1DX 中波发射机计算机自动控制的实现

摘要：DX中波发射机集成度高，处理故障困，为了减轻值班强度，提高发射机自动化控制水平，将计算机技术和网络技术应用到发射机中去，提高了设备的维护水平，实现了发射机数据共享及网络管理。

关键词：中波发射机；计算机；自动控制；PLC

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）15-3651-02

1 概述

我机房现有两部美国HARRIS公司生产的DX-200KW全固态中波广播发射机，该机型集固态化、数字化、模块化为一体，操作方便，但控制系统复杂。由于发射机高度利用可编程序集成电路，给处理故障带来一定的难度。为了减轻值班强度，避免操作过程中出现人为事故，提高发射机自动化控制水平，我们将计算机技术和网络技术应用到发射机中去，提高了设备的维护水平，实现了发射机数据共享及网络管理。

我机房在原发射机自动控制基础上自行研制开发了DX发射机自动控制系统，主要完成以发射机为核心，包括电力控制等外围辅助设备，实现发射机自动开关机、巡机、抄表、报警、发射机的远程监控、故障远程辅助处理、运行图的远程管理等功能。此系统的实现完善了发射机原有自动控制系统，减少了值班员的工作强度，为“有人留守，无人值班”的需求奠定了基础。

2 系统简介

整个系统的操作部分由手动、自动两部分构成。自动部分可以代替值班员的所有操作。手动部分功能主要用于当运行图发生临时变更、自动控制部分有故障、发生安全事故时，能及时投入使用。在开关机、节目主备切换等相应操作上手动优先操作。为保证手动、自动两部分能协调工作而互不影响，采用分等级进行控制，手动为最上层；用手动时，自动将“自动控制”部分电源断开，但是用自动部分时，允许手动操作，以防出现安全事故时发射机不能紧急关机。系统主界面如图1所示。

3 详细技术内容

下位机采用美国AB公司生产可编程序控制器（PLC）作为前端执行机构，具体负责自动开关机、自动切换高低功率、自动调整功率、以及音周判断，同时将前端采集回来的模拟量处理后传送给上位机，根据存储在下位机的运图作好前端执行情况。PLC的I/O部分主要由输入模块和输出模块两部分组成，输出部分可直接驱动外部继电器的通断，从而实现对外部设备的控制，输入模块可接收与其相连的输入设备的数据。

上位机采用研扬一体化工作站AWK-3501。主界面适合人机对话，通过界面上显示的各种开关量和模拟量可以及时了解到发射机工作情况，上位机还可进行发射机功率升降。任何异常或故障都有予以报警，同时记录历史数据供查询，并将故障信息保存下来以便查询。另外，系统将机器每小时的数据保存下来，以便打印和查询之用。

设计采用现场总线技术，独立控制，综合布线，从各采样点获取信号，以多点1对点的形式，信号处理后送至SLC，利用DH+通讯适配器进行计算机与SLC之间数据传送，实现了现场数据统一控制，统一管理，实时监控。

系统结构设计如图2：

3.1 主要功能

上位机主要负责系统工作情况的监测，进行动态数据和历史数据的处理，打印报表等；下位机系统负责按运行图运行和上位机下传的强制执行命令，采集数据、分析数据、故障报警等。具体功能如下：

1）自动完成值班员各项操作功能，按运行图完成定时合断高低压，自动开关机、抄表打印。该功能为保证安全播出，按照手动、自动操作并行工作方式设计，以确保任何一套系统出问题时另一套系统及时投入运行，使播音不受影响。

2）发射机巡检功能。通过输入模块完成对发射机开关量、模拟量的采集，对两部发射机进行循环检测，检测结果经处理后直接反映到主控界面，以实现对发射机各项参数的检测。

3）音周主备自动倒换功能：我机房主要为中一、中二播音，对节目源的要求相对较高，因此，音周主备自动倒换功能必不可少。

4）报警系统。当发生故障时，上位机故障告警显示并将有关数据、信息存入数据库，以利于事后故障分析、故障查询和分析处理故障。利用数据的导入、导出功能实现数据的永久保存。下位机实现声光报警，按具体情况设置手动断开报警和自动断开报警两部分。

