李 利

（作者單位：國家新聞出版廣電總局561臺）

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中波廣播發(fā)射機自動化系統(tǒng)的硬件接口設計

李 利

（作者單位：國家新聞出版廣電總局561臺）

摘 要：本文詳細介紹所設計的一套集穩(wěn)定性和可靠性于一體的自動化硬件接口系統(tǒng)，同時，配以安全可靠的軟件使用維護系統(tǒng)及大眾網(wǎng)絡的數(shù)字傳輸技術(shù)，真正實現(xiàn)“無人值守”的目的。

關(guān)鍵詞：自動化硬件接口；模塊；中波發(fā)射機

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，廣播發(fā)射機的種類越來越多，但為了滿足用戶對監(jiān)控的不同要求，監(jiān)控系統(tǒng)設計人員需要不斷進行技術(shù)革新，使使用效率得到最大程度地發(fā)揮。

1 控制器選取和架構(gòu)選擇

目前，應用比較廣泛的廣播發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)主要有四種，分別是：工控機帶數(shù)據(jù)采集卡、直接采用PLC進行編程控制的系統(tǒng)、采用微處理器進行智能控制的系統(tǒng)和可編程自動化控制器，又稱為PAC。就本文而言，采用的是最后一種應用方式，選用的是泓格8000系列或者是7000系列的PAC控制器。由于其在抗干擾方面具有很好的性能和表現(xiàn)，省去了控制過程中對所有控制器的屏蔽過程，操作較為簡單。將其與監(jiān)控點建立聯(lián)系時，不需要額外的硬件設備，直接采用導線接通的方式即可實現(xiàn)。在我們初步確定選用的對口控制器后，還需要對監(jiān)控系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)進行綜合評價，根據(jù)評價的參數(shù)和結(jié)果進行下一步的工作，選用單套發(fā)射機安裝嵌入單套硬件接口的設計方案。

2 自動化系統(tǒng)硬件接線方式

2.1 數(shù)字輸入DI接線方式

在工作中，數(shù)字輸入DI模塊是使用比較普遍的一個種類，87053是最為典型而且常見的模塊，下面就以其為對象進行簡要說明。對78053模塊而言，DI輸入阻抗值的大小都是3K，電壓的輸入值不得超過+30V。其中，外接電源的額定電壓為+12V。通過相關(guān)的公式可以進行計算出光耦合器的初級電流幅值為4毫安。對DI模塊而言，在指示其通斷狀態(tài)時，采用的是指示燈，通過指示燈來表示通道的狀態(tài)。

就PDM機而言，完成數(shù)字輸入功能的絕大部分采樣點都對應著一些觸點。這些觸點位于不同的元器件上，其中的采樣點多是繼電器的觸點，這些繼電器一般安裝在輸出板上和輸入板上，而干接點這一類典型的觸點則是來自于同軸開關(guān)。以典型的DI.COM為例，其上每成對出現(xiàn)的觸點，對應繼電器上特定的位置，在接線時分別連接電源和DIX端口，采用12V的穩(wěn)壓電源進行供電。如果出現(xiàn)觸點比克的情況，87053中的相應模塊就接通了電源，然后對應該模塊的指示燈會處于顯示狀態(tài)。

哈里斯DX-10型機采用接線方式，首先是確定DI.COMB接+12V開關(guān)電源。但是，當廣播發(fā)射機呈現(xiàn)低壓狀態(tài)時，控制器開關(guān)電源不關(guān)閉，這時我們會發(fā)現(xiàn)所有的DIX指示燈都會亮。經(jīng)過電路圖分析，發(fā)現(xiàn)是Q1次級出現(xiàn)了不導通的意外情況，但是發(fā)射機開關(guān)電源選用+22V。為了能找到一個解決方法，我們首先應該做的是考慮選用第一種方案：在DI.COMB上，改接發(fā)射機輸出接口其中一個線排上的+15V接點，因為它可以提供175mA的電流，當?shù)蛪宏P(guān)閉的時候，DI.COMB和“發(fā)射機+12V”會同時失電，不會產(chǎn)生任何誤指示；但它的缺點是違反了模塊外接電源與發(fā)射機電源不同路由的大方向。所以，我們再考慮采用第二種方案：在此電路中，由于D1只是當集電級高于+22V起作用，而試驗中的DI.COMB僅有+12V，經(jīng)過這些分析后，我們將D1清除焊掉，DI.COMB還繼續(xù)保持連接開關(guān)電源的+12V。實驗結(jié)果表明，第二套方案可以更好的滿足工作條件和工作過程中的需求。

