國(guó)家新聞出版廣電總局953臺(tái) 孫 旭

1.前言

我臺(tái)B01機(jī)為美國(guó)Harris公司生產(chǎn)的DX-600水冷數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)，拆除一個(gè)PB-200單元，外加一只射頻開關(guān)的DX-400改型機(jī)。自1999年9月15日播出，沒有備份機(jī)和代播機(jī)，全天播出21.67小時(shí)，此發(fā)射機(jī)由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的電子元件組成，每一環(huán)節(jié)都非常重要，若一個(gè)器件出現(xiàn)問(wèn)題，都可能造成單個(gè)PB-200單元或整部發(fā)射機(jī)癱瘓。如果一個(gè)PB-200單元出現(xiàn)故障，發(fā)射機(jī)不能自動(dòng)切換正常PB-200單元播出，需要值班人員手動(dòng)倒機(jī)切換完成，存在故障判斷時(shí)間長(zhǎng)、操作步驟繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度較大等缺點(diǎn)，并且參與倒機(jī)切換的MMI（人機(jī)接口）響應(yīng)速度慢，現(xiàn)已停產(chǎn)，也是導(dǎo)致并機(jī)/單機(jī)切換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的主要因素。這些存在的問(wèn)題制約著DX-400改型機(jī)安全播出任務(wù)的完成，同時(shí)加大了值班員勞動(dòng)強(qiáng)度，因此不具備“有人留守，無(wú)人值班”新型運(yùn)維模式。為減輕值班員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少技術(shù)停播時(shí)間，提高設(shè)備可靠性，確保安全播出，自主研發(fā)DX-400發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)，有效解決上述問(wèn)題，為“有人留守、無(wú)人值班”新型運(yùn)維模式奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.DX-400發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案

為實(shí)現(xiàn)N-1方式智能切換，拆除并機(jī)網(wǎng)絡(luò)冗余射頻開關(guān)K3、K10、K20、K30及伺服系統(tǒng)，利用冗余射頻開關(guān)的控制及狀態(tài)通路，將外加射頻開關(guān)KA接口板的開關(guān)控制、過(guò)流故障、電弧故障、過(guò)流復(fù)位信號(hào)引入TCU柜，通過(guò)對(duì)TCU PLC程序重新編寫，實(shí)現(xiàn)N-1方式智能切換功能。圖1、圖2所示改造前后DX-400并機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理圖。

圖1 改造前DX-400并機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理圖

圖2 改進(jìn)后DX-400并機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理圖

通過(guò)圖1與圖2及表1與表2對(duì)比，原DX-600并機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用7只射頻開關(guān)，而改造后的DX-400并機(jī)網(wǎng)絡(luò)只保留3只射頻開關(guān)，拆除伺服控制系統(tǒng)，減少檢修工作量及維護(hù)成本，降低冗余器件帶來(lái)的故障風(fēng)險(xiǎn)。將外加射頻開關(guān)KA的控制、狀態(tài)、過(guò)流故障、過(guò)流復(fù)位通過(guò)冗余射頻開關(guān)通路引入TCU PLC，實(shí)現(xiàn)KA自動(dòng)控制，圖3所示為外加射頻開關(guān)KA改造原理圖，表3所示為外加射頻開關(guān)KA與有關(guān)電路對(duì)應(yīng)參數(shù)表。

表1 改造前DX-400并機(jī)網(wǎng)絡(luò)射頻開關(guān)組合方式

表2 改造后DX-400并機(jī)網(wǎng)絡(luò)射頻開關(guān)組合方式

表3 外加射頻開關(guān)KA與有關(guān)電路對(duì)應(yīng)參數(shù)表

表4 DX-400發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)與Harris公司生產(chǎn)的DX系列并機(jī)發(fā)射機(jī)比較表

圖3 外加射頻開關(guān)KA改造原理圖

3.DX-400發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案

MMI是與DX-400改型機(jī)進(jìn)行直接通訊的人機(jī)接口，MMI系美國(guó)QUICK PANEL公司生產(chǎn)的9英寸彩屏產(chǎn)品，響應(yīng)速度慢，而且已停產(chǎn)，為滿足DX-400中波發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)的要求，需重新選型。通過(guò)對(duì)比各種MMI產(chǎn)品，確定PROFACE公司生產(chǎn)的GP2501-TC41-24V（10.4英寸、TFT真彩、256色）產(chǎn)品，其具有響應(yīng)速度快、屏幕大、操作快捷等優(yōu)點(diǎn)。但各廠家MMI圖形編輯方法不同，以及與PLC通訊方式差異，根據(jù)改造后的DX-400并機(jī)網(wǎng)絡(luò)及智能切換控制功能需要，刪除了伺服菜單，設(shè)計(jì)繪制11張MMI菜單界面，增加運(yùn)行圖控制菜單（實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)自動(dòng)開/關(guān)機(jī)功能），用圖形編輯器編寫MMI程序。使得更加合理、簡(jiǎn)潔、高效。

圖4 合成器模式圖

圖5 運(yùn)行圖菜單

PLC程序采用羅克韋爾公司SLC500系列專用開發(fā)平臺(tái)RSLogix500，利用梯形圖編輯器進(jìn)行開發(fā)，并通過(guò)專用通訊軟件完成與上位機(jī)的通訊，PLC網(wǎng)絡(luò)組成DH+網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)共享、實(shí)現(xiàn)智能切換。

