黃慶生

（國家廣播電視總局五四二臺，北京102445）

1 概述

DX-400 中波發(fā)射機是美國哈里斯公司生產(chǎn)的全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機，由一個合成器和兩個功放單元組成。我機房發(fā)射機于1999 年安裝，經(jīng)過20 年的運行和維護及檢修經(jīng)驗的積累，逐步形成了一套完整的DX 中波發(fā)射機維護理論體系。機房在2015 年進行了自動化升級改造，實現(xiàn)了一機發(fā)生故障時可以自動倒單機播出，在發(fā)射機甩單機過程中，合成器的π 網(wǎng)絡(luò)通過伺服控制系統(tǒng)，調(diào)整調(diào)諧和調(diào)載電容的容值，達到網(wǎng)絡(luò)匹配。因最近兩年發(fā)射機在發(fā)生故障甩單機過程中，經(jīng)常出現(xiàn)伺服系統(tǒng)不到位，無法甩單機的現(xiàn)象，而申請臺際代播，代播后手動倒單PB 通過測試網(wǎng)絡(luò)上天線，操作完成后恢復(fù)代播并播出。為確保安全傳輸發(fā)射工作，防止因發(fā)射機伺服系統(tǒng)出現(xiàn)伺服機械卡澀、調(diào)載調(diào)諧電容故障、控制回路故障等原因，造成無法倒單機，所以機房在π 網(wǎng)絡(luò)安裝單并機切換開關(guān)來實現(xiàn)單并π網(wǎng)絡(luò)切換，保障安全播出。

2 技術(shù)改造的主要內(nèi)容

本次技改在硬件改造方面主要包括安裝單并機切換開關(guān)、兩個真空電容及連接件、PLC 模塊的安裝及連線；軟件方面主要包括下位機程序和觸摸屏程序修改。新裝兩個電容和電感線圈組成單機單并機網(wǎng)絡(luò)共用一個電感線圈，組成單機π 網(wǎng)絡(luò)。通過單并機切換開關(guān)控制板來控制單并機切換開關(guān)，下位機通過模式開關(guān)在線的數(shù)量和觸摸屏手動按鈕，來選擇單并機切換開關(guān)在單機網(wǎng)絡(luò)位置或是并機網(wǎng)絡(luò)位置。改造后通過單并機切換開關(guān)，在發(fā)生故障時可直接選擇單機網(wǎng)絡(luò)，提高了倒單機的速度及系統(tǒng)的可靠性，保證了安全播出。

2.1 真空電容的計算

利用仿真軟件對單機π 網(wǎng)絡(luò)進行仿真，900移相網(wǎng)絡(luò)在兩并機情況下（實際上是單機）阻抗為112Ω 轉(zhuǎn)換成75Ω：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下圖1：

圖1 單機π 網(wǎng)絡(luò)仿真圖

90 度移相網(wǎng)絡(luò)輸出合成點輸出阻抗是112Ω，再經(jīng)過單機π 網(wǎng)絡(luò)后轉(zhuǎn)換成75Ω 和天線匹配，移向角為41.071 度；合成器的單機π 網(wǎng)絡(luò)和并機π 網(wǎng)絡(luò)共用一個電感線圈。單機π 網(wǎng)絡(luò)增加的調(diào)諧和調(diào)載電容的容值分別如下：

2.2 單并機切換開關(guān)簡介及開關(guān)控制板原理

單并機切換開關(guān)在DX-400 發(fā)射機中作為單并機π 網(wǎng)絡(luò)與發(fā)射機輸入輸出的重要部件,使用了單刀雙擲開關(guān)，由控制板控制75N 直流電機，來驅(qū)動開關(guān)動作，以實現(xiàn)單并機π 網(wǎng)絡(luò)切換。