2.2 模擬輸入AI的接線方式

我們選用了87017和8017模塊進行了實驗，然后調(diào)節(jié)它們的輸入范圍，控制在-10V～+10V的區(qū)間內(nèi)。采用高電阻輸入的方式，同時配套ADC隔離的方式。然后，對兩種模塊所得的實驗數(shù)據(jù)進行了比較發(fā)現(xiàn)，前者的采樣頻率為10Hz，只要滿足采樣的電壓兩端接入模塊的Vinx+和Vinx-，基本上滿足了對發(fā)射機完成檢測所需的低頻率的采樣標準。相比而言，后者的采樣頻率的幅值達16Hz，在對發(fā)射機進行監(jiān)測時，其輸入端和輸出端的音頻信號，可以分開獨立處理。選用8017采集數(shù)據(jù)，就可以得到輸入音頻和輸出音頻的變化，發(fā)射機的工作正常與否，利用上位機的音頻的大小和數(shù)值有無，就可以直接進行判定。采用后者更便于直接采集和處理音頻信號，在應用上具有一定的優(yōu)勢。

2.3 數(shù)字輸出DO接線方式

數(shù)字輸出DO模塊類型現(xiàn)如今應用非常廣泛，本文以87057型模塊來舉例說明。模塊上每個DO最大負載電流為100mA，輸出端的最大外接電壓為+30V，DO.PWR端接+12V的開關(guān)電源，DO.PWR端接地；每個DO通道都對應一個指示燈來明確表示狀態(tài)，“0”或“OFF”表示熄燈，“1”或“ON”表示亮燈。

在實驗的過程中，我們應當通過繼電器的出發(fā)點對實驗進行檢測，但是在具體的試驗中，也應該具體問題具體分析，根據(jù)不同發(fā)射機的特點，靈活選擇處理方式。

第一，絕大部分發(fā)射機的天線/假負載與數(shù)字輸出DO都是倒換控制，然后通過應用繼電器本體的觸點直接控制發(fā)射機；

第二，以常用的613kHz為例，天線/假負載倒換控制分別是主機上天線、備機上天線、啟動假負載這三個繼電器，由2臺發(fā)射機控制器共同管理，天線/假負載倒換和指示的電源端選用TZ±12V。在實際試驗中，主機和備機與數(shù)字輸出DO端互不影響。

2.4 抗干擾的接口板（并接0.01μ電容）

PLC自身的抗干擾級別等級比較高，采用PLC抗干擾級別高于PAC控制器系統(tǒng)，如果是在射頻干擾比較嚴重的發(fā)射機房中，必須對數(shù)字輸入和數(shù)字輸出的信號上做一些必要的屏蔽處理。要知道，控制器本身具有一定的抗干擾能力，如果干擾信號過弱，監(jiān)測數(shù)據(jù)不會太精準，但如果是干擾信號過強，又會產(chǎn)生錯誤的信號，導致錯誤動作的產(chǎn)生。經(jīng)過試驗得出，如果控制器直接介入了發(fā)射機的采樣信號，那么，其自身的射頻干擾信號將會達到最高峰的3.5V。為了解決低射頻的直接干擾，我們可以接入RC網(wǎng)絡。

由上可以看出，普通導線和屏蔽線可以有不同的接法，通過對比，可得出結(jié)論：只需采用最簡單的普通接線，并盡量在控制器端的就近位置處并入電容C（0.01μ電容），就可以將射頻干擾降低控制在600 mV，從而降低控制器的抗干擾壓力。

3 結(jié)語

發(fā)射機種類繁多，接線方式也各種各樣。在設計發(fā)射機方案的時候，應該做一個全方位的思考，并查看所有相關(guān)的電路圖，必要時要先做實驗確定自己的假設。在安裝后，如果發(fā)現(xiàn)不匹配的情況，在情況不嚴重的情況下，則需重新擬定計劃和涉及方案，如果情況比較嚴重，則會直接影響視頻的安全播出，造成無法挽回的嚴重后果。所以，設計人員在設計方案時，一定要明白發(fā)射機的重要性，慎之又慎。

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