化工儀器網(wǎng)
詳細介紹
西門子可編程邏輯控制器以單片機為核心構成,，具有高度的智能化和可靠性,。隨著自動化技術的高速發(fā)展，PLC的可靠性也是很高的,，使得對發(fā)射機的操作做到無人值守已可以實現(xiàn),。
本文以我曾做的某電視臺發(fā)射機房實時監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹西門子PLC在廣電系統(tǒng)中的應用,。系統(tǒng)采用1臺西門子S7-300作為主站,，5臺S7-200作為從站，主站通過穩(wěn)定的工業(yè)現(xiàn)場總線（PROFIBUS-DP）將從站采集的所有PLC的數(shù)據(jù)傳送給上位機畫面,，從而給工作人員的管理帶來了方便,。
二,、 系統(tǒng)硬件西門子可編程邏輯控制器
該控制系統(tǒng)共需開關量輸入93點，開關量輸出35點,，模擬量輸入62點,。為盡可能減少電磁干擾,，根據(jù)發(fā)射機分布情況,，系統(tǒng)共分一個主站和五個從站,。選用西門子S7-300系列CPU315-2DP作為主工作站，S7-200系列CPU224加開關量輸入輸出模塊EM223和模擬量輸入模塊EM231以及Profibus-DP模塊EM277組成從工作站,，并為每一個從站配置了一個TD200文本操作顯示面板用于本地實時顯示發(fā)射機工作參數(shù),。在發(fā)射臺監(jiān)控室設置了兩臺裝有西門子WinCC組態(tài)軟件的研華工控機,。整個系統(tǒng)通過工業(yè)現(xiàn)場總線（PROFIBUS-DP）聯(lián)接而成,。系統(tǒng)網(wǎng)絡結構見“系統(tǒng)原理圖”。
6臺PLC工作站完成底層的控制動作,，包括：開關信號的采集,，模擬信號的采集,，以及由PLC給發(fā)射機發(fā)出控制信號。選用一臺S7-300是為了實現(xiàn)上位機冗余,、底層PLC CPU時鐘校正,、自動開關發(fā)射機數(shù)據(jù)存儲和所有采集的數(shù)據(jù)的快速集中處理。
2臺上位機通過工業(yè)以太網(wǎng)（TIP/IP）,，完成互相冗余,；同時，通過總線將6臺PLC的數(shù)據(jù)全部采集上來,，在畫面上顯示,。冗余的上位機增強了整個系統(tǒng)的可靠性。
由于發(fā)射臺有著強磁場干擾和發(fā)射機的模擬量信號不在PLC標準范圍之內(nèi),，在工作站PLC與發(fā)射機之間使用了信號調(diào)理電路聯(lián)接,；信號調(diào)理電路的作用是將發(fā)射機的模擬量信號轉(zhuǎn)化為標準的4-20mA模擬信號作為PLC的輸入，并且從電磁兼容的角度考慮,，也保證了采集信號的準確,。
三、 系統(tǒng)軟件
整個軟件系統(tǒng)分為PLC工作站應用軟件和上位機人機界面組態(tài)軟件兩大部分,。本系統(tǒng)中采用西門子公司的STEP7和MicroWin_3.2編程軟件進行了PLC工作站的應用軟件編程,，同時還采用了西門子公司的WinCC組態(tài)軟件進行了上位機人機界面的組態(tài)編程。
西門子可編程邏輯控制器
四,、 系統(tǒng)功能
本系統(tǒng)主要實現(xiàn)了下述功能：
1. 自動監(jiān)測發(fā)射機系統(tǒng)運行狀態(tài),，實時監(jiān)測、記錄各參數(shù)量值（包括模擬量和開關量值）,；對異常情況和參數(shù)越限進行記錄報警,；自動記錄各機器開關機的時間及累計運行時間。
2. 按各頻率每周播出時間表,，定時（或隨時）開機,、關機、倒機,；
3. 報警功能：有故障,，即時顯示報警。本地采用語音聲,、光報警方式,，并可根據(jù)故障程度自動開啟備用發(fā)射機；
4. 根據(jù)不同用戶的權限實時控制發(fā)射機各種操作,。
