摘 要：本方案以RU2S-D24繼電器為核心，巧妙地設(shè)計(jì)電路，使用2級(jí)繼電器控制，實(shí)現(xiàn)天控柜閉鎖回路系統(tǒng)的改造。消除原電路在UPS電源故障時(shí)，無法正常閉合從而導(dǎo)致機(jī)房全部發(fā)射機(jī)掉高壓的隱患。

國家新聞廣電總局2022臺(tái)10部100kW短波發(fā)射機(jī)共同使用1個(gè)天控柜系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)對天線的控制。閉鎖回路里面的繼電器，其線包一端接UPS的24 V輸出電壓，另一端接PLC的輸出信號(hào)。

這種回路使用1級(jí)繼電器電路，電路過于簡單，無法消除UPS損壞帶來的影響。在設(shè)計(jì)新電路初期考慮是否使用單片機(jī)或者74LS00、74LS47等邏輯集成塊或FPJA等原件，這些原件可操作性高，靈活簡單，但是它們都需要額外的供電，一方面要為它們重新找電源，另一方面他們的電源如果出現(xiàn)問題，芯片無法工作，同樣會(huì)使閉鎖回路斷開。即無法解決本次改造的核心要求。供電出現(xiàn)故障后閉鎖回路依然正常閉合從而發(fā)射機(jī)依然正常播音而不會(huì)掉高壓。因此，電臺(tái)對該系統(tǒng)進(jìn)行改造，使用2級(jí)繼電器電路，巧妙利用2個(gè)繼電器的常開常閉的邏輯組合，保證回路在UPS供電故障時(shí)，發(fā)射機(jī)不會(huì)掉高壓，可以正常播音。

1 原閉鎖回路原理及隱患

改造前工作原理如下：當(dāng)發(fā)射機(jī)正常播音時(shí)，控制回路里面的PLC送來地信號(hào)，繼電器K1線包得電，常開接點(diǎn)閉合，從而使閉鎖回路連通，繼而發(fā)射機(jī)高壓連鎖回路的繼電器1K23線包得電，高壓連鎖回路連通，發(fā)射機(jī)可以正常加高壓。當(dāng)?shù)固炀€時(shí)，發(fā)射機(jī)要落高壓，否者此時(shí)加高壓會(huì)使交換閘觸點(diǎn)打火燒壞。為防止此時(shí)機(jī)器誤加高壓，PLC送來高電平信號(hào)，繼電器K1線包失電，常開接點(diǎn)打開，發(fā)射機(jī)高壓連鎖回路的繼電器1K23線包失電，高壓連鎖回路斷開，發(fā)射機(jī)可以正常落高壓，保證安全倒天線。這種設(shè)計(jì)有一個(gè)隱患，那就是當(dāng)UPS出現(xiàn)故障后，繼電器線K1包失電，常開接點(diǎn)打開，1K23線包失電，高壓連鎖回路斷開，發(fā)射機(jī)掉高壓造成停播事故。更嚴(yán)重的是，天控柜屬于公共設(shè)備，一旦出現(xiàn)上述事故，停播時(shí)間要翻幾倍。從理論上說UPS是長時(shí)間正常的，檢修時(shí)，會(huì)對其進(jìn)行充放電檢查，但平時(shí)播音一旦故障，損失無法挽回。

2 新閉鎖回路原理

為了消除原閉鎖控制系統(tǒng)的隱患，機(jī)房設(shè)計(jì)新的控制回路，增加一級(jí)繼電器回路，利用2級(jí)繼電器常開常閉的邏輯組合，在保證發(fā)射機(jī)播音倒頻等正常狀態(tài)基礎(chǔ)上，避免UPS電源和大閘的瞬間故障造成機(jī)器掉高壓的情況出現(xiàn)。再使用2個(gè)繼電器，即K1和K2，將它們的常閉接點(diǎn)連到系統(tǒng)中，K1與控制回路相連，其線包接24 V電源和PLC信號(hào)，常閉接點(diǎn)與24 V電源和K2線包，負(fù)責(zé)為K2供電。K2的線包與K1的常閉接點(diǎn)和地線號(hào)鏈接，常閉接點(diǎn)入閉鎖回路，該回路又和發(fā)射機(jī)的高壓連鎖回路連同，控制1K23繼電器線包得電與否。

2.1 播音時(shí)的工作狀態(tài)分析

機(jī)器正在播音的時(shí)候，閉鎖系統(tǒng)工作狀態(tài)。此時(shí)PLC送來1個(gè)地信號(hào)，K1線包兩端有24 V壓差，K1得電吸合，其常閉接點(diǎn)打開，24 V電源無法給K2供電，K2線包沒有得電，其常閉接點(diǎn)保持閉合狀態(tài)，使得閉鎖回路連通。此時(shí)保證高巖連鎖回路閉合機(jī)器保持加高壓狀態(tài)。

2.2 倒天線時(shí)工作狀態(tài)分析

當(dāng)發(fā)射機(jī)要倒天線時(shí)，機(jī)器必須落高壓以防止高壓燒毀交換閘端子，閉鎖系統(tǒng)工作狀態(tài)。PLC送來1個(gè)高電平信號(hào)，K1線包不得電不吸合，其常閉接點(diǎn)保持閉合，24 V電源經(jīng)過K1的常閉接點(diǎn)給K2線包供電，K2線包得電，這時(shí)候K2的常閉接點(diǎn)打開，閉鎖回路斷開。這樣使得發(fā)射機(jī)電控機(jī)箱里面的高壓連鎖回路斷開，1K23線包失電，機(jī)器保持落高壓狀態(tài)，從而保護(hù)交換閘的安全。

2.3 UPS電源故障時(shí)工作狀態(tài)分析

下面將分析當(dāng)UPS電源故障時(shí)，系統(tǒng)如何保證閉鎖回路正常工作。此狀態(tài)是本次改造要實(shí)現(xiàn)的核心功能，利用K1 和K2以及UPS 斷電的邏輯關(guān)系完成。24 V電源信號(hào)消失，此時(shí)PLC提供一個(gè)地信號(hào)，K1繼電器線包失電，其常閉節(jié)點(diǎn)閉合，中間回路導(dǎo)通，但是這時(shí)候UPS電源是故障的，即K2繼電器線包兩端沒有電壓差不得電，因此其常閉節(jié)點(diǎn)仍然閉合不打開，因此閉鎖回路仍然閉合，發(fā)射機(jī)的高壓連鎖回路連通，機(jī)器正常加高壓。

新系統(tǒng)將播音與倒天線的電源要求倒置。機(jī)房發(fā)射機(jī)全天播音，而倒天線合計(jì)只有十幾秒鐘。如果使用舊系統(tǒng)，要求UPS全天為電路供電，只有倒天線的十幾秒鐘無需供電，所以由電源故障造成停播的概率大。使用新系統(tǒng)，全天播音UPS電源可供可不供，只有在倒天線的十幾秒鐘需要供電，即使倒天線時(shí)UPS出現(xiàn)故障無法供電，此時(shí)也有3分鐘的倒頻時(shí)間，足夠值班員手動(dòng)操作天控柜倒天線。

3 補(bǔ)充功能

新系統(tǒng)中加入了兩個(gè)補(bǔ)充功能。第一，在24伏電源回路中串入一個(gè)發(fā)光二

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