TSW2500 型500KW 发射机智能水箱控制系统

杨爱宏

（国家广播电视总局二0 二二台，新疆 喀什844000）

1 概述

TH576 管作为TSW2500 型500KW 发射机中最重要的组成部分，其状态直接影响发射机运行效果，因工作时管内会产生巨大的热量，如不及时填补蒸馏水进行循环冷却，蒸发过多的水必然会导致水位下降，存在播音隐患[1]。

在日常使用中，采用巡视人员目测水位与手动补水，在纯净水通过管道流入发射机水箱时，因管道的损耗导致入水温度无法满足理想要求，远远不能达到“智能运维”的建设目标，所以提出一种以51 单片机STC89C52、防水型温度传感器DS18B20、液晶屏LCD1602、时钟芯片、液位开关设计一个实用智能水箱，完成对应需求。

2 智能水箱控制系统

2.1 原理简介

智能水箱系统包含两个硬件水箱，一是储蓄水箱，另一个是发射机水箱。

根据发射机实际用水量的多少决定储蓄水箱的容积，同时在其出水口直接连接发射机，如存在多部发射机并行，可采用水位落差直接连接或电磁控制。

本文采用的是电磁控制，即当冷却后的纯净水供给储蓄水箱后，通过发射机水箱中的液体流量表，确定是否驱动电动蝶阀工作，假设1 号机水位低限，则证明其水量超过正常蒸发值，此时电动蝶阀工作，若上方高水位液位开关触发，报警电路工作，此时供水切断。

在实际使用中，常因天气环境问题导致冷却水温度较高，此时需要温度控制电路工作，确保冷却水温度低于发射机入水温度。

2.2 系统硬件电路设计

硬件电路主要有主控制电路、温度控制电路、蜂鸣器告警电路及其附属电路组成。

主控制电路采取STC89C52 型单片机作为主控制芯片，该芯片包含重复电路和外部晶体振荡电路。单片机的31 引脚与40 引脚接+5V 直流电源，20 引脚则接地，18 引脚与19 引脚共同组成晶振电路。

图1 单片机最小系统

发射机的入水温度要求25～45 摄氏度，同时系统要长期工作于高频环境下，所以要求温控电路具有体积小、精度高，抗干扰能力强等特点，系统采用DS18B20 温度传感器，将其与MCU相连，就可以实现其与MCU 的双向通信。

单片机通过单总线协议，读取DS18B20 发过来的数据并进行运算，最终得出温度值。R8 为上拉电阻，此处的作用是增强系统的抗干扰能力。

蜂鸣报警电路会根据提前设置好的温度值的范围进行对比，过高或者过低，系统都会发出响应用以提醒当班人员注意，这样便提高了智能水箱的安全性。

MCU 控制BEEP 的高电平或者低电平，来使蜂鸣器工作。Q1 是三极管，属于NPN 型，因此，当BEEP 为高电平时，Q1 导通，蜂鸣器被激活并开始工作报警，当BEEP 为低电平时，Q1 被中断，停止工作。R2 是一个上拉电阻，它的作用是让I/O 接口在高电平时加强，以使蜂鸣器正常工作。R4 用于限流以保护三极管。

图2 温度检测电路

图3 蜂鸣器报警电路

2.3 系统软件设计

软件流程有检测时钟信号，检测智能水箱中储蓄水箱是否有水及水温，LCD 显示等。本程序开始运行时，器件和端口先进行初始化，主芯片读取时钟信号及温度检测电路信号并显示时间和当前温度，当智能水箱监测到水源充足且水温存在于设定温度并处于当班人员所设定的工作时间内，智能水箱机启动并进入待机模式，若不满足三者中任何一个条件，饮水机都不会进入待机模式。

在智能水箱缺水状态下，水箱将启动报警电路用以提醒当班人员，系统自动补水至正常值。

3 结论

图4 软件流程图

本设计系统实现了发射机智能水箱的基本功能，同时在补水效果方面表现良好，特别是增加之前系统未考虑到的温度检测报警，大大节约了劳动力，同时克服机器长时间持续播音补水不方便的缺点，也能避免因值班人员工作疏忽忘记补水导致发射机播音隐患等事故发生。但还存在不少缺点，本次设计温度检测电路使用的是DS18B20，它的精度不够高，在以后的工作中根据不同台站的需要，还可继续对程序进行优化。