SW—150A型PSM短波發射機自動化改造的淺談

薛海濤

摘 要 本文對SW-150A PSM短波發射機自動化技術的改造過程，系統的組成，結構和原理進行了說明，以及在自動化運行中遇到問題的分析以及解決方案。

【關鍵詞】PSM發射機 自動化 操作控制 調諧

1 前言

國家廣電總局無線局關于“中、短波廣播發射機安全播出管理與自動控制平臺”項目的立項，是想通過建立一個智能化、高水平、高效率、開放的廣播發射機運行管理平臺，從而實現發射機運行管理工作科學化，安全播出自動化，實現全網全通，同庫同步，資源共享。根據這個要求，實現發射機遠程實時監控、自動運行開關機等自動化控制功能。為了滿足這種集中管理，分散控制的新型的安全播出的運行模式，就要對發射機的自動控制提出更高的要求，但由于我臺SW-150A短波廣播發射機控制系統只具備半自動工作模式，能夠切換頻率，粗調到位，但是沒有自動細調功能，無法實現自動運行以及遠程控制和實時監控。因此為了適應“中、短波廣播發射機安全播出管理與自動控制平臺”要求，實現發射機的自動開關機、倒頻、實時監視的功能，滿足信息化建設的需求，提高發射機運行管理技術，對SW-150A短波發射機進行自動化改造。

2 操作控制系統自動化改造的分析

發射機自動控制及自動化管理，是以發射機單機自動化作為支撐，而發射機單機自動化就需要以建立和完善操作控制系統為核心的邏輯控制，協調自動調諧系統、PSM調制器控制器系統實現整機的自動化運行。同時要有人機界面接口，自動執行操作用戶的管理，并實時監控發射機運行狀態，對發射機故障進行報警， 并能詳細顯示發射機運行狀態信息。操作控制系統是整部發射機控制系統同步和控制邏輯的核心，它包含有發射機的控制、監測、和時序控制等項內容。它接收來自冷卻、內鎖、過荷三部分的狀態信息，來自前面板和發射機中其他監測點測驗值的輸入信號，來自伺服控制系統和PSM調制器控制系統的狀態信息，匯總以上信息，同時再對有關安全可行的各種測驗值的監測下，按照發射機運行的邏輯，順序完成冷卻、燈絲、偏壓、高壓等一系列操作過程，在監控整部發射機運行狀態的基礎上，建立一個自動管理發射機運行的系統。

3 操作控制系統自動化改造的方案

改造的方案是：應用工控機實現控制，通過硬件采集板采集模擬量、開關量信息，采樣數據再主控系統中匯總，經系統軟件（C語言編程）按照發射機工作狀態要求進行邏輯處理，將形成的控制指令傳輸到下位機的操作控制系統，同時通過軟件建立發射機運行管理系統，實現發射機的自動運行及監控。系統選用研華PCA-6187主板和IPC-610H整機做為主控機硬件平臺，通過各功能板完成對數據的采集，傳輸，在主控機上實現匯總，根據短波廣播發射機高頻功率放大器、高頻電子線路的工作特點，采樣數據經系統軟件（C語言編程）按照發射機工作狀態要求進行邏輯處理，將形成的控制指令傳輸到下位機的操作控制系統和伺服控制系統，同時通過軟件建立發射機運行管理系統，使發射機按照運行圖自動執行開機、倒頻、關機等各項操作并實時監控發射機的運行狀態。。其主要硬件系統有發射機控制主機及其功能卡、模擬量采集卡、信號隔離放大器、鑒相器及其采樣系統。

4 工控機硬件系統的功能

系統的硬件主要是選用研華PCA-6187主板和IPC-610H整機做為主控機硬件平臺，通過各功能板完成對數據的采集，數據的輸出傳輸。其功能卡主要有32路光隔離數字輸出PCL-734 、32路光隔離數字輸入PCL-733、ADA2000模擬量采集卡、PCI-171616路高分辨率多功能數據采集卡、CP-132雙口工業型RS-422/485PCI多串口通訊卡。

4.1 PCL-734光電隔離數字輸出板功能

工控開關，聯絡終止監測，開關狀態測知，BCD 接口，數據I＼O控制。PCL-734具有32個隔離數據傳輸輸口通道在電腦附加卡上， 它的隔離數據傳輸輸出通道提供1000V保護。本系統共使用了2塊PCL- 734板，一塊以BCD接口的方式控制激勵器，另一塊主要是多路器地址總線子信號和操作控制信號的輸出。

4.2 PCL-733光電隔離數字輸入板功能

工控開關，聯絡終止監測，開關狀態測知，BCD 接口，數據傳輸輸入控制。PCL-733具有32個隔離雙向性數據傳輸輸入通道， 此輸入通道提供2500V保護。本系統共使用了1塊PCL- 733板，主要作用是通過多路器數據總線信號讀入發射機狀態信息，與操作控制系統通信。

