國(guó)產(chǎn)500kW短波轉(zhuǎn)動(dòng)天線控制系統(tǒng)的改造

摘 要：文章對(duì)國(guó)產(chǎn)500KW短波轉(zhuǎn)動(dòng)天線組成進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述，同時(shí)介紹了該系統(tǒng)在運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)的問題及改造。希望通過文章的綜合論述，可以為相關(guān)工作人員提供理論借鑒和幫助，僅供參考。

關(guān)鍵詞：大功率短波轉(zhuǎn)動(dòng)天線；天線控制系統(tǒng)；手動(dòng)控制系統(tǒng)；變頻器；抱閘

1 概述

500kW短波轉(zhuǎn)動(dòng)天線是由北京北廣科技股份有限公司生產(chǎn)的，它是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的大功率轉(zhuǎn)動(dòng)天線。500kW短波發(fā)射機(jī)的成功研制和完全國(guó)產(chǎn)化，結(jié)束了我們國(guó)內(nèi)不能自主生產(chǎn)150kW以上級(jí)別大功率短波發(fā)射機(jī)的歷史，改變了我國(guó)在大功率短波機(jī)領(lǐng)域主要依賴于進(jìn)口的現(xiàn)狀，推動(dòng)國(guó)內(nèi)整個(gè)廣電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 轉(zhuǎn)動(dòng)天線的組成

大功率短波轉(zhuǎn)動(dòng)天線高78米，總重量308.8噸，由轉(zhuǎn)動(dòng)天線基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)和塔桅結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、天饋線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)動(dòng)天線控制系統(tǒng)等部分組成。包含底部基礎(chǔ)、圓筒塔身、中心塔桅、反射幕中心支撐架、支撐平臺(tái)、平臺(tái)斜支撐、反射幕外支撐架、高頻振子、低頻振子、振子支撐、天線檢查用負(fù)荷繩等組成。

3 轉(zhuǎn)動(dòng)天線控制系統(tǒng)

天線控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、變頻器、輔助風(fēng)扇、剎車馬達(dá)、程式開關(guān)、風(fēng)流量、水流量、水溫、水位、水阻、弧光監(jiān)測(cè)、調(diào)諧位置、緊急按鈕、天線角度、閉鎖信號(hào)等的監(jiān)測(cè)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器、剎車馬達(dá)、程式開關(guān)、風(fēng)、水、天線角度、頻率的控制。采用了兩組PLC可編程控制器作為下位機(jī)，一組為筒體控制系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)的控制，采用了歐姆龍的CJ1G；另一組ATU控制系統(tǒng)，只要實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻系統(tǒng)、程式開關(guān)切換、電容電感調(diào)諧等的控制。下位機(jī)采樣外圍電路的各個(gè)開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行邏輯判斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍電路的控制，同時(shí)上傳給上位機(jī)，包括各種操作信息和告警信息，天控系統(tǒng)上位機(jī)再把這些狀態(tài)信息、高警信息和操作信息上傳給機(jī)房平臺(tái)，作為機(jī)房平臺(tái)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，上位機(jī)和下位機(jī)之間采用了RS232串口通信。機(jī)房控制柜與筒體控制柜之間采用了RS485串口通信。

4 轉(zhuǎn)動(dòng)天線在試運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及處理

轉(zhuǎn)動(dòng)天線在試運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)了一些問題及在以外情況下對(duì)筒體的保護(hù)存在一些隱患，下面對(duì)這些問題和隱患分析處理進(jìn)行總結(jié)：

4.1 轉(zhuǎn)動(dòng)天線啟動(dòng)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)：“剎車馬達(dá)未打開”，天線無法轉(zhuǎn)動(dòng)

天線轉(zhuǎn)動(dòng)控制的原理：剎車馬達(dá)是由電磁閘式電機(jī)和剎車皮組成，天線在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，剎車皮通過彈簧的機(jī)械應(yīng)力處于抱閘狀態(tài)，防止因外力造成天線角度偏離。當(dāng)天線準(zhǔn)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)給電機(jī)24V直流電源，剎車皮打開，到位后把到位信息上傳給天線控制系統(tǒng)，系統(tǒng)接通驅(qū)動(dòng)馬達(dá)電源，天線開始轉(zhuǎn)動(dòng)。

