任　凱　國(guó)家新聞出版廣電總局722臺(tái)　721001

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TBH522型發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制原理

任凱國(guó)家新聞出版廣電總局722臺(tái)721001

【文章摘要】

本文主要介紹了TBH522型發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制原理，對(duì)自動(dòng)化控制核心工控機(jī)與控制小盒之間的信號(hào)傳輸和控制原理做了深入的討論。

【關(guān)鍵詞】

電控；保護(hù)；一體化機(jī)；自動(dòng)調(diào)諧

1　各控制部分的功能

自動(dòng)化控制工控機(jī)：主要負(fù)責(zé)對(duì)電控單元、保護(hù)單元和自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的監(jiān)控，并可與機(jī)房平臺(tái)工控機(jī)之間交互數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。也就是這部分主要是保證發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行，同時(shí)下載和上傳數(shù)據(jù)。

（1）電控單元（也就是電源的邏輯控制部分）主要負(fù)責(zé)發(fā)射機(jī)按照規(guī)定的邏輯關(guān)系，在開(kāi)機(jī)時(shí)各個(gè)部分的供電按照規(guī)定的順序依次接通，在關(guān)機(jī)時(shí)按照相反的順序依次斷開(kāi)。在接受到保護(hù)指令時(shí)對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的斷電保護(hù)，在保護(hù)指令解除時(shí)，又能及時(shí)的恢復(fù)供電。當(dāng)然每一步合電都需要滿(mǎn)足相應(yīng)的邏輯條件，當(dāng)邏輯條件中任意一項(xiàng)不滿(mǎn)足時(shí)是無(wú)法進(jìn)行下一步的。

（2）過(guò)荷保護(hù)單元（電源的保護(hù)邏輯部分）主要負(fù)責(zé)當(dāng)發(fā)射機(jī)出現(xiàn)過(guò)電壓和過(guò)電流、駐波比異常或元器件打火時(shí)立即發(fā)出指令進(jìn)行封鎖激勵(lì)、封鎖PSM、降低功率或切斷高壓等，故障解除后又能夠及時(shí)恢復(fù)高壓。

2　自動(dòng)化控制主機(jī)

研祥810E外帶8串口104串口卡工控機(jī)為例。其中我們使用了四個(gè)串口，分別是com3、com4、com5、com6,com3串口用于電控邏輯小盒的監(jiān)測(cè)和控制，com4用于過(guò)荷保護(hù)小盒的監(jiān)測(cè)和控制，com5用于表值采樣模塊的監(jiān)測(cè)，com6用于自動(dòng)調(diào)諧小盒的監(jiān)測(cè)和控制，工控機(jī)通過(guò)控制軟件powerTBH實(shí)現(xiàn)其監(jiān)測(cè)和控制功能，軟件為純綠色，直接打開(kāi)exe可執(zhí)行文件運(yùn)行程序即可，初次安裝使用需要對(duì)各串口進(jìn)行調(diào)試設(shè)置，否則出現(xiàn)“某某串口錯(cuò)誤”提示框，無(wú)法連接，串口設(shè)置完成后，運(yùn)行軟件。

3　FPGA

FPGA 出現(xiàn)在80年代中期，它的邏輯門(mén)的密度從幾萬(wàn)門(mén)發(fā)展到幾百萬(wàn)門(mén)，目前大多數(shù)臺(tái)站的電控、保護(hù)小盒是使用當(dāng)時(shí)的10萬(wàn)門(mén)左右的FPGA集成塊，內(nèi)部結(jié)構(gòu)大致分為四個(gè)部分：第一部分：邏輯中心。是用來(lái)接收其它部分的數(shù)據(jù)并按照程序中設(shè)定的方案對(duì)所收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。也就是按照預(yù)先的邏輯對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分析，得到數(shù)字信號(hào)輸出結(jié)果。第二部分：A/D控制單元。主要負(fù)責(zé)控制外部數(shù)字和多路開(kāi)關(guān)的選通時(shí)序，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)A/D采樣過(guò)程的合理控制。第三部分：數(shù)值量監(jiān)測(cè)控制單元。負(fù)責(zé)對(duì)所有要監(jiān)測(cè)和控制的數(shù)字量的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和控制輸出。第四部分：FPGA接口邏輯控制單元。主要負(fù)責(zé)通信和顯示以及進(jìn)行一些復(fù)雜算術(shù)運(yùn)算等。

發(fā)射機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA為核心控制電路，輸入輸出電路采用了光電耦合隔離措施，這樣做主要是避免FPGA在大電流沖擊下?lián)p壞。由于FPGA無(wú)掉電存的儲(chǔ)功能，系統(tǒng)上電后FPGA首先被初始化，此時(shí),PROM的CE端為低電平，PROM被選中，單片機(jī)將預(yù)先編寫(xiě)好的邏輯程序，從PROM下載至FPGA，對(duì)FPGA的邏輯功能進(jìn)行配置。配置完成后，RPOM處于低功耗待機(jī)狀態(tài)。每次上電均是由PROM將數(shù)據(jù)流下載到FPGA中,FPGA供電電壓為+5v。系統(tǒng)中上機(jī)位CPU，采用的是8051單片機(jī)，時(shí)鐘為800M時(shí)鐘信號(hào)。

