中短波發射機PLC自動化控制

趙全順

信息化背景下，網絡及計算機技術的進步可謂一日千里，隨著大功率的發射機的交換系統逐漸發展，顯然，發射機使用單一繼電器的控制已行不通，而一種可編程邏輯控制技術，其核心有兩部分——單片機及PLC，此技術近幾年取得了比較大的進展。

近幾年，中短波發射機PLC可編程邏輯控制器自動化控制技術應用已經得到推廣，PLC技術應用于中短波發射機，使發射機的自動化程度大大提高，運行更加穩定。為更加有效地提高發射機的工作效率及運行的穩定性，更好地推廣中短波發射機PLC自動化控制技術，發射機系統工作人員要熟知PLC的相關知識，以更好地為廣大廣播電視受眾提供優質服務。

1 PLC的定義及基本結構

1.1 PLC的定義

PLC是可編程邏輯控制器英文全稱“program-mable logic controller”的縮寫[1]。PLC是一種電子系統，與微機結構相似，利用PLC可進行很多指令性的操作，可執行數據的運算和編輯。將PLC應用到各種機械中，可對機械進行控制。PLC及相關的設備在工業中的應用使工業控制系統更加完善，同時功能也更全面。中短波發射器在廣播電視及通訊業處于重要地位，PLC在中短波發射器中的應用能更好地實現系統自動化的操作。

1.2 PLC基本結構

PLC實際上是一種微型計算機，它的結構主要包括五部分，與計算機相差無幾。下面對PLC的結構進行詳細介紹。第一部分是電源。電源為機械的運行提供動力，沒有電源，絕大多數機械都將無法運行。PLC也是如此，運行過程中一定要有電源系統提供源源不斷的動力。鑒于此，在設計及制造PLC時，人們很重視電源的制造和設計。通常情況下，如果交流電的電壓在一定范圍內，可以在沒有特殊保護措施的情況下直接將PLC接入交流電的電網中。大量的實驗證明，當交流電的電壓處于加15%～加10%時，可直接連接PLC[2]。第二部分是CPU（Central Processing Unit，中央處理器）。CPU也是PLC的重要組成部分，整個PLC中CPU是系統運行的控制中樞，具有很多功能。首先，表現在CPU監管PLC其他的組成部分的運行。其次，CPU還檢查編寫程序過程中有沒有語法的錯誤。PLC的中央處理器的運行過程如下。中央處理器首先掃描每個輸入裝置運行的狀態，獲得相應數據并把數據存儲入映像區，依據相應指令進行數據運算，輸出運算結果。為保證PLC運行的穩定，實踐中可以用雙中央處理器或三個中央處理器。在PLC正常運行時，多余的中央處理器并沒有任何意義。但是，當其中一個中央處理器出現任何故障不能繼續運行時，多出的中央處理器可使系統運行不受影響。第三，存儲器。PLC中有兩個存儲器，其中，一個是存放軟件的系統程序存儲器，另一個是存放應用軟件的用戶程序存儲器。第四，輸入輸出接口電路。輸入接口電路和輸出接口電路是功能不同的兩個部分，外部電壓信號通過輸入接口傳輸到PLC內部，PLC的運算結果通過輸出接口以電流方式輸出，進而實現對機械的操控。第五，通信模塊。PLC的通信模塊由兩部分組成：外設通信的接口電路——構成了PLC的控制網，可以用來與編輯器連接；輸入輸出端口擴展電路——連接輸入輸出擴展單元是其主要功能。

2 PLC自動化控制的應用

2.1 PLC及配套設備的選擇

進行PLC及配套設備選擇之前要明確PLC控制和監視的范圍。在中短波發射機PLC自動化控制應用系統之中要先確定系統的操作范圍和系統的監控指標。比如，開機關機操作、入射功率的取樣及水位的取樣等[3]。見于不同型號的發射機在應用PLC自動化控制系統時，選取的采樣點不同，控制范圍也不同，所以PLC和配套設備要依據發射機類型選擇。

2.2 PLC輸入輸出端口地址的分配

理論上，PLC系統設計時必須做好輸入輸出端口的分配。設計軟件時，一定要在輸入輸出端口地址完成分配之后才能進行編程工作，由此可以看出PLC輸入輸出端口地址分配具有的重要性。輸入輸出端口地址分配時，一定要注意合理分配，盡可能把類型相似的信號點分配到連續的輸入輸出端口地址上，完成分配后要將輸入輸出端口的名稱和地址等在表格上羅列出來。

2.3 自動化控制系統的設計

PLC自動化控制系統的設計的內容包括兩個部分：軟件系統的設計和硬件系統的設計。軟件設計部分的主要內容為控制程序的編寫，若系統特殊時，還需要為上位機編寫程序。編寫程序時要依據相關要求操作；硬件系統的設計指的是線路設計，包括PLC和其外圍的線路、電氣線路兩大部分。

2.4 自動化控制系統的調試

系統的調試形式分為兩種：一種為模擬式調試，在自動化系統調試過程當中可通過可編程邏輯控制器和其外圍的設備對系統運行狀態進行模擬。觀察自動化系統運行過程中是不是有誤差存在。

