自動化控制系統(tǒng)在中波發(fā)射機上的采樣與控制

林基斌 周 宇

1.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局烏海廣播發(fā)射中心臺 烏海市 016000

2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局烏拉特中733發(fā)射臺 巴彥淖爾市 015000

2017年6月，內(nèi)蒙古新聞出版廣電局烏拉特中733 發(fā)射臺安裝了北京崇遠(yuǎn)信達科貿(mào)有限公司自動化控制系統(tǒng)一套，完成了對發(fā)射機各項相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控，增加了自動開關(guān)發(fā)射機、自動主備機倒換等功能，實現(xiàn)了計算機自動監(jiān)控的智能化管理，提高了廣播發(fā)射的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，同時降低了值機人員的工作強度，減少了人為停播或遲播的事故。由于烏拉特中733 臺屬于牧區(qū)地帶，覆蓋面積廣、人員稀少，所以全部使用的是DM-10kW 全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機，以下就這種機型的數(shù)據(jù)采樣與控制進行說明。

1 發(fā)射機數(shù)據(jù)采樣

1.1 發(fā)射機調(diào)幅度采樣

調(diào)幅度是反應(yīng)中波廣播發(fā)射機工作狀態(tài)的重要參數(shù)，自動化控制系統(tǒng)在發(fā)射機上的調(diào)幅度采樣是通過發(fā)射機輸出監(jiān)測板上的X5-1、X5-2（監(jiān)測采樣點）接口取樣采集的，由Q9 插頭連接。陜西海納與西安海通的10kW 發(fā)射機輸出監(jiān)測板上分為中功率監(jiān)測和高功率監(jiān)測，由繼電器K1、K2 控制。由于陜西海納發(fā)射機使用年限較長，輸出監(jiān)測板上的繼電器K1、K2 部分老化失靈，在開啟發(fā)射機中、高功率時，無法自動切換中、高功率輸出監(jiān)測，導(dǎo)致自動化控制系統(tǒng)上的調(diào)幅度監(jiān)測儀無調(diào)幅度顯示，值機人員應(yīng)注意檢修更換。在發(fā)射機運行正常而調(diào)幅度監(jiān)測儀出現(xiàn)幅度過低的報警現(xiàn)象時，可調(diào)節(jié)發(fā)射機輸出監(jiān)測板上的電位器R31 或R33，也可調(diào)節(jié)自動化控制系統(tǒng)上的檢波盒。

1.2 發(fā)射機數(shù)據(jù)采樣

自動化控制系統(tǒng)在發(fā)射機上的數(shù)據(jù)采樣是通過對外接口板上的X9 和X10 兩組插排取樣采集的，同時X9 和X10 也連接到發(fā)射機的微機監(jiān)測控制板。這兩組插排接口根據(jù)不同原理分為模擬電壓檢測信號輸出、低電壓電阻分壓電源檢測信號輸出、狀態(tài)檢測信號輸出、光耦隔離數(shù)字信號輸入四種。下面就這四種信號接口在這兩組插排中的應(yīng)用做簡要介紹。

表1

表1接口輸出端為模擬電壓檢測信號輸出，其輸出的模擬信號通過自動化控制系統(tǒng)上的信號采集器采樣。入射功率、電源電流和電源電壓輸出電壓在2-5V 之間，射頻推動在23Vpp 情況下輸出電壓為2.7V，反射功率、天線電壓駐波比和帶通濾波器電壓駐波比正常時為0V，隨駐波的增大而增大。

當(dāng)發(fā)射機處于低功率狀態(tài)時，監(jiān)測計算機上的入射功率顯示與發(fā)射機實際功率常常不一致，因此技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)特別注意，在設(shè)置入射功率門限倒換備機時，要以發(fā)射機實際入射功率為準(zhǔn)，不能單一參照計算機上的顯示量，更不能推斷設(shè)定。

表2

表2接口輸出端為低電壓電阻分壓電源檢測信號輸出，用于信號采集器對低壓電源采樣，當(dāng)輸入電壓為+22VDC 或+8VDC 時，輸出口電壓為3.4VDC，當(dāng)輸入電壓為-22VDC 或-8VDC 時，輸出口電壓為-3.4VDC。

