DF100A型短波发射机的自动化控制系统

摘 要 本文简要介绍了DF100A型短波发射机的自动化控制系统的结构及特点，详细阐述了发射机房运行监控系统和发射机单机监控系统的功能。

关键词 短波发射机；自动化系统；运行监控系统；自动控制

中图分类号G22 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）129-0098-02

DF100A型短波发射机是我国短波发射机中的主力机型，该机型的整体运行稳定性对于安全传输发射工作至关重要。伴随着信息化技术的发展，广播发射系统已由计算机智能控制代替传统的人工手动控制，发射机自动化系统已经成为发射机的一个重要组成部分。

1 DF100A短波发射机自动化系统的结构及特点

DF100A型短波发射机自动化控制系统结构采用数据服务器--上位机--下位机模式，如图1，一台下位机和一台上位机组成一个发射机单机控制系统来控制一部发射机，一台服务器与各部发射机的上位机相连，可以监控机房里的所有发射机，服务器与台里的局域网连接，实现数据交换和远程监控。

下位机使用可编程序控制器PLC，上位机中的单机控制系统通过RS-232串行口与PLC通讯，而单机系统与数据服务器则组成局域网来进行通讯。PLC采用日本OMRON公司PLC ，CPU的型号是SYSMAC C200HX，作为下位机完成发射机的开关机、自动调谐、数据采集和故障报警等功能。

使用一台服务器作为上位机提供人机交互界面，完成故障报警、发射机状态监控、数据上传等功能。自动控制系统中采用C++builder6.0为开发平台来编写上位机软件。在软件编写过程中采用了多线程、网络编程等新技术，提高上位机软件的性能和可靠性。

数据服务器完成数据管理和数据发布的功能。数据库使用SQL Server2000，对数据进行管理，同时预留了接口，方便通过网络实现远程数据访问。数据服务器保存发射机的运行历史数据并提供查询，实时显示各部发射机的运行数据和工作状态，实时监测各部发射机的状态；可对包含服务器、上位机和上位机的整个控制系统校时，保证整个系统的同步性。

这套控制系统的技术特点：

自动控制系统结构鲜明，布局统一，操作简便，利于维护，还保留了发射机所有手动控制功能。

这套系统下位机采用的硬件设备是可编程逻辑控制器（PLC）。目前，PLC是工业自动控制领域的专业设备，技术条件非常成熟，生产、调试周期短。能够不间断工作，不易死机，且模块统一标准。

整个自动控制系统由前端执行装置，人机交互窗口，全机房监控系统三大部分组成，每一部分独立工作。

系统的数据库采用SQL Server2000专业版，对数据进行最有效的管理。同时预留了接口，方便通过网络实现远程数据的读取。

通过自动、半自动和手动三种工作模式可以准确的控制发射机。在自动调谐过程中，自动封锁音周，调谐完成后，自动加音周。

系统实现了对发射机故障的全面诊断。

控制系统记录下用户需要的各种数据。所有的数据都存放于数据库中，可以远程访问。

系统执行标准的TCP/IP协议，组成百兆局域网，实现多部发射机数据交换，预留接口可以和外部网络连接。

系统还实现了与天线交换开关控制系统的结合；以及根据GPS时钟对自动控制系统的时钟进行校正。

2 发射机房运行监控系统功能

机房运行监控系统的基本功能分为：运行监测，调度管理，系统管理，数据处理。机房监控系统的基本组成包括：运行监测子系统，调度管理子系统，数据处理子系统。

2.1 调度管理子系统

调度管理子系统接收台运行管理系统发送来的运行图。机房值班人员通过身份验证后，可查看、修改当前带周期的运行时间表。完成运行时间表的编辑、校验、分发。运行时间表的生成和保存。向发射机自动化系统和天线自动交换系统下发带周期信息的运行时间表。

2.2 运行监测子系统

运行监测子系统用来监测机房内各自动化系统的实时运行状态、运行数据、故障信息等，并在界面上显示。

2.3 数据处理子系统

数据处理子系统接收发射机自动监控系统上传来的发射机每秒状态数据、发射机每分钟状态数据、故障数据、故障前1分钟状态数据，接收天线交换开关监控系统上传的秒数据和故障数据，同时将接收到的各种数据进行处理显示。并当机房监控系统与台平台通讯正常时，将这些数据上传给台平台。

3 发射机单机监控系统

系统功能：

发射机控制系统将完成所有本机控制单元的功能，能将发射机的重要状态参数进行汇总。其主要包括发射机监控和数据管理两大功能。发射机监控包括：手动操作功能、自动运行功能、发射机实时监测功能、故障报警及处理、校时功能。数据管理包括日志管理功能、运行时间表管理功能。

