論PLC在DF100A型100kW短波發(fā)射機中的應(yīng)用

王曉萌 國家廣播電視總局四九一臺

1 PLC簡介

1.1 PLC的概念及工作原理

PLC，即可編程控制器，是一種通過操作數(shù)字運算來控制機械或者電子電路的裝置系統(tǒng)，PLC一般應(yīng)用于大、中型機械控制環(huán)境。PLC的實際運行流程是非常復(fù)雜的，從關(guān)鍵節(jié)點環(huán)節(jié)來分析其大概運行流程，為將可編輯的程序腳本，傳輸至PLC芯片內(nèi)置的存儲器，經(jīng)過PLC計算芯片對程序腳本進行識別和運算，路由模擬端口和數(shù)字端口輸出至外接設(shè)備，完成一系列的機械動作以及電路開關(guān)，并自動循環(huán)周轉(zhuǎn)。從而形成智能操作代替人工操作的目的，使機械和電路擁有自運行的活動狀態(tài)。PLC是由微機技術(shù)和繼電接觸控制技術(shù)的融合產(chǎn)物，繼承兩種技術(shù)的綜合優(yōu)勢，同時具備了兩者可靠、兼容、安全、靈活、高效等優(yōu)點，能夠根據(jù)各類現(xiàn)場工作環(huán)境、工作流程、限制條件，隨時修改存儲器中的程序內(nèi)容，即可符合各類工業(yè)需求。PLC的應(yīng)用類似于計算機編程控制，但又因其端口安全、傳輸安全、修改快捷、通用兼容等特性，在工業(yè)應(yīng)用上要遠遠優(yōu)于計算機編程。較為形象地比喻，計算機編程是運作于計算機系統(tǒng)的軟件平臺，其程序必須基于軟件環(huán)境的要求進行設(shè)計，再通過端口傳輸協(xié)議進行通訊，從而控制外接硬件設(shè)備。而PLC應(yīng)用更偏向于讓PLC芯片執(zhí)行預(yù)設(shè)定的程序腳本，用硬件直接控制外接硬件設(shè)備，且不需要遵從計算機系統(tǒng)要求，PLC芯片的執(zhí)行也不會接受預(yù)設(shè)程序之外的干擾和影響，模擬端口和數(shù)字端口傳輸方式的固定、短程等特性，保障了PLC控制信號傳輸速度的迅捷和穩(wěn)定，最高延時低于10ms，而最低延時甚至可低于1ms。

1.2 PLC的工作特點

PLC 技術(shù)的投入使用，升級了傳統(tǒng)的接線控制模式，采用預(yù)設(shè)存儲的的程序腳本實現(xiàn)對機械和外接設(shè)備的智能控制流程，有需求或者流程上的改變時，只需要更改程序并再次輸入就能完美運行，避免了二次開發(fā)帶來新的故障和問題。并且相對于造價成本和維護成本綜合來看，PLC的生產(chǎn)用和維護用的零配件具有高度通用的特點，易于購買，且價格實惠。再者，PLC系統(tǒng)的人機交互界面非常簡潔易懂，操作人員的日常運用也因此得到高度簡易性，不需要經(jīng)過太高專業(yè)的培訓(xùn)，學(xué)會看懂界面提示和相對應(yīng)的操作即可完成大部分功能的使用。

在應(yīng)用性能方面，標準的PLC技術(shù)也朝著更高的通用性、可靠性、安全性方向進化自身使用價值。首先，最新的PLC技術(shù)形成了多功能模塊備選，各工業(yè)類型可以根據(jù)自身使用的實際情況靈活選擇并組合其所需的功能合集。使用條件相符合的PLC型號來滿足不同的運行環(huán)境，用最低的成本實現(xiàn)最高的目的，因此PLC技術(shù)的通用兼容性越來越符合各種需求。其次，PLC的可靠性從設(shè)計之初，就因其傳輸特性和運算特性，擁有著極高的安全保障。近年來，得益于科技的進步和市場需求的策動，也經(jīng)過實際應(yīng)用的真實反饋，PLC自身的電路設(shè)計、材料選擇、制造工藝方面都得到了長足的經(jīng)驗改進，尤其是在殘酷的工業(yè)環(huán)境下，PLC技術(shù)需要綜合考慮抗震、抗壓、高溫、低溫等不同的外部條件考驗，以保證控制系統(tǒng)本身在任何環(huán)境下都能夠正常運轉(zhuǎn)，PLC的可靠性是工業(yè)生產(chǎn)運作的基本保障，這一性能將在任何情況下都予與最高的解決優(yōu)先級別。最后，PLC的安全性能將列入未來PLC設(shè)計制造的核心技術(shù)。從PLC本身的運行安全上說，其自身運行在工業(yè)生產(chǎn)工作中的應(yīng)急反應(yīng)和死循環(huán)運行等不良情況，在研發(fā)人員加入掃描中斷技術(shù)及定時器技術(shù)得到了很好地解決?？梢?，PLC的各方面性能都因社會環(huán)境和科技環(huán)境的進步而不斷成熟，為了讓PLC得到更大的影響力和應(yīng)用價值，PLC研發(fā)人員一直致力于PLC技術(shù)的完善和適應(yīng)性開發(fā)。

