浅析双电源切换器的工作原理及安装实例

李秋冬 邱 勇 范飞帅

一、引言

广西广播电视无线发射台站运维支撑管理系统实现对无线发射台站发射机等设备的远程监控，完成发射机自动开机、关机和运行参数监测等任务。运维支撑管理系统对“村村通”无线发射台站发射机的控制和监测，主要通过采集控制器和开关机控制器完成。采集控制器与开关机控制器连线示意图如图1所示。

图1 采集控制器与开关机控制器连线示意图

采集控制器通过控制开关机控制器来控制300W或100W调频发射机电源通断，从而控制调频发射机的开机、关机。采集控制器通过采集开关机控制器的输出断开或闭合状态，以此判断调频发射机处于开机还是关机状态。通过采集发射机的入反射电压值，判断发射机的播出功率值。通过天线控制采集控制器，实现对同轴开关倒换控制和状态取样。

在运维支撑管理系统中，台站主控电脑运行发射机的主控程序，通过向采集控制器发送命令来控制和监测发射机的工作状态。一旦主控电脑、通信链路、采集控制器或者开关机控制器任意一个环节出现故障，系统将无法实现对发射机的有效控制。

为了提高调频发射机的供电安全，保证调频发射机的正常稳定，不中断播出，“村村通”无线发射台站陆续引入了双电源切换器，定义开关机控制器输出电源作为双电源切换器的主用电源，引用一路台站配电柜输出电源作为备用应急电源。双电源切换器可以实现主用电源和应急电源的自动切换，将调频发射机原有的单电源供电模式转变成双电源供电模式。这样即使主用电源中断，发射机也可以在很短的时间内切换到应急电源供电，避免了因供电原因带来的发射机停播事故。

二、双电源切换器的工作原理

如图2所示，双电源切换器主要由开关、接触器、PLC和ATS等组成。PLC是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，它由CPU、指令及数据内存、输入输出接口、电源和数字模拟转换等功能单元组成。双电源切换器开机正常工作时，主备机首先使用的是主用电源，PLC实时检测主用电源和天线到位情况。当主机天线端口有220V电压输入时，则判断天线在主机一侧；备机天线端口有220V电压输入时，则判断天线在备机一侧。若PLC判断出天线在主机一侧，且检测到主机主电不正常，同时时间处于设定的开机时间表内，则PLC开始进行延时倒计时。所设定的时间一到，PLC的延时输出开关1就闭合，主机供电ATS倒换至主机应急电源一侧，双电源切换器的主机供电输出变成应急电源输出。当主机主用电源恢复正常，或PLC判断出天线不在主机一侧，抑或时间不在设定的开机时间表内，PLC的延时输出开关1则断开，ATS的应急电源输出断开。同理，备机供电输出原理亦如此。

图2 双电源切换器结构示意图

三、双电源切换器的安装

双电源切换器的安装示意图如图3所示，结合台站实际情况，图中的主机天线到位和备机天线到位各自通过220V继电器与双电源切换器的主天线端口和备天线端口相连。考虑到开关控制器在供电方面的不足，开关控制器的主机电源输出通过控制交流接触器将主机主电送入双电源切换器的主机主电端口，而备机主电端口则直接从开关机控制器的备机电源输出端口取电。当主机天线到位时，主机220V继电器吸合，主天线接口有220V电压输入。同理，备机天线到位判断亦如此。开关机控制器的主机电源输出端口如有220V输出，则交流接触器触点吸合，主机主电输入到双电源切换器的主机主电端口。在安装调试的过程中发现，当天线打到备机一侧，同时备机主电输入显示正常时，备机输出ATS并未倒换到备机主电一侧。仔细查找后发现备机主电输入虽然显示正常，但双电源切换器的PLC只检测备机主电电源线中的火线，而备机主电的火线实际上是开关机控制器备机电源输出的零线。由于零线对地电压几乎为0，所以PLC判断备机主电输入不正常，PLC的延时输出开关2不断开，备机应急电源不断开，备机ATS输出一直在应急电源一侧。将开关机控制器的备机电源输出端口的火线和零线相调换后重新开启双电源切换器测试发现，备机ATS输出立即倒换到备机主电一侧，双电源切换器恢复正常工作。

图3 双电源切换器安装示意图

四、总结

双电源切换器以PLC为控制核心，通过PLC检测天线到位情况、主电输入是否正常，控制应急电源的通断，从而实现应急电源到主用电源的自动切换。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性和抗干扰能力，广泛应用于工业控制的各个领域。安装调试设备时，不仅要熟悉设备的工作原理，还应该了解设备的内部结构和判断逻辑，遇到问题时应分模块、分步骤进行分析，从输入端开始逐个模块进行测试排除故障。