)下，PLC設(shè)備開(kāi)始大量運(yùn)用，與之緊密相關(guān)的組態(tài)軟件也快速普及開(kāi)來(lái)。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的組態(tài)軟件產(chǎn)品種類繁多，按廠商劃分大致可以分為三類，即國(guó)外專業(yè)軟件廠商的產(chǎn)品（InTouch、Fix等），國(guó)內(nèi)外硬件或系統(tǒng)廠商提供的配套產(chǎn)品（西門(mén)子WinCC、AB公司RSView等），以及國(guó)內(nèi)軟件廠商自行開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品（組態(tài)王、力控等）。下面就兩款常用組態(tài)軟件加以簡(jiǎn)單介紹：

（1）WinCC：西門(mén)子PLC產(chǎn)品的配套組態(tài)軟件，功能強(qiáng)大。它提供類C語(yǔ)言的腳本，是一套完備的組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。WinCC內(nèi)嵌OPC支持，并可對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。但WinCC的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，同時(shí)對(duì)第三方硬件的支持不夠好。

（2）組態(tài)王：北京亞控自動(dòng)化軟件有限公司開(kāi)發(fā)的組態(tài)王Kingview，是國(guó)內(nèi)較有影響的組態(tài)軟件。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序，具有易用性、開(kāi)放性和集成能力。通過(guò)簡(jiǎn)單的填表式操作，即可生成定制化的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

三、組態(tài)軟件在發(fā)射機(jī)房的應(yīng)用

廣電發(fā)射機(jī)房涵蓋有發(fā)射機(jī)、傳音設(shè)備、天線設(shè)備、供電設(shè)備及冷卻通風(fēng)等附屬設(shè)施，各設(shè)備按照播出運(yùn)行圖定時(shí)開(kāi)關(guān)，是較為典型的自動(dòng)控制運(yùn)行環(huán)境。同時(shí)機(jī)房也具有自身鮮明的行業(yè)特點(diǎn)，如電磁環(huán)境復(fù)雜、運(yùn)行穩(wěn)定性要求高、網(wǎng)絡(luò)化智能化等。以PLC技術(shù)為核心的機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，降低了機(jī)械式觸點(diǎn)造成的故障率，加上采用一系列硬件和軟件抗干擾措施，處理人機(jī)交互、I/O接口和網(wǎng)絡(luò)等能力大幅度提高，目前已逐漸成為市場(chǎng)的主流。

在建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)的早期，大家對(duì)組態(tài)軟件概念缺乏了解，基本都是投入資源針對(duì)某個(gè)發(fā)射臺(tái)或某種發(fā)射機(jī)做定制化的上位機(jī)編程開(kāi)發(fā)，而不采用組態(tài)軟件。隨著發(fā)射機(jī)型的更新或機(jī)房網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的需要，軟件開(kāi)發(fā)人員需要花費(fèi)大量的精力于各類通訊協(xié)議、復(fù)雜的圖形處理和枯燥的數(shù)字統(tǒng)計(jì)上，軟件維護(hù)及升級(jí)工作量越來(lái)越大。通過(guò)使用組態(tài)軟件，這些問(wèn)題都可以得到較好的解決，下面以組態(tài)王為例，介紹組態(tài)軟件在監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用中的優(yōu)點(diǎn)：

1、設(shè)備通信便捷。組態(tài)軟件內(nèi)置有大量設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序及通信協(xié)議，可以與一些常用I/O設(shè)備直接進(jìn)行通訊，如PLC、智能模塊、板卡、智能儀表等。組態(tài)王與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用五種方式：串行通訊方式、DDE方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式、人機(jī)接口卡方式。以與西門(mén)子S7-200PLC通信為例，組態(tài)王提供了TCP、自由口和PPI等多種通信方式，設(shè)置設(shè)備端口、地址等參數(shù)后即可實(shí)現(xiàn)連接。2、界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。組態(tài)王內(nèi)置大量界面設(shè)計(jì)控件，可以提供儀表盤(pán)、折線圖、游標(biāo)、面板、指示燈等多種圖庫(kù)樣式，只需簡(jiǎn)單拖曳調(diào)整控件位置，設(shè)置相應(yīng)度量范圍即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的個(gè)性化顯示。利用圖庫(kù)控件，可以大大簡(jiǎn)化界面設(shè)計(jì)難度，并且使整個(gè)軟件有統(tǒng)一規(guī)范的顯示外觀。

3、報(bào)警功能豐富。組態(tài)王可以通過(guò)鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)豐富的報(bào)警及事件管理功能。其自帶簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，通過(guò)設(shè)置需要保存的變量，可以做定時(shí)記錄或數(shù)據(jù)變化記錄，使用者可以通過(guò)報(bào)表、歷史曲線等功能查詢、展示歷史數(shù)據(jù)。此外還可以通過(guò)ODBC方式，建立數(shù)據(jù)源鏈接到外部的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，如access、SQLSever等，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程報(bào)警管理，并提供畫(huà)面、短信等多種提示方式，非常適合廣電機(jī)房這種要求“零停播”的環(huán)境使用。

4、附屬功能完備。組態(tài)王還提供了報(bào)表系統(tǒng)、用戶管理、打印管理、網(wǎng)絡(luò)管理等多種附屬功能，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成各種報(bào)表、配置用戶的不同管理權(quán)限、設(shè)置雙機(jī)數(shù)據(jù)備份及Web發(fā)布等附加管理功能，較為方便的拓展了監(jiān)控軟件的管理功能。

結(jié)語(yǔ)：廣電發(fā)射機(jī)房的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是當(dāng)今的主流發(fā)展方向，要實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守”的總目標(biāo)離不開(kāi)一套功能強(qiáng)大的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)采用組態(tài)軟件，大大降低了監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度，縮短了研發(fā)周期，提高了系統(tǒng)的通用型和開(kāi)放性，有較高的推廣價(jià)值。