葛會(huì)娟

（作者單位：遼寧朝陽(yáng)三二八轉(zhuǎn)播臺(tái)）

中波發(fā)射臺(tái)距市區(qū)較遠(yuǎn),臺(tái)址所在地多數(shù)不通自來水,為保證職工的生產(chǎn)生活用水,都需自備水井。一套功能完善、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低且可靠便捷的給水系統(tǒng)就顯得相當(dāng)重要，為安全優(yōu)質(zhì)播出提供切實(shí)的后勤保障。為此，遼寧朝陽(yáng)三二八轉(zhuǎn)播臺(tái)技術(shù)人員依據(jù)中波發(fā)射臺(tái)特點(diǎn)，自行設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)給水控制系統(tǒng)，至今已穩(wěn)定運(yùn)行8年，效果良好。其特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強(qiáng)、液位傳感器感應(yīng)電極不易結(jié)垢、靈敏準(zhǔn)確且故障率低。

1 中波發(fā)射臺(tái)自動(dòng)給水系統(tǒng)介紹

遼寧朝陽(yáng)三二八轉(zhuǎn)播臺(tái)位于遼寧朝陽(yáng)市郊區(qū)，距市區(qū)中心15 km，市自來水公司目前管路未到達(dá)，目前職工生活工作用水依靠自備水井。遼寧朝陽(yáng)三二八轉(zhuǎn)播臺(tái)擔(dān)負(fù)遼寧廣播電臺(tái)遼寧之聲節(jié)目、朝陽(yáng)廣播電臺(tái)新聞綜合與經(jīng)濟(jì)生活三套節(jié)目的發(fā)射任務(wù)，三套節(jié)目的發(fā)射機(jī)功率均為10 kM，臺(tái)址所在地屬于強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境。自動(dòng)給水系統(tǒng)示意圖如圖1。

整個(gè)系統(tǒng)由揚(yáng)程100 m功率1 kW三相潛水泵、5 cm上水管、具有清洗功能的5 m3304不銹鋼水箱和自動(dòng)上水控制器等組成。

具體工作過程如下，當(dāng)水箱水位下降到設(shè)定水位時(shí)，自動(dòng)控制器通過液位傳感器感知到無水信號(hào)，通過微處理器PA0輸出一個(gè)高電平，接通Q1，繼電器1接通3、5端子，輸出信號(hào)接通潛水泵三相繼電器，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，開始給水。當(dāng)水箱水位上升到設(shè)定水位時(shí)，自動(dòng)控制器通過液位傳感器感知到水滿信號(hào)，通過微處理器PA0輸出一個(gè)低電平，Q1截止，繼電器1斷開3、5端子，潛水泵三相繼電器斷開，水泵停止。設(shè)計(jì)時(shí)水箱安裝一個(gè)手動(dòng)清洗裝置，當(dāng)水箱工作一定時(shí)間后，水箱底部會(huì)積累一定量的污泥或雜物，通過這個(gè)裝置方便對(duì)水箱進(jìn)行清洗，從而保持水箱的清潔。

2 中波發(fā)射臺(tái)自動(dòng)給水控制系統(tǒng)自動(dòng)控制器原理

2.1 自動(dòng)控制器工作原理如圖2。

該控制器由檢測(cè)電路和主機(jī)電路兩部分組成，檢測(cè)電路負(fù)責(zé)水位的檢測(cè)，由三個(gè)檢測(cè)電極與單片機(jī)ATMEGA16組成，通常情況下，兩個(gè)電極深入到水下，作為無水時(shí)檢測(cè)；一個(gè)電極位于水箱上部，用于水滿檢測(cè)。主機(jī)部分包括單片機(jī)U1(ATMEGA16)、移位寄存器、三端穩(wěn)壓器、數(shù)碼管DIS1~2、指示燈LED1~10以及外圍電阻和電容；主機(jī)部分中通過探頭端口PORT1和主機(jī)端口PORT2連接，PORT1和PORT2是完全相同的三芯電纜端子，其中1腳接直流電源（5 V）的正極，3腳接直流電源的接地端，2腳是數(shù)據(jù)傳輸線，由探頭端將數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)端；主機(jī)端由核心器件ATMEGA16單片機(jī)U1、移位寄存器（74LS164）、三端穩(wěn)壓器（7805）、7段顯示數(shù)碼管DIS1~2、發(fā)光二極管LED1~10以及外圍的電阻和電容器件組成，其中單片機(jī)U1是核心器件，它負(fù)責(zé)接收探頭發(fā)送來的數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和處理，并送到數(shù)碼管顯示。

