摘要：DX中波發(fā)射機(jī)集成度高，處理故障困，為了減輕值班強(qiáng)度，提高發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制水平，將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到發(fā)射機(jī)中去，提高了設(shè)備的維護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)共享及網(wǎng)絡(luò)管理。

關(guān)鍵詞：中波發(fā)射機(jī)；計(jì)算機(jī)；自動(dòng)控制；PLC

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）15-3651-02

1 概述

我機(jī)房現(xiàn)有兩部美國(guó)HARRIS公司生產(chǎn)的DX-200KW全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)，該機(jī)型集固態(tài)化、數(shù)字化、模塊化為一體，操作方便，但控制系統(tǒng)復(fù)雜。由于發(fā)射機(jī)高度利用可編程序集成電路，給處理故障帶來(lái)一定的難度。為了減輕值班強(qiáng)度，避免操作過(guò)程中出現(xiàn)人為事故，提高發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制水平，我們將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到發(fā)射機(jī)中去，提高了設(shè)備的維護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)共享及網(wǎng)絡(luò)管理。

我機(jī)房在原發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制基礎(chǔ)上自行研制開(kāi)發(fā)了DX發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要完成以發(fā)射機(jī)為核心，包括電力控制等外圍輔助設(shè)備，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)、巡機(jī)、抄表、報(bào)警、發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障遠(yuǎn)程輔助處理、運(yùn)行圖的遠(yuǎn)程管理等功能。此系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)完善了發(fā)射機(jī)原有自動(dòng)控制系統(tǒng)，減少了值班員的工作強(qiáng)度，為“有人留守，無(wú)人值班”的需求奠定了基礎(chǔ)。

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

整個(gè)系統(tǒng)的操作部分由手動(dòng)、自動(dòng)兩部分構(gòu)成。自動(dòng)部分可以代替值班員的所有操作。手動(dòng)部分功能主要用于當(dāng)運(yùn)行圖發(fā)生臨時(shí)變更、自動(dòng)控制部分有故障、發(fā)生安全事故時(shí)，能及時(shí)投入使用。在開(kāi)關(guān)機(jī)、節(jié)目主備切換等相應(yīng)操作上手動(dòng)優(yōu)先操作。為保證手動(dòng)、自動(dòng)兩部分能協(xié)調(diào)工作而互不影響，采用分等級(jí)進(jìn)行控制，手動(dòng)為最上層；用手動(dòng)時(shí)，自動(dòng)將“自動(dòng)控制”部分電源斷開(kāi)，但是用自動(dòng)部分時(shí)，允許手動(dòng)操作，以防出現(xiàn)安全事故時(shí)發(fā)射機(jī)不能緊急關(guān)機(jī)。系統(tǒng)主界面如圖1所示。

3 詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容

下位機(jī)采用美國(guó)AB公司生產(chǎn)可編程序控制器（PLC）作為前端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具體負(fù)責(zé)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)、自動(dòng)切換高低功率、自動(dòng)調(diào)整功率、以及音周判斷，同時(shí)將前端采集回來(lái)的模擬量處理后傳送給上位機(jī)，根據(jù)存儲(chǔ)在下位機(jī)的運(yùn)圖作好前端執(zhí)行情況。PLC的I/O部分主要由輸入模塊和輸出模塊兩部分組成，輸出部分可直接驅(qū)動(dòng)外部繼電器的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制，輸入模塊可接收與其相連的輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)。

上位機(jī)采用研揚(yáng)一體化工作站AWK-3501。主界面適合人機(jī)對(duì)話，通過(guò)界面上顯示的各種開(kāi)關(guān)量和模擬量可以及時(shí)了解到發(fā)射機(jī)工作情況，上位機(jī)還可進(jìn)行發(fā)射機(jī)功率升降。任何異常或故障都有予以報(bào)警，同時(shí)記錄歷史數(shù)據(jù)供查詢，并將故障信息保存下來(lái)以便查詢。另外，系統(tǒng)將機(jī)器每小時(shí)的數(shù)據(jù)保存下來(lái)，以便打印和查詢之用。

設(shè)計(jì)采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，獨(dú)立控制，綜合布線，從各采樣點(diǎn)獲取信號(hào)，以多點(diǎn)1對(duì)點(diǎn)的形式，信號(hào)處理后送至SLC，利用DH+通訊適配器進(jìn)行計(jì)算機(jī)與SLC之間數(shù)據(jù)傳送，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一控制，統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2：

3.1 主要功能

上位機(jī)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)工作情況的監(jiān)測(cè)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的處理，打印報(bào)表等；下位機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)按運(yùn)行圖運(yùn)行和上位機(jī)下傳的強(qiáng)制執(zhí)行命令，采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、故障報(bào)警等。具體功能如下：

1）自動(dòng)完成值班員各項(xiàng)操作功能，按運(yùn)行圖完成定時(shí)合斷高低壓，自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)、抄表打印。該功能為保證安全播出，按照手動(dòng)、自動(dòng)操作并行工作方式設(shè)計(jì)，以確保任何一套系統(tǒng)出問(wèn)題時(shí)另一套系統(tǒng)及時(shí)投入運(yùn)行，使播音不受影響。

2）發(fā)射機(jī)巡檢功能。通過(guò)輸入模塊完成對(duì)發(fā)射機(jī)開(kāi)關(guān)量、模擬量的采集，對(duì)兩部發(fā)射機(jī)進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果經(jīng)處理后直接反映到主控界面，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)。

3）音周主備自動(dòng)倒換功能：我機(jī)房主要為中一、中二播音，對(duì)節(jié)目源的要求相對(duì)較高，因此，音周主備自動(dòng)倒換功能必不可少。