故障分析：

（1）經(jīng)過測(cè)試分析，電機(jī)電源電壓不足。電機(jī)的供電與天線控制系統(tǒng)共用一個(gè)直流電源，負(fù)載較大，直流電源的輸出功率不足，造成電機(jī)無法正常工作。另外，電機(jī)供電電源線過細(xì)，線阻大造成有壓降，到達(dá)電機(jī)的工作電壓不足。

（2）剎車盤的剎車距離過短，大概只有3mm左右，剎車盤安裝在減速器上，減速器用螺絲固定于筒體壁上，固定螺絲與固定孔之間有間隙，減速器本事重量較大，運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)有位移，造成剎車盤有形變，由此會(huì)造成剎車盤在物理上松開不到位，無法給天線控制系統(tǒng)到位信號(hào)，天線無法啟動(dòng)。

故障處理：

（1）增加一個(gè)獨(dú)立的直流電源（輸出為：24VDC，10A）給剎車馬達(dá)供電。

（2）剎車馬達(dá)供電電源線由0.75平方毫米更換為4平方毫米，同時(shí)電源控制開關(guān)由繼電器改為接觸器。

（3）把減速器固定螺絲松開后進(jìn)行位置校準(zhǔn)，用張拉器對(duì)所有固定螺絲進(jìn)行統(tǒng)一緊固。

4.2 在換頻播出瞬間轉(zhuǎn)動(dòng)天線控制系統(tǒng)突然癱瘓，無法通過應(yīng)急處理恢復(fù)播出

故障現(xiàn)象：在天線轉(zhuǎn)動(dòng)之前突然發(fā)現(xiàn)天線控制系統(tǒng)癱瘓無法使用，重裝系統(tǒng)后恢復(fù)播出，造成較長(zhǎng)的停播事故。

故障處理：增加轉(zhuǎn)動(dòng)天線手動(dòng)控制系統(tǒng)。由一臺(tái)歐姆龍的CP1H作為手動(dòng)操作系統(tǒng)的下位機(jī)，下位機(jī)通過串口與變頻器連接，下發(fā)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制；增加轉(zhuǎn)動(dòng)天線手動(dòng)控制板，控制板設(shè)有手/自切換開關(guān)、高速正傳、高速反轉(zhuǎn)、低速正傳、低速反轉(zhuǎn)、停止等按鈕，通內(nèi)壁安裝360度角度標(biāo)識(shí)。應(yīng)急操作時(shí)由兩個(gè)人配合完成，嚴(yán)格執(zhí)行呼應(yīng)制度，一人在角度標(biāo)識(shí)處指揮，一人在控制板操作，當(dāng)接近目標(biāo)角度時(shí)切換低速轉(zhuǎn)動(dòng)，距離目標(biāo)角度3度時(shí)按“停止”按鈕，通過慣性即可到達(dá)目標(biāo)角度。

4.3 在天線高速轉(zhuǎn)動(dòng)中突然斷電，剎車馬達(dá)會(huì)立即抱閘，由此產(chǎn)生的強(qiáng)大的機(jī)械應(yīng)力會(huì)使塔體受到損傷

故障現(xiàn)象：轉(zhuǎn)動(dòng)天線在高速運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中外電突然中斷，剎車馬達(dá)馬上抱閘，由于天線本身重量很大，由此產(chǎn)生了很大的慣性，突然抱閘引起的機(jī)械應(yīng)力會(huì)使塔體受到較大的傷害。

故障處理：增加控制系統(tǒng)UPS電源，在外電中斷的情況下由UPS電源保持對(duì)剎車馬達(dá)的供電，剎車馬達(dá)不會(huì)抱閘。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過改造后轉(zhuǎn)動(dòng)天線系統(tǒng)已運(yùn)行兩年，兩年期間未出現(xiàn)以上故障，設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定。