浅谈PLC在广播电视设备分布式微机监控系统中的应用

霍树杰

摘 要本文通过实际的广播电视设备和实施监控系统，了解其功能以及系统的总体设计方案。同时重点研究的是PLC在广播电视设备分布式微机监控系统中的应用。详细介绍PLC监控程序、数据的采集过程和输出控制。

【关键词】PLC控制系统 广播电视设备 微机自动监控系统

回顾我国广播电视事业的技术和设备发展历程，大致可以分为三个阶段：

第一阶段：全电子管时代，在20世纪70--90年代，发射设备的放大器主要依赖于电子管，而该发射器的缺点就在于一般小型电子管放大器无法用于广播电视设备。一般选取的是三级电子管放大器。同时，这一时期的发射机控制系统都是基础的机械开关元件以及继电器控制。

第二阶段：半导体半电子管时代，随着科技的进步，20世纪80年代半导体得到飞速的发展，尤其是大功率的半导体放大器，在这一时代，发射机的一二级使用半导体放大器，由于科技限制第三级仍使用电子管放大器。而发射机的控制系统则不再是70年代的设备，采用了机械式组合逻辑控制电路。

第三阶段：全固态阶段，十年的科学进步，较大功率的放大器设备也得到了实现，因此广播电视发射设备全固态化，发射设备的放大器全部由晶体管组成。而控制系统的技术也逐步完善，主要是多个单板机控制形成分布式控制。同时，发射机也具有模拟并行监控接口，RS-232、RS-422或则S-485等计算机监控接口，因此真正意义上实现了远程监控。

我台发射设备较多，值机人员巡机、监测的任务十分繁重。为了避免人为误操作，确保安全优质播出，对发射播出设备进行PLC自动化技术改造是十分必要的。

可编程控制器应用于电视发射机自动控制系统，可实现电视发射机的自动开关机、采集并检测发射机的信号输入、激励、功率放大的各个参数，出现异常时报警，并实现自动倒备份功能等。

1 分布式微机监控系统的基本性质

分布式监控系统英语简称DCS，也被称做集散控制系统。它主要是利用计算机对生产过程进行监控、分散控制等的新型控制技术。而分布式控制系统是一个分支树状的结构。系统的结构也是垂直分解，这样便于观察和监测，主要分为过程控制级和控制管理级。各个级别相辅相成，而每个级别又可分为若干子集。与之前的集中式控制系统相比较，DCS具有以下五个优点：

1.1 自主性

系统控制工作站之间是通过网络连接起来的，各个工作站都有相对应的工作需要完成，各个站点容量、软件可及时更新，是可以独自运行的子系统。

1.2 在线性和实时性

使用人机接口和I/O接口，对于远程监控的数据进行分析、评价、论证、监控、操作等，可进行系统结构、组态回路的修改、局部故障进行在线维修。

1.3 可靠性

可靠性作为分布式监控系统的首要前提条件，是它的保障所在，因此结构上采用的是容错设计，若一个单元结构无法使用时，仍然可以保障系统的完整，做到不完全瘫痪，局部站点可以继续使用。

1.4 适应性和可扩展性

标准化的软件以及硬件的设计可以满足许多用户的需要，因此工厂在生产工艺、生产流程不需要进行太大的数据变化，只需改变其中间变量就可实现目的。

2 广播电视设备微机监控系统的总体设计方案

运用计算机技术、PLC技术、多媒体技术、现代测试技术、计算机网络技术等设计广播电视设备微机监控系统，可以对广播、电视设备进行遥测、遥信、遥控、实现自动化监测和控制。

系统采用分层式，一共分为四层：数据采集层、前置处理层、采用层和集成通信层。

2.1 数据采集层

该层主要是由现场控制机和现场设备构成，前者负责的是对于现场设备实时的进行信息收集，还可以运行本地发射的开关和倒机操作。

2.2 前置处理层

前置机的数据、上下通讯、系统对时、菜单等组成了前置处理层，一般对现场控制机进行巡检、实时数据收集、预处理、运送到应用层。

2.3 应用层

包括值班员工作站、数据库、管理与打印工作站等。采用的是局域网连接其他模块，因此拓展性比较高。

2.4 集成通信层

包括服务器和远程管理局域网。远程计算机通过数字微波，采用WEB服务器和浏览器进行远程监控。通过防火墙保护监控系统不受攻击。

3 可编程序控制器（PLC）

综合利用计算机技术、自动化控制技术和通讯技术相结合发展起来的以微处理为基础的通用工业化自动控制装置。因为体积小、功能强、灵活性和维修方便等优点而现在普遍利用，因此是现代工业自动化控制技术的标志之一。

3.1 PLC的特征：

可编程序控制器具有四大特点：

3.1.1 功能十分丰富

具有丰富的外围设备，良好的人机界面，可用于信息交换。PLC配备多种通讯接口，实时于计算机网络交换数据，形成完整的网络控制系统。在出现故障时，维修起来比较方便。因此丰富的功能于一身，是传统的继电器控制电路无法比较的。

3.1.2 高强可靠性

没有大量的部件和电子元件，接线部分减少，因此使用的元器件是无触点器件。同时采取新的设计：冗余设计、掉电保护、故障诊断以及信息的保护与恢复，因此可靠性提高。在硬件设计方面采用屏蔽、隔离和滤波等手段可靠性高的元件，提升了抗干扰能力。

3.1.3 操作简单性

对于PLC的操作很方便，包括输入程序和修改程序。编写的程序已经由厂家编写出来，因此操作比较方便。编程方便，可以利用布尔助记符、功能图表、功能模块图编写程序以及BASIC、C语言编写程序。PLC工作可靠性高，故障率低，维修方便，大大降低了维修维护量。配置、安装方便，操作性也大为提高。

3.1.4 灵活性高

程序修改以及扩展的灵活性在PLC之中得到很好的说明，这是继电器控制系统无法相比较的，大大方便了用户。

3.2 PLC控制系统的设计

3.2.1 单机控制系统

采用一对一控制设备的形式，输入与输出点比较少，结构简单清晰。

3.2.2 集中控制系统

采用一对三控制设备的形式，多用于多种控制对象比较近且具有相互间的联系。

3.2.3 分散控制系统

在分散控制系统中，每一台控制器控制对象，通过信号加以传递。或者通过上位机通过数据总线进行连接。使用PLC的数量多，成本较高，但是维修简单，系统扩展性能高，增加了系统的可靠性。

3.2.4 远程I/O控制系统

远程I/O控制系统中控制对象远离中心控制室的场合，可以节省电缆费用。同时，I/O模块不是与控制器放置在一起，远距离的放置在控制器对象附近。

4 结束语

微机监控系统实施后，广播电视实现了自动开关机自动倒备机和故障报警等控制功能。减轻了值班人员的劳动压力。并且实时显示发射机的状态和参数，实现了遥控、遥测和遥信等，具备了远程值班的技术状态。同时对于人民群众收听广播、电视节目实现广播电视自动化具有划时代的意义。

作者单位

唐山市丰润区广播电视台 河北省唐山市 064000