5. 自動生成報表功能：可根據(jù)用戶的要求,，生成各類報表（如日報表、季報表、故障記錄,、維修記錄,、檢修記錄、指標記錄,、交接班記錄等）,。報表可根據(jù)需要進行定時或隨機打印,；
6. 鍵盤功能
西門子可編程邏輯控制器
1) 可通過小鍵盤對前端機進行人工干預或修改某些參數(shù),；
2) 可修改開關機時間、當前時間,、倒機時間,；
3) 可通過鍵盤操作實現(xiàn)開機、關機,、倒機等操作,；
4) 為了避免頻繁倒機，可屏蔽某一部發(fā)射機的使用,。
7. 遙控操作主要是對發(fā)射機的工作參數(shù)進行設置或直接控制發(fā)射機,，主要的命令有：開機（包括高開、低開）,、關機（包括高關,、低關）、倒機,、復位等,。值班員通過這些功能，控制設備的工作狀態(tài),。
為了保證系統(tǒng)的安全有效運行,，系統(tǒng)提供口令管理機制來限定值班員的操作權限和操作范圍。值班員的權限由系統(tǒng)管理員設定,。
系統(tǒng)運行過程中的操作情況都被自動記錄,，包括值班員的編號、時間,、命令等,。系統(tǒng)可以對記錄進行查詢、檢索,，以便了解值班員對系統(tǒng)的操作
8. 數(shù)據(jù)查詢
1) 歷史曲線：查詢設備的模擬量,，每五分鐘取一點數(shù)據(jù)，畫出昨天和今天的兩條曲線,。
2) 事件查詢列出設備發(fā)生故障或越限這兩種事件,，并顯示故障代碼及含義,，發(fā)生故障設備的數(shù)據(jù)、狀態(tài),。
9. 數(shù)據(jù)存儲：
1) 一類是五分鐘數(shù)據(jù)，它只包含模擬量,，因為數(shù)據(jù)量較大,，只需保存三個月，五分鐘數(shù)據(jù)以曲線的方式顯示,；
2) 一類是例行數(shù)據(jù)（整點數(shù)據(jù)）,，包括模擬量、開關量,，整點數(shù)據(jù)是各類報表的依據(jù),。
3) 另一類是故障數(shù)據(jù)，包含故障前后十秒內(nèi)的所有數(shù)據(jù),。
4) 所有歷史數(shù)據(jù)亦可存入光盤長期保存,。
10. 數(shù)據(jù)庫的通用性和安全性
1) 歷史數(shù)據(jù)存放在主服務器數(shù)據(jù)庫中，在從服務器中建立該數(shù)據(jù)庫的鏡像備份,，兩者通過定時校驗,，發(fā)現(xiàn)問題及時自動恢復。
2) 對數(shù)據(jù)庫的查閱,、修改,、刪除設置不同級別的權限，以防數(shù)據(jù)庫中的信息被破壞,。
11. MIS系統(tǒng)（管理信息系統(tǒng)）是監(jiān)控系統(tǒng)中的一部分,，是一個小型的數(shù)據(jù)庫，主要是對機房內(nèi)的器材,、圖紙資料,、技術檔案進行統(tǒng)一的、規(guī)范的,、科學的管理,。MIS系統(tǒng)具備一般數(shù)據(jù)庫所具有的各種功能，包括對器材,、圖紙資料,、指標記錄、維修記錄,、交接班記錄進行顯示,、查詢、檢索,、統(tǒng)計,、打印報表等功能。
12. 遠程訪問采用網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、內(nèi)置Web Server軟件,，利用Web 信息發(fā)布技術,，通過局辦公網(wǎng)，為上級和相關職能部門提供有關的信息,。
為了保證系統(tǒng)的安全,，減少系統(tǒng)入侵或人為破壞的可能性，應設置實時數(shù)據(jù)網(wǎng)關,，使監(jiān)控網(wǎng)能共享辦公網(wǎng)資源,，辦公網(wǎng)不能直接訪問監(jiān)控網(wǎng)，只能按權限取得約定的實時信息,。
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