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西门子PLC在广电系统的应用

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日期:2007-5-18 18:08:32     来源:中国自动化网   作者: 点击:
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【摘 要】本文介绍了西门子PLC在广播电视系统中的应用,实现了广播电视发射机的实时监控和自动化管理。


  【关键词】
    1、 PLC
    2、 WinCC
    3、 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。

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