單并機切換開關(guān)安裝：

我機房是DX-400 中波發(fā)射機沒有PB3，所以在合成器內(nèi)部PB3 移相網(wǎng)絡(luò)A5 后下方有充足的安裝空間，可以在PB3 移相網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)安裝一套單機π 網(wǎng)絡(luò)和一個單并機切換開關(guān)。通過單并機切換開關(guān)來實現(xiàn)單并機π 網(wǎng)絡(luò)正常切換。

將原機調(diào)諧、調(diào)載電容與電感、主射頻輸出的連接銅管取下，分別將切換開關(guān)的相應(yīng)位置N 狀態(tài)：T 連接備調(diào)諧電容和N-1 狀態(tài)：L 連接備調(diào)載電容、N-1 狀態(tài)：T 連接備調(diào)諧電容，N-1 狀態(tài)：L 連接備調(diào)載電容，并用兩根銅管與電感和主射頻輸入、輸出端進行連接。

2.3 PLC 模塊安裝及接線

在CCU 的 PLC 機 架 增 加 兩 個 模 塊 1746-OV32 和1746-IV32，來連接單并機切換開關(guān)射頻增益控制板的J1 端子。1746-OV32 主要用來完成單機控制、并機控制和過流控制，并機控制通過CCU 切換板接至單并機切換開關(guān)控制板J1-3；單機控制通過CCU 切換板接至單并機切換開關(guān)控制板J1-4；過流控制通過CCU 切換板接至單并機切換開關(guān)射頻增益控制板J1-15。1746-IV32 主要用來完成并機顯示和單機顯示，并機顯示通過CCU 切換板接至單并機切換開關(guān)控制板J1-8；單機顯示通過CCU 切換板接至單并機切換開關(guān)控制板J1-7。

在前期的技改大修中，我機房增加一個備用TCU 控制單元，有主備TCU 控制單元，所以需要在CCU 的PLC 分別加裝兩個模塊1746-OV32 和1746-IV32，通過CCU 切換板進行切換。接線方式如圖2。

2.4 觸摸屏更改

觸摸屏可以顯示發(fā)射機各個部分的狀態(tài)信息，故障告警信息；在觸摸屏上可以完成發(fā)射機的開機、關(guān)機、升降功率、音頻、射頻、站臺、水冷控制單元、伺服系統(tǒng)、合成器各開關(guān)的各項操作，是發(fā)射機主要的輸入輸出設(shè)備。

DX-400 發(fā)射機使用的是普洛菲斯4000 系列觸摸屏，供電電壓是24V，使用的是GP-Pro EX 4.0 軟件。在主菜單增加一個“NETWORK OPERATION”按鈕?！癗ETWORK OPERATION”按鈕具有畫面切換功能；增加一個菜單，能夠選擇單并機網(wǎng)絡(luò)的切換方式，包括自動切換或手動切換單并機網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)觸摸屏選擇自動位置時，如某一PB 發(fā)生故障，甩單機時模式開關(guān)動作，同時單并切換開關(guān)也動作；模式開關(guān)數(shù)量等于2，可自動切換至單機網(wǎng)絡(luò)位置，當(dāng)模式開關(guān)數(shù)量等于3，可自動切換至并機網(wǎng)絡(luò)位置。當(dāng)觸摸屏選擇手動位置時，可以手動控制單并機網(wǎng)絡(luò)的切換，并且能夠在單并機網(wǎng)絡(luò)切換發(fā)生故障時，進行故障復(fù)位和過流復(fù)位。在停機檢修或技改大修時，可以通過單并機切換開關(guān)進行單并機切換操作，進行單機試機或并機上假負載試機。

