中波發(fā)射臺自動給水控制系統(tǒng)

葛會娟

（作者單位：遼寧朝陽三二八轉播臺）

中波發(fā)射臺距市區(qū)較遠,臺址所在地多數(shù)不通自來水,為保證職工的生產(chǎn)生活用水,都需自備水井。一套功能完善、抗干擾能力強、故障率低且可靠便捷的給水系統(tǒng)就顯得相當重要，為安全優(yōu)質播出提供切實的后勤保障。為此，遼寧朝陽三二八轉播臺技術人員依據(jù)中波發(fā)射臺特點，自行設計了一套自動給水控制系統(tǒng)，至今已穩(wěn)定運行8年，效果良好。其特點是運行穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強、液位傳感器感應電極不易結垢、靈敏準確且故障率低。

1 中波發(fā)射臺自動給水系統(tǒng)介紹

遼寧朝陽三二八轉播臺位于遼寧朝陽市郊區(qū)，距市區(qū)中心15 km，市自來水公司目前管路未到達，目前職工生活工作用水依靠自備水井。遼寧朝陽三二八轉播臺擔負遼寧廣播電臺遼寧之聲節(jié)目、朝陽廣播電臺新聞綜合與經(jīng)濟生活三套節(jié)目的發(fā)射任務，三套節(jié)目的發(fā)射機功率均為10 kM，臺址所在地屬于強電磁場環(huán)境。自動給水系統(tǒng)示意圖如圖1。

整個系統(tǒng)由揚程100 m功率1 kW三相潛水泵、5 cm上水管、具有清洗功能的5 m3304不銹鋼水箱和自動上水控制器等組成。

具體工作過程如下，當水箱水位下降到設定水位時，自動控制器通過液位傳感器感知到無水信號，通過微處理器PA0輸出一個高電平，接通Q1，繼電器1接通3、5端子，輸出信號接通潛水泵三相繼電器，水泵運轉，開始給水。當水箱水位上升到設定水位時，自動控制器通過液位傳感器感知到水滿信號，通過微處理器PA0輸出一個低電平，Q1截止，繼電器1斷開3、5端子，潛水泵三相繼電器斷開，水泵停止。設計時水箱安裝一個手動清洗裝置，當水箱工作一定時間后，水箱底部會積累一定量的污泥或雜物，通過這個裝置方便對水箱進行清洗，從而保持水箱的清潔。

2 中波發(fā)射臺自動給水控制系統(tǒng)自動控制器原理

2.1 自動控制器工作原理如圖2。

該控制器由檢測電路和主機電路兩部分組成，檢測電路負責水位的檢測，由三個檢測電極與單片機ATMEGA16組成，通常情況下，兩個電極深入到水下，作為無水時檢測；一個電極位于水箱上部，用于水滿檢測。主機部分包括單片機U1(ATMEGA16)、移位寄存器、三端穩(wěn)壓器、數(shù)碼管DIS1~2、指示燈LED1~10以及外圍電阻和電容；主機部分中通過探頭端口PORT1和主機端口PORT2連接，PORT1和PORT2是完全相同的三芯電纜端子，其中1腳接直流電源（5 V）的正極，3腳接直流電源的接地端，2腳是數(shù)據(jù)傳輸線，由探頭端將數(shù)據(jù)傳送到主機端；主機端由核心器件ATMEGA16單片機U1、移位寄存器（74LS164）、三端穩(wěn)壓器（7805）、7段顯示數(shù)碼管DIS1~2、發(fā)光二極管LED1~10以及外圍的電阻和電容器件組成，其中單片機U1是核心器件，它負責接收探頭發(fā)送來的數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行判斷和處理，并送到數(shù)碼管顯示。

圖1 自動給水系統(tǒng)示意圖

圖2 電路原理

VCC為+5 V穩(wěn)壓電源,ATmega16是單片機,為電路的核心器件。單片機PA0口驅動Q1，進而驅動繼電器，控制220 V交流電源輸出。PC0、PC1端口連接不銹鋼電極，用于檢測上、下水位；PD0、PD1連接2個按鍵，通常控制器通過檢測水位高低，自動控制水泵啟停，設置手動按鍵，用于人為控制上水，手動啟動后當水面達到上水位時，仍然自動停止，不會導致溢出。PD2連接LED2指示燈，上水時指示燈點亮，否則熄滅。LED1指示燈用于通電指示。

2.2 檢測探頭原理

通常情況下，液位傳感器采樣時是連續(xù)不間斷采樣，隨著時間的推移，取樣電極會產(chǎn)生電解行為，長期使用會使電極結上一層厚厚的水垢，導致檢測不準或不檢測、誤檢測，最后造成整個自動給水系統(tǒng)不工作或工作不正常。解決電極檢測中結垢問題的關鍵因素是減少離子在電極上的沉積，通過減少電極通電時間或用交流電解決這個問題，從電路運行可靠角度出發(fā)，遼寧朝陽三二八轉播臺設計的這套系統(tǒng)，電極信號的采集是間斷式的，電極信號的檢測在定時器中斷里完成，定時器的中斷時間為100 ms，由此可知電極的通電時間僅僅占1/10 000。所以，理論上電極的壽命延長了1萬倍，普通方式的電極使用壽命大約是3~6個月，采用本文的方式，壽命延長1萬倍。

3 中波發(fā)射臺自動給水控制系統(tǒng)的特點

由于液位傳感器與自動控制器之間采用了數(shù)據(jù)傳輸，可以保證信息不受線路長短的影響，避免了因線路長度不同造成誤差，使得水位顯示更加準確，避免遼寧朝陽三二八轉播臺的強磁場對感應信號產(chǎn)生干擾。

電極采樣的特殊性巧妙地解決了電極檢測中的結垢問題，使系統(tǒng)運行更穩(wěn)定、更準確。自動控制器電路中，電源部分、信號入口、控制器件端口和按鈕端口都加裝了抗干擾電路，有效解決了強磁場環(huán)境下自動控制器工作不穩(wěn)定問題。自動控制器設備不需要調試，工作特別穩(wěn)定，成本低，方便批量生產(chǎn)。

該系統(tǒng)需要完善的地方，一是須加一套凈水裝置，保證水質安全；二是條件允許應安裝一套負壓給水裝置，保證用水水壓達到要求。

4 結語

該系統(tǒng)是遼寧朝陽三二八轉播臺技術人員根據(jù)中波臺自身環(huán)境特點自己設計并安裝調試，有一定實用價值的自動給水控制系統(tǒng)，可供其他臺站借鑒，安裝使用。