4）報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，上位機(jī)故障告警顯示并將有關(guān)數(shù)據(jù)、信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以利于事后故障分析、故障查詢和分析處理故障。利用數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的永久保存。下位機(jī)實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，按具體情況設(shè)置手動(dòng)斷開(kāi)報(bào)警和自動(dòng)斷開(kāi)報(bào)警兩部分。

5）歷史數(shù)據(jù)查詢功能。兩部發(fā)射機(jī)采集到100個(gè)開(kāi)關(guān)量和18個(gè)模擬量錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)。利用數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能，將歷史數(shù)據(jù)分時(shí)段導(dǎo)出，用光盤(pán)進(jìn)行永久性保存；根據(jù)需要，可導(dǎo)入任意時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，打??；幫助機(jī)房分析自該系統(tǒng)啟用以來(lái)任意時(shí)刻發(fā)射機(jī)的工作情況；歷史數(shù)據(jù)查詢分時(shí)段查詢和錯(cuò)誤查詢兩塊功能。

6）通過(guò)與服務(wù)器建高速局域網(wǎng)；通過(guò)密碼訪問(wèn)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)，建立數(shù)據(jù)交換平臺(tái)；遠(yuǎn)程用戶可以通過(guò)交換平臺(tái)協(xié)助值班員處理故障。

7）發(fā)射機(jī)故障協(xié)助處理方案：當(dāng)發(fā)射機(jī)發(fā)生故障時(shí)能提示處理方法和處理流程，達(dá)到縮短停播時(shí)間。

3.2 抗干擾處理

確保系統(tǒng)安全可靠性的措施抑制干擾源的產(chǎn)生，主要有以下幾點(diǎn)措施：抑制輸入輸出（I/O）通道接口引入的干擾； 在PLC與開(kāi)關(guān)量輸入單元之間，加入光電隔離，利用發(fā)光二級(jí)管較小的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻，而干擾信號(hào)源的內(nèi)阻大的特點(diǎn)，達(dá)到有效抑制干擾的目的；模擬量輸入時(shí)，加入上下峰值的切削，并將RC濾波電路濾出高頻信號(hào)，有效防止噪聲電壓的影響；在開(kāi)關(guān)量輸出時(shí)，利用繼電器的機(jī)械觸點(diǎn)能承載較大電流，即達(dá)到了功率驅(qū)動(dòng)的目的，又達(dá)到了隔離作用。

共用電源的其他設(shè)備所產(chǎn)生的干擾有可能使計(jì)算機(jī)誤動(dòng)作，為此，我們采取了以下措施：

采用在線式UPS電源，降低電壓的波動(dòng)和波形的變化，使計(jì)算機(jī)和可編程序控制器供電穩(wěn)定，抑制電網(wǎng)干擾；利用軍工產(chǎn)品開(kāi)關(guān)電源，達(dá)到進(jìn)入電路及模塊的直流電源紋波很?。粚LC電源部分的GR端子與LG端子（噪聲過(guò)濾器的中間插頭）相連接地，避免了電氣沖擊；安裝PLC的機(jī)架可靠地與發(fā)射機(jī)共同接地；軟件方面做了相應(yīng)的抗干擾處理。

3.3 軟件和編程

采用Windows NT Server 4.0作為服務(wù)器操作系統(tǒng)，有效利用NT服務(wù)器用戶權(quán)限管理的特點(diǎn)，確保系統(tǒng)與外界完全隔離，保證系統(tǒng)安全可靠。軟件程序采用Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)控制界面模擬發(fā)射機(jī)觸摸屏，可同時(shí)監(jiān)控兩部發(fā)射機(jī)的主要狀態(tài)，軟件設(shè)有不同的操作權(quán)限，一般人員只可對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)密碼注冊(cè)后，管理人員可修改運(yùn)行圖、對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行操作、修改系統(tǒng)時(shí)間等其他有權(quán)限的控件，保證了自動(dòng)控制系統(tǒng)正確運(yùn)行及正常使用。

通訊軟件采用RSLinx Professional軟件，VB6.0編程可以通過(guò)DDE（微軟公司推出的一種基于Windows NT操作系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)議）與應(yīng)用程序通信。RSLinx Professional提供給DDE Server數(shù)據(jù)，并接受DDE Client數(shù)據(jù)。選擇RSLinx Professional 而不選擇RSLinx Gateway 原因是RSLinx Gateway 是可以基于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的，用戶可以通過(guò)遠(yuǎn)程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，這對(duì)于發(fā)射機(jī)的正常安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。

4 遠(yuǎn)程輔助功能

本系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程輔助系統(tǒng)，借助系統(tǒng)提供的平臺(tái)，依靠網(wǎng)絡(luò)，所有DX系列發(fā)射機(jī)維護(hù)專(zhuān)家可以在這里進(jìn)行雙向交流，實(shí)現(xiàn)資源共享，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。值機(jī)人員在值班中若遇到暫不能處理的異態(tài)，除打電話通知機(jī)房主任來(lái)處理之外，還可以在遠(yuǎn)程輔助平臺(tái)里，向在線的專(zhuān)家求助，得到故障處理方法的即時(shí)指導(dǎo)。在平本臺(tái)里交流的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)和方法會(huì)以分類(lèi)的形式存儲(chǔ)在本地服務(wù)器中，隨地著日積月累，這個(gè)平臺(tái)將會(huì)是個(gè)DX系列發(fā)射機(jī)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)和故障處理方法集錦，很多專(zhuān)家的寶貴經(jīng)驗(yàn)在這里可以用比圖書(shū)更快捷、更完整的方式傳播，惠及更多的DX系列發(fā)射機(jī)護(hù)人員和值機(jī)人員。

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