1）自动、手动和检修工作模式。

发射机自动化系统有自动、手动和检修三种工作模式。手动工作模式下保留所有的手动功能，手动工作模式时，自动化系统只有监测发射机的状态，并上传工作状态。自动工作模式时，发射机自动化系统按运行时间表对发射机进行自动控制，同时监视发射机状态；当发射机故障时，实现故障报警和故障恢复。在检修模式下，不接收机房监控系统下发的运行时间表和控制指令，仅上传机器状态。

发射机自动化系统的自动和手动工作模式在发射机上通过模式开关来完成切换。发射机自动化系统的检修工作模式则通过在上位机软件界面上设置来实现。

2）自动功能。

（1）运行时间表管理功能。

发射机自动监控系统在手动或自动工作模式下，接收来自机房监控系统下发的发射运行时间表，系统自动完成运行时间表的更新和确认接收。操作人员通过身份验证后，可人工修改、查看运行时间表。

（2）自动开关机功能。

发射机自动监控系统运行在自动工作模式时，根据发射机工作状态和设置，按照运行时间表完成发射机自动开关机的所有操作。播音提前预热灯丝，较长播音间隙时，本对下一个播音频率进行试机，试机结束后，根据设定的参数，自动处于待机状态或落主控，试机时间和参数均可在上位机界面上设定。

（3）自动倒频调谐功能。

发射机自动监控系统处于自动工作模式时，将根据本机的带周期的运行时间表，来控制频率合成器输出需要的载波频率，并对发射机各个调谐马达进行预置，并判断是否为带周期的运行时间表所要求的天线。预置到位，且天线正确时，若满足合高压条件，则进行合高压，并自动封锁音周，对高前、高末调谐元件位置状态输出控制信号，对发射机高前进行调谐，对高末进行调谐、调载，调谐完毕升至高功率，自动释放音周。换频调谐各阶段在上位机界面上均有对应的状态提示。

（4）故障报警、故障诊断功能。

发射机自动监控系统运行在自动工作模式时，在发射机换频调谐和播音过程中，出现的故障，会进行报警提示，将故障信息记录于本机控制系统日志中，并将重要的故障信息上传给机房监控系统。根据不同的故障，发射机自动监控系统将进行上位机界面画面报警和声音报警相结合的方式。

自动调谐时提示：换频不到位、无激励、自动合高压加不上、自动升功率升不了、调谐超时等。

发射机状态提示：风机故障、水流水位故障、门锁故障、天线连锁故障、外电异常、灯丝电流异常、屏压异常、高末异常、播音中功率过低等。

3）日志管理功能。

发射机自动监控系统的日志有：发射机表值记录、发射机故障及告警记录和人工操作日志。

4）实时监测功能。

发射机自动监控系统处于工作状态时将对发射机进行实时监测。

发射机模拟量监测：反射功率、入射功率、外电、宽放电流、宽放电压、高前偏压、帘栅压、高前屏压、高前马达、高末调谐马达、高末负载马达、前棒马达、后棒马达、顶棒马达、平衡/不平衡转换器马达、谐波滤波器马达等。

发射机开关量监测：过荷信号、高压切断锁定、低功率锁定、功率限定、机箱门开关、风机、蒸发锅水流、水位、复位确认、调谐确认、主控合、主控断、高压合、高压断、高功率确认、低功率确认、断激励保护、接地开关、天线连锁确认、音周状态、合偏压条件满足、合高压条件满足、手动/自动状态、计时等。

5）校时功能。

发射机自动监控系统具有自动校时和手动校时功能。正常情况下，发射机自动监控系统每天自动根据机房监控系统的标准时间对本机的PLC时间和系统时间校时一次。特殊情况下，机房操作人员可通过身份验证后，在上位机界面对本机PLC时间和系统时间进行人工手动校正。自动校时或手动校时后，均记录于操作日志。

4 结论

发射机的自动化系统改造完成和顺利运行，可以避免因人工操作引起的失误，也将值班员从繁重的值班工作中解放出来，极大减轻了发射机房值班员的劳动强度，也为实现发射台站实施“有人留守，无人值班”的工作模式提供了物质基础。

参考文献

[1]于用寿.基于DF100A型广播发射机自动化系统的运维.

科技传播，2010，9.

[2]李天德.418E/F型100KW PSM短波广播发射机.中国广播电视出版社.

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