5）历史数据查询功能。两部发射机采集到100个开关量和18个模拟量录入数据库中，并进行数据处理、统计。利用数据导入导出功能，将历史数据分时段导出，用光盘进行永久性保存；根据需要，可导入任意时段的数据进行查询，打印；帮助机房分析自该系统启用以来任意时刻发射机的工作情况；历史数据查询分时段查询和错误查询两块功能。

6）通过与服务器建高速局域网；通过密码访问服务器的数据库，建立数据交换平台；远程用户可以通过交换平台协助值班员处理故障。

7）发射机故障协助处理方案：当发射机发生故障时能提示处理方法和处理流程，达到缩短停播时间。

3.2 抗干扰处理

确保系统安全可靠性的措施抑制干扰源的产生，主要有以下几点措施：抑制输入输出（I/O）通道接口引入的干扰； 在PLC与开关量输入单元之间，加入光电隔离，利用发光二级管较小的动态内阻，而干扰信号源的内阻大的特点，达到有效抑制干扰的目的；模拟量输入时，加入上下峰值的切削，并将RC滤波电路滤出高频信号，有效防止噪声电压的影响；在开关量输出时，利用继电器的机械触点能承载较大电流，即达到了功率驱动的目的，又达到了隔离作用。

共用电源的其他设备所产生的干扰有可能使计算机误动作，为此，我们采取了以下措施：

采用在线式UPS电源，降低电压的波动和波形的变化，使计算机和可编程序控制器供电稳定，抑制电网干扰；利用军工产品开关电源，达到进入电路及模块的直流电源纹波很小；将PLC电源部分的GR端子与LG端子（噪声过滤器的中间插头）相连接地，避免了电气冲击；安装PLC的机架可靠地与发射机共同接地；软件方面做了相应的抗干扰处理。

3.3 软件和编程

采用Windows NT Server 4.0作为服务器操作系统，有效利用NT服务器用户权限管理的特点，确保系统与外界完全隔离，保证系统安全可靠。软件程序采用Visual Basic 6.0开发，系统控制界面模拟发射机触摸屏，可同时监控两部发射机的主要状态，软件设有不同的操作权限，一般人员只可对发射机进行监测，通过密码注册后，管理人员可修改运行图、对发射机进行操作、修改系统时间等其他有权限的控件，保证了自动控制系统正确运行及正常使用。

通讯软件采用RSLinx Professional软件，VB6.0编程可以通过DDE（微软公司推出的一种基于Windows NT操作系统的内部协议）与应用程序通信。RSLinx Professional提供给DDE Server数据，并接受DDE Client数据。选择RSLinx Professional 而不选择RSLinx Gateway 原因是RSLinx Gateway 是可以基于网络应用的，用户可以通过远程对数据进行更改，这对于发射机的正常安全运行构成威胁。

4 远程辅助功能

本系统具有远程辅助系统，借助系统提供的平台，依靠网络，所有DX系列发射机维护专家可以在这里进行双向交流，实现资源共享，优势互补。值机人员在值班中若遇到暂不能处理的异态，除打电话通知机房主任来处理之外，还可以在远程辅助平台里，向在线的专家求助，得到故障处理方法的即时指导。在平本台里交流的维护经验和方法会以分类的形式存储在本地服务器中，随地着日积月累，这个平台将会是个DX系列发射机维护经验和故障处理方法集锦，很多专家的宝贵经验在这里可以用比图书更快捷、更完整的方式传播，惠及更多的DX系列发射机护人员和值机人员。

参考文献：

[1] 杨一曼.广播电视安全播出管理规定实施细则培训教材[M].北京：中国广播电视出版社，2012.

[2] 李凤阁，佟为明.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3] 国家广播电影电视总局无线电台管理局.DX型大功率中波发射机维护手册[Z].