2 PLC在DF100A型100KW短波發(fā)射機中的實際應(yīng)用

2.1 PLC在DF100A型 100KW短波發(fā)射機中的安裝

想要利用PLC完美控制機器的智能運行，首先就要全方位了解控制的對象設(shè)備。PLC控制系統(tǒng)的安裝人員必須精準且全面測量對象設(shè)備的參數(shù)和運作節(jié)點，然后才能正確選擇配套的功能模塊、信號傳輸類型及信號傳輸數(shù)據(jù)，最后配置控制端口、控制線路，最終完成整個PLC技術(shù)的控制方案。從完整的安裝方案掃清PLC自動控制系統(tǒng)和DF100A型100KW短波發(fā)射機未來運行過程中的阻礙和故障率。接下來，設(shè)計PLC控制程序是必不可少的一個環(huán)節(jié)。DF100A 型100KW 短波發(fā)射機的PLC自動控制系統(tǒng)程序設(shè)計中，經(jīng)過前期對安裝環(huán)境和及其工作流程的了解，設(shè)計要切實符合實際的工作需求，在初步硬件方案配置的基礎(chǔ)上對各部分系統(tǒng)模塊進行控制編程和梯形圖的設(shè)計。在進行硬軟件設(shè)計和布置之前的模擬調(diào)試工作中，利用人為控制的虛擬開關(guān)，觀察二極管的通斷顯示，對故障點做好排查工作，提高安裝容錯率。而在后期的實踐調(diào)試工作中，主要關(guān)注各模塊之間通訊傳輸?shù)挠行?，各部分傳輸成功后，開始綜合性運行調(diào)試，加強系統(tǒng)安全性。除此之外，在測試并驗收之后，為了便于后期的需求改進和維護參考，還需要將完整的硬軟件配置參數(shù)、線路、端口等等資料整理為系統(tǒng)性的方案，并安全備份。

2.2 PLC在DF100A型 100KW短波發(fā)射機倒換波段中的應(yīng)用

在DF100A 型 100KW短波發(fā)射機進行倒換波段階段，PLC的運行能夠通過對實時發(fā)射頻率的波段，自動計算得出該頻率的精準位置，隨即計算得出這個位置的信號所對應(yīng)的電壓值，智能、同步地執(zhí)行短路棒移位和波段的轉(zhuǎn)換工作，最后完成電機驅(qū)動信號板的智能運轉(zhuǎn)。這部分的工作內(nèi)容稱為PLC控制下的短波發(fā)射機倒換波段工作。這一工作過程詳細的倒換波段工作流程為，在PLC控制系統(tǒng)中，將獲取到的短波發(fā)射機諧波濾波器的高低兩個極點電壓數(shù)據(jù)成功上傳，之后PLC芯片將得到的限位數(shù)據(jù)通過計算得出符合的頻率數(shù)據(jù)和通信波音，為DF100A型 100KW短波發(fā)射機的穩(wěn)定工作提供保障。在短波發(fā)射機倒換波段的工作流程中，PLC控制系統(tǒng)起到的主要作用為自動計算、傳輸渠道、壓力測試、安全運轉(zhuǎn)等智能操作，免去了人工操作的人力成本，縮短了計算延時，可謂一舉多得。

2.3 DF100A 型 100kW 短波發(fā)射機的粗調(diào)

DF100A 型 100kW 短波發(fā)射機的調(diào)節(jié)階段，有極其嚴格的操作要求和流程標準。在調(diào)整之前，要注意先前已保存有的頻率數(shù)據(jù)、伺服電壓數(shù)據(jù)、頻段之間的頻率數(shù)據(jù)三者做好保留和備份工作，新產(chǎn)生的頻率也要將之與對應(yīng)的伺服電壓數(shù)據(jù)匹配好，再通過PLC智能控制系統(tǒng)為新生的頻段自動開辟的專用路由進行分割保存。而后續(xù)對電容、諧波的分析計算也會由PLC芯片自主完成，之后再進行有效的保留和備份工作。對于DF100A 型 100kW 短波發(fā)射機的粗調(diào)工作中，PLC控制系統(tǒng)起到的主要作用是人機對話、輔助調(diào)節(jié)、科學(xué)流程、自動判斷、智能存儲等人機工作的引導(dǎo)和配合工作。避免了人為的操作失誤幾率，提高了工作容錯率，反而降低了人力和物力還有時間上的成本投入。

3 總結(jié)

總而言之，PLC技術(shù)等自動化專業(yè)應(yīng)用于通訊行業(yè)，具有極大的應(yīng)用價值和獨特的應(yīng)用功能，然而受限于時代和科技的發(fā)展，以及不夠完整的行業(yè)訴求，PLC控制技術(shù)在DF100A型 100KW短波發(fā)射機的應(yīng)用上仍擁有巨大的發(fā)展?jié)撃?，智能化和自動化只是目前能夠看到的?yīng)用價值之一二。而如何進一步挖掘PLC技術(shù)在DF100A型100KW短波發(fā)射機中的應(yīng)用范圍，甚至于整個通訊科技的應(yīng)用范圍，則是我們應(yīng)當(dāng)研究的下一個課題。