表3接口輸出端為狀態(tài)檢測信號輸出，用于信號采集器檢測發(fā)射機故障信號。正常時輸出為高電平，當(dāng)輸出為低電平時，監(jiān)測計算機紅燈亮起，顯示故障。

上面描述的是自動化控制系統(tǒng)對發(fā)射機的數(shù)據(jù)采集，通過監(jiān)測計算機能夠遠(yuǎn)程對發(fā)射機進行觀察，減少值機人員巡查、抄表等過程，同時監(jiān)測計算機上的報警指示，能夠很快發(fā)現(xiàn)發(fā)射機故障，大大提高了值機員工作效率。從自動化控制系統(tǒng)的使用情況來看，技術(shù)還不夠成熟，穩(wěn)定性相對不夠，數(shù)據(jù)采集和故障指示時而出現(xiàn)問題，在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示異常時可通過對發(fā)射機的各輸出采樣點進行測量，判斷是發(fā)射機故障還是自動化控制系統(tǒng)的問題，方便快速查找故障來源。

表3

2 發(fā)射機遠(yuǎn)程控制

自動化控制系統(tǒng)是通過對發(fā)射機的對外接口板發(fā)送指令進行控制的，工作時要求發(fā)射機必須開啟低壓電源，有低壓供電，否則無法進行遠(yuǎn)程控制。發(fā)射機的對外接口板控制電路為光耦隔離數(shù)字信號輸入，對應(yīng)接口如表4。

圖1

圖1為接口輸入端控制電路原理圖。圖中D為光耦隔離器，既能有效傳輸操作指令，又能阻隔干擾信號，電容器C2、C3 為高頻旁路電容，二極管VD3 能快速抑制瞬變電壓，以免對外部設(shè)備造成損害。當(dāng)外部輸入為高電平時，光耦隔離器中的發(fā)光二極管（LED）導(dǎo)通，光電晶體管導(dǎo)通，使得兩輸出角為通路狀態(tài)，當(dāng)外部輸入為低電平時光耦隔離器截止，兩輸出角為開路狀態(tài)。由于輸出端2 角接地，所以如果給外部輸入端一高電平，光耦隔離器導(dǎo)通，1 角便會產(chǎn)生一低電平，通過數(shù)據(jù)線到達發(fā)射機控制系統(tǒng)（該電路的命令輸入是低電平有效），從而起到操控發(fā)射機的作用。

表4

表5

圖2

圖2為以上（表5）接口輸入端控制電路原理圖，與圖1電路基本相同，只是輸出端2 角沒有直接接地，而是通過數(shù)據(jù)線與發(fā)射機控制板相連接，通過控制板再與發(fā)射機顯示板X7-7 連接，只有當(dāng)顯示板上控制方式按鈕撥到遙控上時X7-7 才接地，撥到本地上時為高電平，所以當(dāng)顯示板撥到遙控上后，光耦隔離器導(dǎo)通時，1 角才會產(chǎn)生一低電平去控制發(fā)射機。

發(fā)射臺安裝自動化控制系統(tǒng)后，維護人員在對發(fā)射機的日常維修過程中，特別是在對天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的維護時，要將主、備發(fā)射機的控制方式撥到本地上或直接關(guān)掉發(fā)射機上的低壓電源開關(guān)，否則可能由于自動化控制系統(tǒng)會下達錯誤的開機指令，導(dǎo)致發(fā)射機開啟，這樣會給正在維護作業(yè)的人員帶來安全隱患，尤其是在對天調(diào)網(wǎng)絡(luò)維護時可能會造成生命危險。

結(jié) 束 語

自動化控制系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)發(fā)射機運行中的故障情況，既提高了工作效率，又增加了發(fā)射設(shè)備的可靠性。然而自動化控制系統(tǒng)的維護和使用對發(fā)射臺技術(shù)人員提出了新的要求，了解和掌握自動化控制系統(tǒng)的原理及構(gòu)成可以大大提高維修技能和業(yè)務(wù)水平。