SW—150A型PSM短波发射机自动化改造的浅谈

薛海涛

摘 要 本文对SW-150A PSM短波发射机自动化技术的改造过程，系统的组成，结构和原理进行了说明，以及在自动化运行中遇到问题的分析以及解决方案。

【关键词】PSM发射机 自动化 操作控制 调谐

1 前言

国家广电总局无线局关于“中、短波广播发射机安全播出管理与自动控制平台”项目的立项，是想通过建立一个智能化、高水平、高效率、开放的广播发射机运行管理平台，从而实现发射机运行管理工作科学化，安全播出自动化，实现全网全通，同库同步，资源共享。根据这个要求，实现发射机远程实时监控、自动运行开关机等自动化控制功能。为了满足这种集中管理，分散控制的新型的安全播出的运行模式，就要对发射机的自动控制提出更高的要求，但由于我台SW-150A短波广播发射机控制系统只具备半自动工作模式，能够切换频率，粗调到位，但是没有自动细调功能，无法实现自动运行以及远程控制和实时监控。因此为了适应“中、短波广播发射机安全播出管理与自动控制平台”要求，实现发射机的自动开关机、倒频、实时监视的功能，满足信息化建设的需求，提高发射机运行管理技术，对SW-150A短波发射机进行自动化改造。

2 操作控制系统自动化改造的分析

发射机自动控制及自动化管理，是以发射机单机自动化作为支撑，而发射机单机自动化就需要以建立和完善操作控制系统为核心的逻辑控制，协调自动调谐系统、PSM调制器控制器系统实现整机的自动化运行。同时要有人机界面接口，自动执行操作用户的管理，并实时监控发射机运行状态，对发射机故障进行报警， 并能详细显示发射机运行状态信息。操作控制系统是整部发射机控制系统同步和控制逻辑的核心，它包含有发射机的控制、监测、和时序控制等项内容。它接收来自冷却、内锁、过荷三部分的状态信息，来自前面板和发射机中其他监测点测验值的输入信号，来自伺服控制系统和PSM调制器控制系统的状态信息，汇总以上信息，同时再对有关安全可行的各种测验值的监测下，按照发射机运行的逻辑，顺序完成冷却、灯丝、偏压、高压等一系列操作过程，在监控整部发射机运行状态的基础上，建立一个自动管理发射机运行的系统。

3 操作控制系统自动化改造的方案

改造的方案是：应用工控机实现控制，通过硬件采集板采集模拟量、开关量信息，采样数据再主控系统中汇总，经系统软件（C语言编程）按照发射机工作状态要求进行逻辑处理，将形成的控制指令传输到下位机的操作控制系统，同时通过软件建立发射机运行管理系统，实现发射机的自动运行及监控。系统选用研华PCA-6187主板和IPC-610H整机做为主控机硬件平台，通过各功能板完成对数据的采集，传输，在主控机上实现汇总，根据短波广播发射机高频功率放大器、高频电子线路的工作特点，采样数据经系统软件（C语言编程）按照发射机工作状态要求进行逻辑处理，将形成的控制指令传输到下位机的操作控制系统和伺服控制系统，同时通过软件建立发射机运行管理系统，使发射机按照运行图自动执行开机、倒频、关机等各项操作并实时监控发射机的运行状态。。其主要硬件系统有发射机控制主机及其功能卡、模拟量采集卡、信号隔离放大器、鉴相器及其采样系统。

4 工控机硬件系统的功能

系统的硬件主要是选用研华PCA-6187主板和IPC-610H整机做为主控机硬件平台，通过各功能板完成对数据的采集，数据的输出传输。其功能卡主要有32路光隔离数字输出PCL-734 、32路光隔离数字输入PCL-733、ADA2000模拟量采集卡、PCI-171616路高分辨率多功能数据采集卡、CP-132双口工业型RS-422/485PCI多串口通讯卡。

4.1 PCL-734光电隔离数字输出板功能

工控开关，联络终止监测，开关状态测知，BCD 接口，数据I＼O控制。PCL-734具有32个隔离数据传输输口通道在电脑附加卡上， 它的隔离数据传输输出通道提供1000V保护。本系统共使用了2块PCL- 734板，一块以BCD接口的方式控制激励器，另一块主要是多路器地址总线子信号和操作控制信号的输出。

4.2 PCL-733光电隔离数字输入板功能

工控开关，联络终止监测，开关状态测知，BCD 接口，数据传输输入控制。PCL-733具有32个隔离双向性数据传输输入通道， 此输入通道提供2500V保护。本系统共使用了1块PCL- 733板，主要作用是通过多路器数据总线信号读入发射机状态信息，与操作控制系统通信。

