基于PLC和组态软件的发信监控系统的实现
基于PLC和组态软件的发信监控系统的实现计算机网络, 控制系统, 监控系统, 工作环境, 可靠性
引言
在大型通信台站中，其关键设备是发信设备，发信设备的自动化控制水平和可靠性直接关系到发信任务的可靠完成，而目前在大功率、强噪声、存在着微波辐射的通信台站中，发信设备大多仍采用人工操作并结合仪表监控，控制品质不高。随着工业过程控制技术和计算机网络技术的发展，在发信控制系统中引入先进的控制技术和计算机网络技术，实现发信设备的自动监控，对于提高工作效率，保证发信设备的安全、稳定运行，减轻值班人员的工作强度、改善工作环境具有十分重要的意义。本文主要讨论了如何运用PLC(可编程控制器)软件和组态软件来实现发信系统的监控功能。
系统设计目标
本发信系统的主要由两套发信机及其电源设备、调压设备、并机开关柜、调谐设备、天线、水冷系统等相关设备组成。发信工作流程图如图1。
图1 发信主要流程图
发信系统的主要任务是实现对发信设备的工作状态进行实时监控、故障检测及保护，保证发信任务的可靠完成。主要有以下自动监控功能：
现场开关柜自动有序启、停以及自动按一定要求进行调压、调谐操作；故障监测与处理；开、关机过程显示及发信机参量显示；声、光报警及故障记录；应急处理。
本系统主要采用“三地操控”模式，分别是设备本地操控模式、设备控制柜集中操控模式、中控室远程操控模式。
设备本地操控模式是脱离PLC及网络而单独启停设备，方便操作人员进行设备维修；设备控制柜集中操作模式是可相对集中的对相应控制设备进行监控，一旦网络出现问题，可继续集中监控；中控室远程操控模式为集中监控，可对现场所有设备进行监控，该方式为系统主要运行模式。这种操控设置可大大提升网络控制系统应对异常事件的能力。
三种方式的优先级为：设备本地操控优先于设备控制柜集中操控和中控室远程操控，这样一旦巡检时发现问题可立即在现场进行有效、及时的紧急处理。
系统硬件设计
结合发信设备的工作特点及现场的具体情况，本着先进、安全、可靠、开放的设计原则，整个控制系统采用二级网络，分别是现场控制级、管理级。监控系统框图如图2所示。
图 2 控制系统框图
管理级由由两台监控计算机组成（互为冷备），完成组态软件的设计和开发，实现对现场发信设备的实时监视和集中控制。
现场控制级由一个现场控制主站和5个现场控制子站组成，均采用可靠性高、维护方便且抗干扰能力强的PLC，实现设备运行参数（模拟量和开关量）的采集和对现场设备的控制。为了提高可靠性，PLC主站选用冗余PLC，该冗余PLC控制器包括电源、CPU、及网络部分可以全部冗余。通过主CPU与备份CPU完全跟踪，可实现数据、程序跟踪，既两个CPU内数据、程序完全相同，当出现CPU故障、电源故障、网络故障时，PLC控制器自动切换到待机系统，系统可继续运行（采用热待机方式）。
系统采用两层网络结构，以太网和PLC通讯网。
管理级采用标准的开环总线以太网配置，监控计算机通过两对屏蔽双绞线连接到交换机上，实现与PLC主站进行通信。其网络标准为IEEE802.3；传输速率为10Mbps。通讯协议为TCP/IP。
现场控制级采用专用PLC通讯网。PLC通讯网是通过光纤连接PLC控制器与PLC控制器的专用网络，在PLC主站和5个PLC子站之间实时地传递各现场设备的运行参数。
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