4.3 ADA2000模擬量采集卡功能

用于將發射機表值、反射、入射功率探頭取樣信號送到計算機，這些模擬量表值除了顯示發射機狀態，為遠程監控提供參數依據，還有個重要的作用，就是采樣的各表值，是自動細調諧的參考。電壓、電流，入、反射功率表值，采集出來的電壓最大為1000mV左右，采集數據的速度為250K/s，采用0-1250mV取樣量化范圍，進行取樣量化，保障信號源的精度，對表值的取樣精度達到了1mV，為自動調諧系統提供了精確的慘靠，提高了自動細調諧成功率及可靠性。

4.4 PCA-6187主板功能

PCA-6187是一款Intels Socket 478架構支持 Pentium 4/Celeron處理器板卡。主板集成VGA控制器，共享內存架構。Intel 865G芯片組，支持400/533/800MHz前端總線。支持多達2個串行-ATA設備。支持雙通道DDR400 SDRAM.同時支持10/100Base-T 或10/100/1000 Base-T自適應網絡。有6個USB 2.0端口。CMOS具有自動備份/恢復功能，防止BIOS設置的數據丟失。

4.5 PCI-171616路高分辨率多功能數據采集卡功能

通過高分辨率的采集發射機鑒相器的信號，經系統處理，作細調諧的依據。1716卡的采集數據的速度為250K/s，將取樣信號的范圍為-625mV到+625mV，加裝低通濾波器使得受到的干擾極小，對表值的取樣精度達到了1mV，為自動調諧系統提供了精確的慘靠，提高了自動細調諧成功率及可靠性。

4.6 CP-132 2口工業型RS-422/485PCI多串口通訊卡功能

CP-132 是專為工業通訊環境設計的 RS-422/485 二串口卡，它支持2 個獨立的 RS-422 或 RS-485 口，在一對多點應用環境中，每個串口最多可控制32個設備。支持自動數據流向功能，特別適用于對穩定性要求較高的工業環境通訊應用。

5 自動化操作系統功能

自動化改造成功后系統具備六大功能：

（1）發射機按照運行圖自動開、關機、自動粗調，細調。

（2）具備試機以及臨時播音功能，需在運行圖上設置。

（3）對于天線頻段內和廣播的播音頻段內的所有頻率，一次調諧成功率在95%以上，時間控制在50秒以內。

（4）發射機實時頻率檢測。

（5）可以輸入24條固定的運行圖，可進行手動添加、刪除、修改等操作。

（6）中文界面，方便操作。

6 操作控制系統的問題

該系統運行了一段時間后，發現了一些問題，經過我們的分析，對以下幾個問題給出了解決方案。

6.1 激勵控制

發現激勵輸出同一幅度的激勵信號，不能與發射機工作的兩個載波頻率同時相適應，即相同的激勵幅度不能兼顧兩個頻率。對于9820KHz合適的激勵幅度，對于11845KHz，細調諧時因采樣激勵信號太小而不能細調諧，如果增大激勵保證11845 KHz的細調諧，而對于9820KHz會因激勵過大末級過荷到高壓，造成停播。

改造的方案是：

（1）原機寬放的自動增益控制能力較弱，因此在寬放前面加上一級控制級。本控制級需要3-10v直流控制電壓。這樣系統根據模擬量采樣的前級陽流表值，輸出3-10v范圍的控制電壓，使激勵對于不同的頻率的載波激勵，輸出到合適的功率（高末前級陽流0.5-0.6A）。

（2）更換寬放，目前本機房使用的是500KW發射機所用寬放，使其功率輸出達到110W左右即可解決這個問題。

6.2 音周封鎖控制

音周封鎖繼電器只有在自動調諧期間動作，切斷音周，以免音周對自動調諧的影響。原來調制器控制單元的音周封鎖功能，是在調諧功率時自動進行音周封鎖，而在低功率、高功率狀態均沒有封鎖音周。而現在模式程序是在高功率下進行調載，然后在高功率下回調初次、級電容，所以單獨增加音周封鎖功能。

6.3 調諧數據的保存

由于本機在調諧時，每一路都是從高位向低位去尋找調諧點，因此在保存調諧數據時，不應該保存其正調諧點的數據，而應該將數據往高調后，再保存，否則在自動調諧時，可能會找不到調諧點。

7 結束語

經過這次自動化改造，提高了發射機高頻功率放大器的增益和效率，同時也提高了發射機的運行管理效率。實現了短波發射機自動化及遠程網絡化管理系統的要求，在今后的維護工作中，將繼續總結改進，使得這套系統能更科學化，更人性化，更好的服務廣播發射事業。

作者單位

國家新聞出版廣電總局594臺 陜西省咸陽市 712028