TBH-522型短波發(fā)射機電控系統(tǒng)設計改造方案

楊東志

國家新聞出版廣電總局722 臺，陜西寶雞 721001

目前研制的電控保護系統(tǒng)主要由觸摸屏微機系統(tǒng)、電控邏輯控制裝置和過荷保護裝置三部分組成，在功能上幾乎取代了原有的A1（控制小盒）、A2（控制1 為控制邏輯單元小盒）、A3（控制2 為過荷保護單元小盒）A4（調(diào)壓穩(wěn)壓控制器）的全部功能。我們將采用“FPGA”-現(xiàn)場可編程門陣列大規(guī)模集成電路來實現(xiàn)組合邏輯。極大地提高了控制單元的可靠性。

1 發(fā)射機電控保護基本原理

廣播發(fā)射機各用電單元的通斷，是由電控邏輯小盒中的繼電器輸出產(chǎn)生相應指令，通過控制配電箱中相應接觸器的通斷來實現(xiàn)。

原來的控制單元是采用48 個電位器和56 個繼電器組合邏輯控制的方式，用繼電器的接點組合構(gòu)建相對應的邏輯關(guān)系。當邏輯條件滿足時，輸出接點信號去控制相應接觸器接通?？刂茊卧€路復雜，繼電器可靠性能低，故障率高，出現(xiàn)故障不方便快速查找處理?，F(xiàn)在我們將采用“FPGA”-現(xiàn)場可編程門陣列大規(guī)模集成電路來實現(xiàn)組合邏輯，極大地提高了控制單元的可靠性。線路簡單明了。

控制單元的邏輯主板供電為采用+5V 電源塊單獨供電。為了防止干擾對電控的影響，引發(fā)邏輯誤動作，輸入輸出回路都采用光電耦合器進行隔離。外部控制電源采用直流12V 電源塊單獨供電，輸出電路采用“集開”形式輸出。指示燈輸出回路串接1k 的限流電阻，由光電耦合器直接輸出驅(qū)動。對于用交流220V（或36V）供電的接觸器線包的驅(qū)動，通過單獨的繼電器板輸出，繼電器可選用插拔式繼電器。

光電耦合器輸入一般選擇采用一個低電平或地信號，其控制電源可用另一組直流12V 供電，或與輸出指示燈共用一個12V 電源。根據(jù)控制邏輯的需要，外部模擬量信號首先對其進行取樣、量化和編碼，轉(zhuǎn)換為邏輯電平，才能夠進行邏輯控制。

2 初步設計

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由以下三部分組成：1）系統(tǒng)微機接口裝置；2）電控邏輯及指示裝置；3）過荷保護及PSM 控制裝置。

2.2 電控系統(tǒng)微機接口裝置

2.2.1 電控接口裝置主機

1）電控系統(tǒng)微機接口裝置主機采用MPC-52P 12.1″TFT 6-Slot 工業(yè)級面板PC 機，主機功能：第一對“電控邏輯及指示裝置”和“過荷保護及PSM 控制裝置”進行監(jiān)控；第二實現(xiàn)電控系統(tǒng)與監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)之間的通信。觸摸屏微機系統(tǒng)功能要求具有12.1 ″高亮度TFT LCD 彩色顯示屏，觸摸屏操作功能。

2）MPC-52P 工業(yè)級PC 機的技術(shù)指標。

（1）該PC 機面板可鑲裝在19″上架6U 高的面板上。

（2）12.1″高亮的TFT LCD 顯示器：

分辨率：800×600；彩色：18 比特；亮度：250cd/m2；LCD MTBF：50000 小時；接口：44-pin 連接器/TTL信號。

（3）驅(qū)動器插槽：一個3.5″FDD：一個5.25″驅(qū)動器：一個3.5″HDD。

（4）一個8cm 帶過濾器的球形背部冷卻風扇。

（5）支持的背板類型：IP-6S：BP-6S；支持的擴展卡長度：275mm（Max）。

（6）支持的電源：ACE-890 系列；具有RS-232 接口的Dynapro 電阻型觸摸屏。

（7）工作溫度：0℃～50℃；相對濕度：5%～85%，無凝結(jié)。

（8）振動：5～17Hz，0.1″雙振幅置換17～500 Hz，峰值到峰值1.5G 加速度。

（9）沖擊：峰值到峰值10G 加速度。

（10）顏色：白色尺寸：332(W)×248(H)×225(D)mm；(13.1″×9.8″×8.9″)。

2.2.2 與監(jiān)控系統(tǒng)接口

電控接口裝置主機采用100M 網(wǎng)卡通過機房多機系統(tǒng)的局域網(wǎng)將電控系統(tǒng)與單機監(jiān)控系統(tǒng)以及網(wǎng)絡服務器連接起來，要求具有與微機監(jiān)控系統(tǒng)的局域網(wǎng)連接接口，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與管理功能，實現(xiàn)電控系統(tǒng)的遙控。

2.2.3 與電控裝置的接口

電控接口裝置主機與“電控邏輯及指示裝置”以及“過荷保護及PSM 控制裝置”之間的通信是采用兩個串行通信口（RS-232）實現(xiàn)的。要求具有與電控邏輯裝置和過荷保護裝置連接的現(xiàn)場總線接口。

2.2.4 電控邏輯及指示裝置的框圖如下

電控邏輯裝置功能：

具有按正常供電順序開機加電的全部邏輯功能；具有供“手動”操作的面扳指示及按鈕；具有供監(jiān)控系統(tǒng)“自動”或“遙控”的現(xiàn)場總線接口；具有燈絲自動調(diào)壓和穩(wěn)壓功能；具有過荷保護時，根據(jù)過荷的性質(zhì)自動封鎖寬放或落高壓等控制功能。電控邏輯及指示裝置的框圖如下。

2.2.4 過荷保護及PSM 控制裝置

過荷保護裝置功能：具有實現(xiàn)過荷保護的全部邏輯功能；具有過荷保護動作信號的指示及鎖存功能；具有過荷恢復等面板操作功能；具有與微機系統(tǒng)連接的現(xiàn)場總線接口；具有原控制小盒面板上操作的其它控制功能?？驁D如下。

3 入/出電路設計

3.1 開關(guān)接點輸入電路

當開關(guān)接點斷開時，F(xiàn)PGA 的輸入為高電平；

當開關(guān)接點閉合時，F(xiàn)PGA 的輸入為低電平。

3.2 電平比較電路輸入電路

當輸入電平低于預定的比較值時，比較器的輸出為高；當輸入電平超過預定的比較值時，比較器的輸出變低。不同電平的比較值是可以通過各自的電位器進行定。

3.3 繼電器輸出電路

負載L 可以是線包電壓為12V 的繼電器或者是串有限流電阻的指示燈。

當FPGA 的輸出為“0”時，光電耦合器的集開門吸收電流接通負載；當FPGA 的輸出為“1”時，光電耦合器的集開門截止電流通路斷開負載。

4 結(jié)論

新電控套箱的使用將提高設備的穩(wěn)定程度，提高設備的自動化程度。方便維護人員處理機器設備異態(tài)。

[1]杜春雷.AIM 體系結(jié)構(gòu)與編程.

[2]周鳴爭.嵌入式系統(tǒng)與應用.

[3]閔銳.電子線路基礎.