圖6 PLC系統(tǒng)DH+聯(lián)絡(luò)圖

4.DX-400發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)實(shí)施

4.1 并機(jī)網(wǎng)絡(luò)施工，實(shí)現(xiàn)N-1自動(dòng)切換方式

將DX-600并機(jī)網(wǎng)路改造為DX-400并機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)N-2方式切換，去除冗余射頻開關(guān)，實(shí)現(xiàn)兩并機(jī)自動(dòng)切換工作方式。拆除伺服控制線J17；拆除N30網(wǎng)絡(luò)弧光檢測(cè)板；拆除模式控制接口板A2上光敏電阻；拆除輔助接觸器接口板A2接線及PB模式控制接口板A2接線，拆除CCU接口切換板上模式開關(guān)部分接線。

搭建外加射頻開關(guān)KA控制/狀態(tài)線路，利用備份外加射頻開關(guān)KA，采用機(jī)下加電的方法進(jìn)行試驗(yàn)。使用開關(guān)電源分別給KA送入單/并機(jī)切換控制信號(hào)，檢查KA動(dòng)作情況；調(diào)整KA過(guò)流起限點(diǎn)電壓，使KA在動(dòng)作過(guò)程中起限，觀察過(guò)流指示燈是否亮，使用萬(wàn)用表檢測(cè)改造后KA過(guò)流輸出端高低電平變化情況；使用強(qiáng)光應(yīng)急燈照射KA控制板上光敏電阻，檢查改造后的弧光檢測(cè)電路。

4.2 MMI菜單繪制

更新MMI硬件，對(duì)MMI重新編程，在編程過(guò)程中使用了大量的前沿技術(shù)，進(jìn)行了大量的調(diào)試工作，實(shí)現(xiàn)了界面與發(fā)射機(jī)硬件的完美結(jié)合。屏幕尺寸大，菜單切換速度為0.2秒；而美國(guó)的MMI的存在許多冗余代碼，屏幕尺寸小，切換速度為3秒鐘。

更新TCU機(jī)柜MMI程序，改為DX-400控制菜單，參考DX-600發(fā)射機(jī)MMI菜單的控制和狀態(tài)，使用MMI進(jìn)行模式切換、音周切換、射頻源選擇、節(jié)目/測(cè)試等控制實(shí)驗(yàn)；根據(jù)發(fā)射機(jī)的狀態(tài)，對(duì)比MMI菜單，確認(rèn)檢測(cè)和顯示正常。

4.3 PLC程序編寫與調(diào)試

反復(fù)在線修改PLC程序，測(cè)試模式開關(guān)的控制，觀察位置狀態(tài)，修改程序。構(gòu)建DH+網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與MMI進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，使得發(fā)射機(jī)運(yùn)行圖能實(shí)時(shí)輸入發(fā)射機(jī)PLC中執(zhí)行，并且能在MMI中的運(yùn)行圖菜單中實(shí)時(shí)顯示。

4.4 整機(jī)調(diào)試

MMI控制和狀態(tài)均正常后，進(jìn)行自動(dòng)倒機(jī)試驗(yàn)。即：并機(jī)開啟發(fā)射機(jī)，手動(dòng)關(guān)閉一個(gè)PB200單元，觀察射頻開關(guān)切換、阻隔負(fù)載運(yùn)行、MMI顯示狀況，倒單機(jī)（另1個(gè)PB200播出）成功后，在MMI合成器模式控制菜單恢復(fù)并機(jī)運(yùn)行模式，檢查發(fā)射機(jī)單機(jī)倒并機(jī)運(yùn)行情況；在單個(gè)PB200單元，人為制造各種故障，觀察發(fā)射機(jī)故障倒單機(jī)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，反復(fù)修改程序，直到倒機(jī)試驗(yàn)成功。

4.5 DX-400中波發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)與原來(lái)DX-400改型機(jī)比較

如表4所示，實(shí)踐證明：DX-400發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單/并機(jī)智能切換、運(yùn)行圖修改、數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄、故障自動(dòng)報(bào)警等功能。對(duì)具有DX-400改型機(jī)的臺(tái)站來(lái)講，具有很強(qiáng)的推廣價(jià)值，對(duì)于DX-600發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)（N-2方式）單機(jī)維持播出，具有借鑒意義。

5.結(jié)束語(yǔ)

DX-400發(fā)射機(jī)智能切換系統(tǒng)研制成功后，運(yùn)行至今，工作穩(wěn)定，安全可靠，沒有因智能切換系統(tǒng)本身故障造成的停播事故。當(dāng)單個(gè)PB-200單元出現(xiàn)故障時(shí)，智能切換系統(tǒng)均能有效地完成倒機(jī)操作，大大縮短了停播時(shí)間，倒機(jī)操作時(shí)間由2分鐘降到12秒鐘，系統(tǒng)還發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)記錄故障等重要數(shù)據(jù)，為判斷故障及后期故障處理提供第一手?jǐn)?shù)據(jù)；徹底解決單個(gè)PB-200出現(xiàn)故障需手動(dòng)倒機(jī)恢復(fù)播出的問(wèn)題，將安全播出真正落實(shí)到實(shí)處；DX-400智能切換系統(tǒng)運(yùn)行圖功能實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)自動(dòng)開/關(guān)機(jī)、升/降功率，大大減輕值機(jī)員的勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)于實(shí)現(xiàn)DX-400中波發(fā)射機(jī)房“有人留守，無(wú)人值班”的新型運(yùn)維模式奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

[1]廣播電視發(fā)送與傳輸維護(hù)手冊(cè)DX型大功率中波發(fā)射機(jī)[Z].北京:國(guó)家廣播電影電視總局無(wú)線電臺(tái)管理局,2000,6.

[2]廣播電視設(shè)備維護(hù)圖冊(cè)(一).DX系列發(fā)射機(jī)[Z].北京:國(guó)家廣播電影電視總局無(wú)線電臺(tái)管理局,2000.

[3]張建民,王濤.智能控制原理及應(yīng)用[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2003.