組態軟件在廣電發射機房監控系統的應用

武海波

一、組態軟件簡介

在廣電行業科技高速發展的背景下，以管理發射設備為核心功能的自動控制系統蓬勃發展，它通過可編程邏輯控制器（PLC）、工業控制計算機和相關軟件，以標準的集成系統取代傳統的以設備自控為主體的封閉管理模式，具有適應面廣、功能強大、擴展靈活的特點。此類系統通常劃分為控制層、監控層、管理層三個層次結構。監控層介于兩者之間，擔負著承上啟下的信息傳遞功能，監控層目前主要以工業控制計算機為硬件載體，輔助以針對具體設備開發的監控軟件。

組態軟件就是指服務于監控層需求的專用軟件，其專注于數據采集與過程控制，為自動控制系統的軟件開發提供了標準的軟件平臺和開發環境，可以為用戶快速構建工業化的自動控制系統監控功能。在組態概念及相關軟件出現之前，要實現監控軟件的某些功能，都是使用通用的編程語言 （如BASIC， C， C++等）從最底層的模塊開始開發，直至完成軟件的全部功能。因此整個編程工作不但任務量大、開發周期長，而且軟件的開放性和擴展性比較差，若監控體系調整或監控對象發生變化，必須對軟件的源代碼進行修改，從而對后期維護和升級帶來了極大的不便。組態軟件的出現，較好的解決了這些問題。

二、組態軟件的發展和現狀

組態軟件的發展與信息技術的發展緊密相連。90年代后期，隨著國內工業水平的快速提高，需要對大量生產數據進行采集、監控，并對相關數據進行處理以提高管理效率。在這種需求的引導下，PLC設備開始大量運用，與之緊密相關的組態軟件也快速普及開來。目前國內市場上的組態軟件產品種類繁多，按廠商劃分大致可以分為三類，即國外專業軟件廠商的產品（InTouch、Fix等），國內外硬件或系統廠商提供的配套產品（西門子WinCC、AB公司RSView等），以及國內軟件廠商自行開發的國產化產品（組態王、力控等）。下面就兩款常用組態軟件加以簡單介紹：

（1）WinCC：西門子PLC產品的配套組態軟件，功能強大。它提供類C語言的腳本，是一套完備的組態開發環境，包括一個調試環境。WinCC內嵌OPC支持，并可對分布式系統進行組態。但WinCC的結構較復雜，同時對第三方硬件的支持不夠好。

（2）組態王：北京亞控自動化軟件有限公司開發的組態王Kingview，是國內較有影響的組態軟件。組態王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關鍵字的腳本語言支持。提供多種硬件驅動程序，具有易用性、開放性和集成能力。通過簡單的填表式操作，即可生成定制化的監控和數據采集系統。

三、組態軟件在發射機房的應用

廣電發射機房涵蓋有發射機、傳音設備、天線設備、供電設備及冷卻通風等附屬設施，各設備按照播出運行圖定時開關，是較為典型的自動控制運行環境。同時機房也具有自身鮮明的行業特點，如電磁環境復雜、運行穩定性要求高、網絡化智能化等。以PLC技術為核心的機房監控系統，用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，降低了機械式觸點造成的故障率，加上采用一系列硬件和軟件抗干擾措施，處理人機交互、I/O接口和網絡等能力大幅度提高，目前已逐漸成為市場的主流。

在建設監控系統的早期，大家對組態軟件概念缺乏了解，基本都是投入資源針對某個發射臺或某種發射機做定制化的上位機編程開發，而不采用組態軟件。隨著發射機型的更新或機房網絡化監控的需要，軟件開發人員需要花費大量的精力于各類通訊協議、復雜的圖形處理和枯燥的數字統計上，軟件維護及升級工作量越來越大。通過使用組態軟件，這些問題都可以得到較好的解決，下面以組態王為例，介紹組態軟件在監控系統運用中的優點：

1、設備通信便捷。組態軟件內置有大量設備的驅動程序及通信協議，可以與一些常用I/O設備直接進行通訊，如PLC、智能模塊、板卡、智能儀表等。組態王與I/O設備之間的數據交換采用五種方式：串行通訊方式、DDE方式、板卡方式、網絡節點方式、人機接口卡方式。以與西門子S7-200PLC通信為例，組態王提供了TCP、自由口和PPI等多種通信方式，設置設備端口、地址等參數后即可實現連接。2、界面設計簡單。組態王內置大量界面設計控件，可以提供儀表盤、折線圖、游標、面板、指示燈等多種圖庫樣式，只需簡單拖曳調整控件位置，設置相應度量范圍即可實現數據的個性化顯示。利用圖庫控件，可以大大簡化界面設計難度，并且使整個軟件有統一規范的顯示外觀。

3、報警功能豐富。組態王可以通過鏈接數據庫實現豐富的報警及事件管理功能。其自帶簡單的數據庫功能，通過設置需要保存的變量，可以做定時記錄或數據變化記錄，使用者可以通過報表、歷史曲線等功能查詢、展示歷史數據。此外還可以通過ODBC方式，建立數據源鏈接到外部的關系型數據庫，如access、SQLSever等，通過數據庫實現網絡化的遠程報警管理，并提供畫面、短信等多種提示方式，非常適合廣電機房這種要求“零停播”的環境使用。

4、附屬功能完備。組態王還提供了報表系統、用戶管理、打印管理、網絡管理等多種附屬功能，可以實現自動生成各種報表、配置用戶的不同管理權限、設置雙機數據備份及Web發布等附加管理功能，較為方便的拓展了監控軟件的管理功能。

結語：廣電發射機房的自動化、網絡化、智能化是當今的主流發展方向，要實現“無人值守”的總目標離不開一套功能強大的自動監控系統。通過采用組態軟件，大大降低了監控系統上位機開發的復雜度，縮短了研發周期，提高了系統的通用型和開放性，有較高的推廣價值。