100kW短波發射機天控柜閉鎖回路改造

摘 要：本方案以RU2S-D24繼電器為核心，巧妙地設計電路，使用2級繼電器控制，實現天控柜閉鎖回路系統的改造。消除原電路在UPS電源故障時，無法正常閉合從而導致機房全部發射機掉高壓的隱患。

國家新聞廣電總局2022臺10部100kW短波發射機共同使用1個天控柜系統，用以實現對天線的控制。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。

這種回路使用1級繼電器電路，電路過于簡單，無法消除UPS損壞帶來的影響。在設計新電路初期考慮是否使用單片機或者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問題，芯片無法工作，同樣會使閉鎖回路斷開。即無法解決本次改造的核心要求。供電出現故障后閉鎖回路依然正常閉合從而發射機依然正常播音而不會掉高壓。因此，電臺對該系統進行改造，使用2級繼電器電路，巧妙利用2個繼電器的常開常閉的邏輯組合，保證回路在UPS供電故障時，發射機不會掉高壓，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：當發射機正常播音時，控制回路里面的PLC送來地信號，繼電器K1線包得電，常開接點閉合，從而使閉鎖回路連通，繼而發射機高壓連鎖回路的繼電器1K23線包得電，高壓連鎖回路連通，發射機可以正常加高壓。當倒天線時，發射機要落高壓，否者此時加高壓會使交換閘觸點打火燒壞。為防止此時機器誤加高壓，PLC送來高電平信號，繼電器K1線包失電，常開接點打開，發射機高壓連鎖回路的繼電器1K23線包失電，高壓連鎖回路斷開，發射機可以正常落高壓，保證安全倒天線。這種設計有一個隱患，那就是當UPS出現故障后，繼電器線K1包失電，常開接點打開，1K23線包失電，高壓連鎖回路斷開，發射機掉高壓造成停播事故。更嚴重的是，天控柜屬于公共設備，一旦出現上述事故，停播時間要翻幾倍。從理論上說UPS是長時間正常的，檢修時，會對其進行充放電檢查，但平時播音一旦故障，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的隱患，機房設計新的控制回路，增加一級繼電器回路，利用2級繼電器常開常閉的邏輯組合，在保證發射機播音倒頻等正常狀態基礎上，避免UPS電源和大閘的瞬間故障造成機器掉高壓的情況出現。再使用2個繼電器，即K1和K2，將它們的常閉接點連到系統中，K1與控制回路相連，其線包接24 V電源和PLC信號，常閉接點與24 V電源和K2線包，負責為K2供電。K2的線包與K1的常閉接點和地線號鏈接，常閉接點入閉鎖回路，該回路又和發射機的高壓連鎖回路連同，控制1K23繼電器線包得電與否。

2.1 播音時的工作狀態分析

機器正在播音的時候，閉鎖系統工作狀態。此時PLC送來1個地信號，K1線包兩端有24 V壓差，K1得電吸合，其常閉接點打開，24 V電源無法給K2供電，K2線包沒有得電，其常閉接點保持閉合狀態，使得閉鎖回路連通。此時保證高巖連鎖回路閉合機器保持加高壓狀態。

2.2 倒天線時工作狀態分析

當發射機要倒天線時，機器必須落高壓以防止高壓燒毀交換閘端子，閉鎖系統工作狀態。PLC送來1個高電平信號，K1線包不得電不吸合，其常閉接點保持閉合，24 V電源經過K1的常閉接點給K2線包供電，K2線包得電，這時候K2的常閉接點打開，閉鎖回路斷開。這樣使得發射機電控機箱里面的高壓連鎖回路斷開，1K23線包失電，機器保持落高壓狀態，從而保護交換閘的安全。

2.3 UPS電源故障時工作狀態分析

下面將分析當UPS電源故障時，系統如何保證閉鎖回路正常工作。此狀態是本次改造要實現的核心功能，利用K1 和K2以及UPS 斷電的邏輯關系完成。24 V電源信號消失，此時PLC提供一個地信號，K1繼電器線包失電，其常閉節點閉合，中間回路導通，但是這時候UPS電源是故障的，即K2繼電器線包兩端沒有電壓差不得電，因此其常閉節點仍然閉合不打開，因此閉鎖回路仍然閉合，發射機的高壓連鎖回路連通，機器正常加高壓。

新系統將播音與倒天線的電源要求倒置。機房發射機全天播音，而倒天線合計只有十幾秒鐘。如果使用舊系統，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，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UPS出現故障無法供電，此時也有3分鐘的倒頻時間，足夠值班員手動操作天控柜倒天線。

3 補充功能

新系統中加入了兩個補充功能。第一，在24伏電源回路中串入一個發光二

（下轉第192頁）