M2W型50kW中波發(fā)射機(jī)自動控制系統(tǒng)設(shè)計與性能分析

閻婷婷

【摘要】 本文探討了M²W型中波發(fā)射機(jī)自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理。

【關(guān)鍵字】 M²W 自動控制系統(tǒng) 硬件

進(jìn)入M²W型50kW發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的信號被轉(zhuǎn)換為發(fā)射機(jī)的各種控制信號，從而實現(xiàn)對發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)采集、處理、保護(hù)等功能，同時，輸入其中的音頻信號被轉(zhuǎn)換為控制射頻功率放大器的數(shù)字信號，實現(xiàn)精確調(diào)制。

M²W型50kW中波發(fā)射機(jī)為全固態(tài)機(jī)，整機(jī)采用模塊化設(shè)計，運(yùn)行穩(wěn)定，根據(jù)實際使用需求，遵循不破壞原有發(fā)射機(jī)功能的原則，在不改動原機(jī)線路的基礎(chǔ)上，通過增加外部設(shè)備的方法，由發(fā)射機(jī)信號采集部分、服務(wù)器、工控機(jī)、串口服務(wù)器等組成組成發(fā)射機(jī)自動控制系統(tǒng)的硬件部分。其中發(fā)射機(jī)信號采集部分主要包括模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊，通過采集發(fā)射機(jī)中未采集的模擬量和數(shù)字量，把這些量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并送入工控機(jī)。所有數(shù)據(jù)通過串口服務(wù)器整合，通過自動控制軟件處理后實現(xiàn)相應(yīng)自動控制功能。結(jié)構(gòu)如下圖1：

具體實施時，硬件方面，在原發(fā)射機(jī)觸摸屏和IUC控制單元數(shù)據(jù)連接線上并接一根數(shù)據(jù)線用于綜合信息采集；在CXM-DIO板上并接開關(guān)量采集模塊，采集開關(guān)量數(shù)據(jù)；從原預(yù)留X30端口讀取數(shù)據(jù)并發(fā)送控制信號；更換改造原機(jī)顯示條板，取樣調(diào)幅度。

軟件方面，上位機(jī)程序采用C#軟件編寫，數(shù)據(jù)庫采用SQL2003。上位機(jī)根據(jù)運(yùn)行圖進(jìn)行開關(guān)機(jī)操作，實現(xiàn)了實時監(jiān)測、故障報警、數(shù)據(jù)查詢、日志管理等功能，除此之外，還有統(tǒng)計功能、遠(yuǎn)程校時及運(yùn)行表設(shè)置等功能。對發(fā)射機(jī)各運(yùn)行數(shù)據(jù)實時監(jiān)測并自動記錄，如入射功率、電壓、電流等重要數(shù)據(jù)均在主界面實時顯示；發(fā)生異態(tài)時，上位機(jī)立即報警并自動記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)故障嚴(yán)重程度不同，劃分相應(yīng)報警等級；可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢和故障數(shù)據(jù)查詢，操作日志、故障及告警記錄、表值 記錄的情況統(tǒng)計。

設(shè)計完成的自動控制系統(tǒng)具有系統(tǒng)安全可靠，數(shù)據(jù)實時、準(zhǔn)確、完備，便于擴(kuò)展等特點(diǎn)。

1.系統(tǒng)安全可靠

發(fā)射機(jī)自動控制系統(tǒng)作為實時控制管理系統(tǒng)，其安全性是最重要的要求。為了保證系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)采取獨(dú)立劃分技術(shù)網(wǎng)段、核心交換機(jī)隔離等措施防止黑客攻擊和病毒感染；遵循Windows 2003及 MS SQL2003網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全管理規(guī)定，在服務(wù)器上進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。

本系統(tǒng)通過軟件發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行完整監(jiān)控和管理，程序設(shè)計中加入糾錯模塊；同時，通過NTP服務(wù)器同步整個自動化系統(tǒng)時鐘；通過UPS供電，在確保電壓穩(wěn)定的同時，防止由于外電故障對系統(tǒng)造成損壞；采集數(shù)據(jù)部分不破壞原有發(fā)射機(jī)線路。

只在并接一些線路。工控機(jī)、元器件的選擇都按照工業(yè)級進(jìn)行，并進(jìn)行多處屏蔽抗干擾，提高可靠性。

2. 數(shù)據(jù)實時、準(zhǔn)確、完備

在設(shè)計時堅持利用原機(jī)線路，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性；對實時畫面響應(yīng)時間、全系統(tǒng)掃描時間、畫面實時更新時間進(jìn)行嚴(yán)格控制，調(diào)幅度采用實時拍照采集；系統(tǒng)共采集發(fā)射機(jī)模擬量151個，開關(guān)量25個，報警故障200個，涵蓋了原發(fā)射機(jī)所有數(shù)據(jù)。

3. 可擴(kuò)展性

該系統(tǒng)具有友好的人機(jī)交互界面，通過預(yù)留接口，可將單機(jī)發(fā)射機(jī)的實時秒數(shù)據(jù)、分鐘數(shù)據(jù)以及故障報警數(shù)據(jù)等與相關(guān)系統(tǒng)通信，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。

本系統(tǒng)投入使用以來，運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集正常，系統(tǒng)的可用性、可靠性均符合技術(shù)規(guī)范要求，為降低維護(hù)人員重復(fù)勞動、避免人為錯誤提供了良好的技術(shù)保障。