4　電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)的功能是發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)后，可將發(fā)射機(jī)各個(gè)部分的供電按照規(guī)定的順序依次接通；在關(guān)機(jī)后，按相反的順序依次斷開(kāi)。當(dāng)發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障或過(guò)荷后，可自動(dòng)對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)故障排除后可使發(fā)射機(jī)迅速恢復(fù)正常工作。另外還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓穩(wěn)壓功能，給燈絲等部分提供穩(wěn)定的供電電壓。基本的邏輯順序是這樣的：

首先當(dāng)開(kāi)機(jī)條件具備時(shí)，（冷卻斷路器合并且無(wú)缺相保護(hù)時(shí)），允許開(kāi)機(jī)指示燈亮，調(diào)壓器零位指示正常、燈絲合正常，此時(shí)已具備開(kāi)機(jī)條件，按開(kāi)機(jī)啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)后燈絲供電調(diào)壓器開(kāi)始升壓，延時(shí)兩次，升到額定值，此時(shí)偏壓自動(dòng)合上，燈絲升滿(mǎn)后，開(kāi)始燈絲預(yù)熱延時(shí)。

延時(shí)結(jié)束后，當(dāng)偏壓正常、水溫正常、門(mén)開(kāi)關(guān)合上、機(jī)保開(kāi)關(guān)合上、天線交換開(kāi)關(guān)到位、饋線接地開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、高前陽(yáng)極自動(dòng)開(kāi)關(guān)合上這些條件都滿(mǎn)足時(shí)，允許合高前陽(yáng)極電壓指示燈亮。

若如此時(shí)高前無(wú)過(guò)荷，高前陽(yáng)極開(kāi)關(guān)合上，按合高前按鈕，可合上高前陽(yáng)極電壓一檔，2s延時(shí)后自動(dòng)合上高前陽(yáng)極電壓二檔和高前簾柵電源。當(dāng)高前陽(yáng)極電壓正常，高壓開(kāi)關(guān)合上，PSM開(kāi)關(guān)合上時(shí)允許啟動(dòng)高末陽(yáng)極指示燈亮。若此時(shí)保護(hù)單元中無(wú)一次過(guò)荷、三次過(guò)荷、過(guò)耗、高末簾柵過(guò)荷、高末陰流過(guò)荷，按下合高壓按鈕可合上高末高壓一檔，經(jīng)過(guò)2s延時(shí)自動(dòng)合上高末陽(yáng)極電壓二檔。當(dāng)簾柵壓開(kāi)關(guān)合上，自動(dòng)合高末簾柵一檔，當(dāng)細(xì)調(diào)完成后，高末簾柵一檔已合上，此時(shí)自動(dòng)合高末簾柵壓二檔。

發(fā)射機(jī)的關(guān)機(jī)順序是與開(kāi)機(jī)順序相反的，同時(shí)若直接斷高前，高末也同時(shí)被斷開(kāi)，直接按關(guān)機(jī)，高前、高末也被直接斷開(kāi)，正常關(guān)機(jī)是按照斷高末，斷高前，降燈絲的順序關(guān)機(jī)，當(dāng)燈絲調(diào)壓器降至零位時(shí)，延時(shí)7分鐘后自動(dòng)切斷冷卻供電，關(guān)機(jī)結(jié)束。

5　保護(hù)系統(tǒng)

保護(hù)系統(tǒng)的功能是當(dāng)發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障或過(guò)荷后，可輸出保護(hù)信號(hào)對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行保護(hù)，并提供手動(dòng)升降壓、封鎖、解除故障等功能。

保護(hù)小盒的面板有7個(gè)按鈕：駐波比恢復(fù)、過(guò)荷恢復(fù)、降功率、升功率、PSM恢復(fù)和高低功率。21個(gè)指示燈，駐波比恢復(fù)負(fù)責(zé)恢復(fù)駐波比稍大，過(guò)荷恢復(fù)負(fù)責(zé)恢復(fù)按鈕正上方所有除駐波比稍大外的所有保護(hù)信號(hào)，PSM恢復(fù)負(fù)責(zé)恢復(fù)低鎖、零鎖信號(hào)。

當(dāng)6KV過(guò)流發(fā)生時(shí)，取樣電壓超過(guò)整定值兩倍以上，高前陽(yáng)極電壓被切斷，高末陽(yáng)極、高末簾柵也被切斷。當(dāng)高前簾柵電流過(guò)荷發(fā)生時(shí)，高前陽(yáng)極電壓被切斷，高末切斷。高末陰流過(guò)荷、高末簾柵過(guò)荷、過(guò)耗、駐波比過(guò)大、無(wú)高頻和各類(lèi)的打火，均快速封鎖激勵(lì)和PSM封鎖，三次過(guò)荷以上切斷高末屏壓和高末簾柵壓。駐波比稍大，主要去封鎖PSM。另外還有4個(gè)正常輸出檢測(cè)電路，分別是高末輸出正常、自動(dòng)調(diào)諧完成、6kv輸出正常、低周輸出正常。

【參考文獻(xiàn)】

《TBH-522型短播廣播發(fā)射機(jī)維護(hù)手冊(cè)》