3 PLC自動化控制技術應用于中短波發射機的必要性

3.1 有利于提高中央處理器的工作效率

PLC的最核心部分是中央處理器。它的功能為監測電源安全、維護定時器及存儲器的工作狀態、及時監測用戶編程中的錯誤。PLC運行時會立即掃描系統內輸入裝置中的相關數據及裝置狀態，將這些信息存儲進映像區，然后在用戶的程序存儲器中逐條讀用戶程序，下達解釋命令以后，得出邏輯運算的結果，輸送進數據寄存器中，此模式循環運轉到PLC。一種為存儲自動化系統軟件相關程序的存儲器，另一種是用戶系統存儲器，用來存儲應用軟件。將PLC有效應用到中短波發射機運行中，能大大提高中央處理器的工作效率，從而提高自動化系統應用的水平。

3.2 有助于提高輸入和輸出接口電路的使用功能

輸入接口與輸出接口共同組成了自動控制系統的接口電路，二者功能不同。輸入接口負責把PLC輸入的電壓通過電路輸送到系統內部，輸出接口負責把CUP的結果變換成等功率電流，然后輸出PLC運行系統[4]。通訊設備的輸入輸出接口電路分為兩種：一種為輸入輸出擴展接口的電路，另一種為外設的通信接口的電路，可以顯示文本的編程器，也可以作為PLC控制系統的一個部分，從而提高輸入和輸出接口電路的使用功能。

3.3 有助于發射機進一步的應用

可編程控制器實際上是數字運算類操作系統的一種，它通過利用可編程的存儲器編寫，可以完成計數、定時、算術運算、邏輯控制等一系列操作命令，同時，運用模擬或數字的實施辦法可以對很多生產過程及機器實行控制指令。中短波發射機只有通過可編程控制器才可以實現其自動化的運行控制，因此，將PLC自動化的技術應用于中短波發射機是十分有必要的。

4 PLC自動化控制技術創新應用的研究

經過我國學界對在中短波發射機PLC自動化控制系統的研究不斷深入，該項技術逐漸成熟，PLC在中短波發射機中運行中的作用也越來越顯著，使得其在控制領域占據一定的地位。可編程邏輯控制器的自動化技術由最初的電子管發展為后來的開關控制，這是PLC技術不斷推陳出新的過程，據此，筆者相信可編程邏輯控制器的研究前景和應用前景是非常光明的。除此以外，可編程邏輯控制器的開關還具有維修簡單、反應快和接線簡單的優點。將PLC開關應用于中短波發射器運行中，可以大大提高系統性能，節省大量的時間和人力、物力，使系統目標的實現更加方便快捷。PLC的開關控制系統不僅可以實現單個設備的控制，還可以應用到很多流水線自動化系統的控制上。

當前，我國將PLC技術的應用主要集中在中短波發射機自動化控制上，依靠PLC監控和控制中短波發射機，并將信息反饋至控制系統上實現指令操控。PLC另一個創新性的應用是電路監控，打破了從傳統繼電器的電路創新至以微型控制系統作為核心、易云計算作為基礎的控制手段，監控電路的安全運行，對中短波發射機的整體系統安全運行具有非常重要的意義。大功率發射機的大功率設備在運行狀態，會對發射機造成很強的干擾，而單擊系統又不能高效地在強電磁環境中穩定地運行，PLC技術成功地解決了這些問題。PLC自動化控制系統有極強的實用性和可靠性，用PLC控制中短波發射機能夠高效監控系統電路的組成，對內置的通信系統可進行遠程的控制。PLC控制系統以其顯著的穩定性與可靠性，排除中短波發射機運行中的干擾因素，高效轉換系統邏輯、鏈接通用接口。

PLC不僅可以對系統進行控制，還能通過對語句的控制實現對系統儀表的監控，精密控制著系統，這樣可以對自動化系統實現有效的熱處理控制。PLC完成自動化的控制以后，能對系統自身實現控制，詳細地說，就是當控制系統產生故障時能夠進行實時檢測與顯示。而且在系統中，中間的記憶單元和輸入輸出接口間存在一定聯系，這就表明，假如工作設備產生故障，這種關聯即會破裂，這時運行程序便可根據設置好的故障具體內容對故障進行預警，并進行分析。

5 結語

隨著科學技術的不斷進步和社會經濟的不斷發展，人們對發射機系統的可靠性、穩定性和自動化的水平等方面的要求日益提高，把PLC控制系統應用在中短波發射機的自動化控制系統中，不但能夠有效簡化發射機的自動化系統繁瑣的結構，大大提升系統的穩定性與可靠性，還可以顯著提高發射機所發射信號的質量，減少停播的發生概率。鑒于此，PLC中短波發射機的自動化控制是廣播電視發射機業傳送的必然趨勢，這方面的研究需要進一步深入。

[1]李文哲.中短波發射機PLC自動化控制[J].計算機光盤軟件與應用,2014(23):149,151.

[2]郭躍武.中短波發射機自動化遠程網絡管理分析[J].電子技術與軟件工程,2015(4):50-51.

[3]鄧蕾.短波發射機的自動化控制系統淺析[J].經貿實踐,2015(6):285.

[4]王圣澤.PLC 在短波發射機中的應用[J].民營科技,2016(3):52.