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西门子ＰＬＣ在广电系统的应用
[正文]:【关键词】 1、plc2、wincc3、现场总线一、 概述近年来广播电视发射技术有了飞跃的发展，发射机朝着高效率、全固态化、智能化方向发展，新型发射机的控制系统多以单片机为核心构成，具有高度的智能化和可靠性。
随着自动化技术的高速发展，plc的可靠性也是很高的，使得对发射机的操作做到无人值守已可以实现。
本文以我曾做的某电视台发射机房实时监控系统为例，介绍西门子plc在广电系统中的应用。
系统采用1台西门子s7-300作为主站，5台s7-200作为从站，主站通过稳定的工业现场总线（profibus-dp）将从站采集的所有plc的数据传送给上位机画面，从而给工作人员的管理带来了方便。
二、 系统硬件该控制系统共需开关量输入93点，开关量输出35点，模拟量输入62点。
为尽可能减少电磁干扰，根据发射机分布情况，系统共分一个主站和五个从站。
选用西门子s7-300系列cpu315-2dp作为主工作站，s7-200系列cpu224加开关量输入输出模块em223和模拟量输入模块em231以及profibus-dp模块em277组成从工作站，并为每一个从站配置了一个td200文本操作显示面板用于本地实时显示发射机工作参数。
在发射台监控室设置了两台装有西门子wincc组态软件的研华工控机。
整个系统通过工业现场总线（profibus-dp）联接而成。
系统网络结构见“系统原理图”。
6台plc工作站完成最底层的控制动作，包括：开关信号的采集，模拟信号的采集，以及由plc给发射机发出控制信号。
选用一台s7-300是为了实现上位机冗余、底层plc cpu时钟校正、自动开关发射机数据存储和所有采集的数据的快速集中处理。
2台上位机通过工业以太网（tip/ip），完成互相冗余；同时，通过总线将6台plc的数据全部采集上来，在画面上显示。
冗余的上位机增强了整个系统的可靠性。
由于发射台有着强磁场干扰和发射机的模拟量信号不在plc标准范围之内，在工作站plc与发射机之间使用了信号调理电路联接；信号调理电路的作用是将发射机的模拟量信号转化为标准的4-20ma模拟信号作为plc的输入，并且从电磁兼容的角度考虑，也保证了采集信号的准确。
三、 系统软件整个软件系统分为plc工作站应用软件和上位机人机界面组态软件两大部分。
本系统中采用西门子公司的step7和microwin_3.2编程软件进行了plc工作站的应用软件编程，同时还采用了西门子公司的wincc组态软件进行了上位机人机界面的组态编程。
四、 系统功能本系统主要实现了下述功能：1. 自动监测发射机系统运行状态，实时监测、记录各参数量值（包括模拟量和开关量值）；对异常情况和参数越限进行记录报警；自动记录各机器开关机的时间及累计运行时间。
2. 按各频率每周播出时间表，定时（或随时）开机、关机、倒机；3. 报警功能：有故障，即时显示报警。
本地采用语音声、光报警方式，并可根据故障程度自动开启备用发射机；4. 根据不同用户的权限实时控制发射机各种操作。
5. 自动生成报表功能：可根据用户的要求，生成各类报表（如日报表、季报表、故障记录、维修记录、检修记录、指标记录、交接班记录等）。
报表可根据需要进行定时或随机打印；6. 键盘功能1) 可通过小键盘对前端机进行人工干预或修改某些参数；2) 可修改开关机时间、当前时间、倒机时间；3) 可通过键盘操作实现开机、关机、倒机等操作；4) 为了避免频繁倒机，可屏蔽某一部发射机的使用。
7. 遥控操作主要是对发射机的工作参数进行设置或直接控制发射机，主要的命令有：开机（包括高开、低开）、关机（包括高关、低关）、倒机、复位等。
值班员通过这些功能，控制设备的工作状态。
为了保证系统的安全有效运行，系统提供口令管理机制来限定值班员的操作权限和操作范围。
值班员的权限由系统管理员设定。
系统运行过程中的操作情况都被自动记录，包括值班员的编号、时间、命令等。
系统可以对记录进行查询、检索，以便了解值班员对系统的操作8. 数据查询1) 历史曲线：查询设备的模拟量，每五分钟取一点数据，画出昨天和今天的两条曲线。
2) 事件查询列出设备发生故障或越限这两种事件，并显示故障代码及含义，发生故障设备的数据、状态。
9. 数据存储：1) 一类是五分钟数据，它只包含模拟量，因为数据量较大，只需保存三个月，五分钟数据以曲线的方式显示；2) 一类是例行数据（整点数据），包括模拟量、开关量，整点数据是各类报表的依据。
3) 另一类是故障数据，包含故障前后十秒内的所有数据。
4) 所有历史数据亦可存入光盘长期保存。
10. 数据库的通用性和安全性1) 历史数据存放在主服务器数据库中，在从服务器中建立该数据库的镜像备份，两者通过定时校验，发现问题及时自动恢复。
2) 对数据库的查阅、修改、删除设置不同级别的权限，以防数据库中的信息被破坏。
11. mis系统（管理信息系统）是监控系统中的一部分，是一个小型的数据库，主要是对机房内的器材、图纸资料、技术档案进行统一的、规范的、科学的管理。
mis系统具备一般数据库所具有的各种功能，包括对器材、图纸资料、指标记录、维修记录、交接班记录进行显示、查询、检索、统计、打印报表等功能。
12. 远程访问采用网络操作系统、内置web server软件，利用web 信息发布技术，通过局办公网，为上级领导和相关职能部门提供有关的信息。
为了保证系统的安全，减少系统入侵或人为破坏的可能性，应设置实时数据网关，使监控网能共享办公网资源，办公网不能直接访问监控网，只能按权限取得约定的实时信息。
五、 结束语西门子公司的s7-200系列和s7-300系列plc具有强大的指令，丰富的cpu类型和扩展模块，尤其是cpu模块内部集成了实时时钟，使其适合于广播发射机的自动控制应用。
西门子公司提供的编程软件包和wincc组态软件，功能强大，使系统开发变的更容易。
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