2.5 軟件修改

對PLC 程序的修改，也是此次技改的核心內(nèi)容之一，為了實現(xiàn)單并機切換開關(guān)的自動切換，在下位機自動化源程序內(nèi)增加一段程序，子程序主要實現(xiàn)單并機網(wǎng)絡(luò)自動切換功能，在程序文件里增加第23文件，增加的子程序主要功能是當(dāng)一機故障時，模式開關(guān)為2 并機時（實際單機），單并機切換開關(guān)自動倒至單機位置；當(dāng)模式恢復(fù)為并機時，模式開關(guān)為3 并機時，單并機切換開關(guān)自動倒至為并機位置。如果單并機切換開關(guān)不到位，或模式開關(guān)的數(shù)量不等于2 和3，發(fā)射機就會射頻封鎖，在觸摸屏上將自動按鈕改為手動，即可實現(xiàn)手動控制單并機互相切換，通過1746-IV32輸入模塊將單并機狀態(tài)在觸摸屏進行顯示，1746-OV32 模塊對過流故障進行復(fù)位（圖3）。

3 系統(tǒng)測試

在其中任何一個PB 出現(xiàn)故障甩故障PB 時，在發(fā)射機N-1切換過程中。a.某PB 故障甩單機時，模式開關(guān)動作，單并機切換開關(guān)動作，通過單機π 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)同軸開關(guān)上天線播出。b.假如故障機通過測試網(wǎng)絡(luò)上假負載試機時，單并機切換開關(guān)不動作。c.恢復(fù)并機播出時，模式開關(guān)動作，單并機切換開關(guān)也動作，通過并機π 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)同軸開關(guān)上天線播出。在DX-400KW 中波發(fā)射機開啟低功率，然后在PB1 功放單元上模擬一個關(guān)機類故障，直接在PB1 開關(guān)板手動關(guān)機，發(fā)射機控制單元檢測到合成器里的阻隔電阻上有射頻電流通過，如果超過設(shè)置的門限后，發(fā)射機控制單元的控制系統(tǒng)會啟動合成器的變頻風(fēng)機使風(fēng)機高速運轉(zhuǎn)，來強制冷卻發(fā)射機阻隔電阻上的溫度，這時的射頻電流如果還是超過設(shè)定的門限，發(fā)射機將在10s 內(nèi)自動將PB1 的模式開關(guān)切換為不在線，這時模式開關(guān)小于3，根據(jù)下位機程序設(shè)計，單并機切換開關(guān)自動切換到單機π 網(wǎng)絡(luò)。PB1 功放單元甩開后，如果檢測不到合成器的阻隔電阻的電流流過，合成器的變頻風(fēng)機就會自動恢復(fù)到24HZ 低速運轉(zhuǎn)。將模式開關(guān)恢復(fù)成三并機，PB1 模式開關(guān)動作，單并機切換開關(guān)切換為并機π 網(wǎng)絡(luò)，發(fā)射機正常并機運行。利用同樣的方法，模擬PB2 的脫機和恢復(fù)并機功能。

圖2 新增PLC 模塊接線圖

圖3 改造后發(fā)射機網(wǎng)絡(luò)圖

在觸摸屏模式子菜單進行手動測試，將PB1 模式開關(guān)切換為不在線，單并機切換開關(guān)自動切換至單機π 網(wǎng)絡(luò)；再將PB1模式開關(guān)切換為在線，單并機切換開關(guān)自動切換至并機π 網(wǎng)絡(luò)。利用同樣的方法，模擬PB2 的脫機和恢復(fù)并機功能。

在觸摸屏單并機子菜單進行測試，將自動按鈕切換到手動狀態(tài)，進行單并π 網(wǎng)絡(luò)切換。

4 結(jié)論

通過此次對DX-400 中波發(fā)射機合成器π 網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)改造，提高了發(fā)射機的安全播出保障能力，同時也解決了伺服系統(tǒng)不到位，無法甩單機的問題，減少了申請臺際代播的次數(shù)。通過同軸開關(guān)，在發(fā)射機的某一PB 功放單元發(fā)生故障時，將故障機甩開，利用合成器的測試網(wǎng)絡(luò)通過假負載連接到假負載上，在故障處理完畢后可以開單機進行試機，試機正常后恢復(fù)并機工作。當(dāng)合成器出現(xiàn)故障時，申請臺際代播然后正常的PB 功放單元可以通過測試網(wǎng)絡(luò)和同軸開關(guān)上天線，保障了安全播出。