4.3 ADA2000模拟量采集卡功能

用于将发射机表值、反射、入射功率探头取样信号送到计算机，这些模拟量表值除了显示发射机状态，为远程监控提供参数依据，还有个重要的作用，就是采样的各表值，是自动细调谐的参考。电压、电流，入、反射功率表值，采集出来的电压最大为1000mV左右，采集数据的速度为250K/s，采用0-1250mV取样量化范围，进行取样量化，保障信号源的精度，对表值的取样精度达到了1mV，为自动调谐系统提供了精确的惨靠，提高了自动细调谐成功率及可靠性。

4.4 PCA-6187主板功能

PCA-6187是一款Intels Socket 478架构支持 Pentium 4/Celeron处理器板卡。主板集成VGA控制器，共享内存架构。Intel 865G芯片组，支持400/533/800MHz前端总线。支持多达2个串行-ATA设备。支持双通道DDR400 SDRAM.同时支持10/100Base-T 或10/100/1000 Base-T自适应网络。有6个USB 2.0端口。CMOS具有自动备份/恢复功能，防止BIOS设置的数据丢失。

4.5 PCI-171616路高分辨率多功能数据采集卡功能

通过高分辨率的采集发射机鉴相器的信号，经系统处理，作细调谐的依据。1716卡的采集数据的速度为250K/s，将取样信号的范围为-625mV到+625mV，加装低通滤波器使得受到的干扰极小，对表值的取样精度达到了1mV，为自动调谐系统提供了精确的惨靠，提高了自动细调谐成功率及可靠性。

4.6 CP-132 2口工业型RS-422/485PCI多串口通讯卡功能

CP-132 是专为工业通讯环境设计的 RS-422/485 二串口卡，它支持2 个独立的 RS-422 或 RS-485 口，在一对多点应用环境中，每个串口最多可控制32个设备。支持自动数据流向功能，特别适用于对稳定性要求较高的工业环境通讯应用。

5 自动化操作系统功能

自动化改造成功后系统具备六大功能：

（1）发射机按照运行图自动开、关机、自动粗调，细调。

（2）具备试机以及临时播音功能，需在运行图上设置。

（3）对于天线频段内和广播的播音频段内的所有频率，一次调谐成功率在95%以上，时间控制在50秒以内。

（4）发射机实时频率检测。

（5）可以输入24条固定的运行图，可进行手动添加、删除、修改等操作。

（6）中文界面，方便操作。

6 操作控制系统的问题

该系统运行了一段时间后，发现了一些问题，经过我们的分析，对以下几个问题给出了解决方案。

6.1 激励控制

发现激励输出同一幅度的激励信号，不能与发射机工作的两个载波频率同时相适应，即相同的激励幅度不能兼顾两个频率。对于9820KHz合适的激励幅度，对于11845KHz，细调谐时因采样激励信号太小而不能细调谐，如果增大激励保证11845 KHz的细调谐，而对于9820KHz会因激励过大末级过荷到高压，造成停播。

改造的方案是：

（1）原机宽放的自动增益控制能力较弱，因此在宽放前面加上一级控制级。本控制级需要3-10v直流控制电压。这样系统根据模拟量采样的前级阳流表值，输出3-10v范围的控制电压，使激励对于不同的频率的载波激励，输出到合适的功率（高末前级阳流0.5-0.6A）。

（2）更换宽放，目前本机房使用的是500KW发射机所用宽放，使其功率输出达到110W左右即可解决这个问题。

6.2 音周封锁控制

音周封锁继电器只有在自动调谐期间动作，切断音周，以免音周对自动调谐的影响。原来调制器控制单元的音周封锁功能，是在调谐功率时自动进行音周封锁，而在低功率、高功率状态均没有封锁音周。而现在模式程序是在高功率下进行调载，然后在高功率下回调初次、级电容，所以单独增加音周封锁功能。

6.3 调谐数据的保存

由于本机在调谐时，每一路都是从高位向低位去寻找调谐点，因此在保存调谐数据时，不应该保存其正调谐点的数据，而应该将数据往高调后，再保存，否则在自动调谐时，可能会找不到调谐点。

7 结束语

经过这次自动化改造，提高了发射机高频功率放大器的增益和效率，同时也提高了发射机的运行管理效率。实现了短波发射机自动化及远程网络化管理系统的要求，在今后的维护工作中，将继续总结改进，使得这套系统能更科学化，更人性化，更好的服务广播发射事业。

作者单位

国家新闻出版广电总局594台 陕西省咸阳市 712028