圖1 自動(dòng)給水系統(tǒng)示意圖

圖2 電路原理

VCC為+5 V穩(wěn)壓電源,ATmega16是單片機(jī),為電路的核心器件。單片機(jī)PA0口驅(qū)動(dòng)Q1，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)繼電器，控制220 V交流電源輸出。PC0、PC1端口連接不銹鋼電極，用于檢測(cè)上、下水位；PD0、PD1連接2個(gè)按鍵，通?？刂破魍ㄟ^檢測(cè)水位高低，自動(dòng)控制水泵啟停，設(shè)置手動(dòng)按鍵，用于人為控制上水，手動(dòng)啟動(dòng)后當(dāng)水面達(dá)到上水位時(shí)，仍然自動(dòng)停止，不會(huì)導(dǎo)致溢出。PD2連接LED2指示燈，上水時(shí)指示燈點(diǎn)亮，否則熄滅。LED1指示燈用于通電指示。

2.2 檢測(cè)探頭原理

通常情況下，液位傳感器采樣時(shí)是連續(xù)不間斷采樣，隨著時(shí)間的推移，取樣電極會(huì)產(chǎn)生電解行為，長(zhǎng)期使用會(huì)使電極結(jié)上一層厚厚的水垢，導(dǎo)致檢測(cè)不準(zhǔn)或不檢測(cè)、誤檢測(cè)，最后造成整個(gè)自動(dòng)給水系統(tǒng)不工作或工作不正常。解決電極檢測(cè)中結(jié)垢問題的關(guān)鍵因素是減少離子在電極上的沉積，通過減少電極通電時(shí)間或用交流電解決這個(gè)問題，從電路運(yùn)行可靠角度出發(fā)，遼寧朝陽(yáng)三二八轉(zhuǎn)播臺(tái)設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)，電極信號(hào)的采集是間斷式的，電極信號(hào)的檢測(cè)在定時(shí)器中斷里完成，定時(shí)器的中斷時(shí)間為100 ms，由此可知電極的通電時(shí)間僅僅占1/10 000。所以，理論上電極的壽命延長(zhǎng)了1萬倍，普通方式的電極使用壽命大約是3~6個(gè)月，采用本文的方式，壽命延長(zhǎng)1萬倍。

3 中波發(fā)射臺(tái)自動(dòng)給水控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

由于液位傳感器與自動(dòng)控制器之間采用了數(shù)據(jù)傳輸，可以保證信息不受線路長(zhǎng)短的影響，避免了因線路長(zhǎng)度不同造成誤差，使得水位顯示更加準(zhǔn)確，避免遼寧朝陽(yáng)三二八轉(zhuǎn)播臺(tái)的強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生干擾。

電極采樣的特殊性巧妙地解決了電極檢測(cè)中的結(jié)垢問題，使系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確。自動(dòng)控制器電路中，電源部分、信號(hào)入口、控制器件端口和按鈕端口都加裝了抗干擾電路，有效解決了強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下自動(dòng)控制器工作不穩(wěn)定問題。自動(dòng)控制器設(shè)備不需要調(diào)試，工作特別穩(wěn)定，成本低，方便批量生產(chǎn)。

該系統(tǒng)需要完善的地方，一是須加一套凈水裝置，保證水質(zhì)安全；二是條件允許應(yīng)安裝一套負(fù)壓給水裝置，保證用水水壓達(dá)到要求。

4 結(jié)語

該系統(tǒng)是遼寧朝陽(yáng)三二八轉(zhuǎn)播臺(tái)技術(shù)人員根據(jù)中波臺(tái)自身環(huán)境特點(diǎn)自己設(shè)計(jì)并安裝調(diào)試，有一定實(shí)用價(jià)值的自動(dòng)給水控制系統(tǒng)，可供其他臺(tái)站借鑒，安裝使用。