DF100A短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)控制原理及故障分析

楊勇

摘要：文章主要介紹了發(fā)射機(jī)自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)及控制原理，把自動(dòng)化分塊處理，詳細(xì)介紹了自動(dòng)化各控制回路及實(shí)際連線圖，分析了自動(dòng)化系統(tǒng)故障的判斷處理方法，總結(jié)了處理故障時(shí)的一些思路，對(duì)減少停播事故發(fā)生、確保三滿播出起到重要作用。

關(guān)鍵詞：短波發(fā)射機(jī)；自動(dòng)化；控制原理；故障分析處理

0 引言

DF100A短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)是在原來(lái)手動(dòng)操作的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)開(kāi)機(jī)、自動(dòng)倒頻、自動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)巡檢等各項(xiàng)操作功能。并且手動(dòng)和自動(dòng)相互獨(dú)立，有效減少了人為事件的發(fā)生，減輕了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高了安全播出質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)效果。為發(fā)射機(jī)房實(shí)現(xiàn)有人留守，無(wú)人值班墊定了基礎(chǔ)。但是由于發(fā)射機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，直接影響到安全播音，筆者在實(shí)際工作中總結(jié)了一些處理故障時(shí)的思路，希望對(duì)讀者有所幫助。本文是筆者多年維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，來(lái)源于實(shí)踐。

1 自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

DF100A發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)主要是下位機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，而上位機(jī)只有本地和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及下發(fā)運(yùn)行圖功能，上位機(jī)有問(wèn)題不影響正常播出。所以本文著重介紹下位機(jī)控制原理（硬件）。自動(dòng)化系統(tǒng)硬件包括2大部分，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及內(nèi)部板卡部分和外圍設(shè)備和接口控制板卡部分。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)表值取樣、信號(hào)控制、調(diào)諧控制、開(kāi)關(guān)機(jī)、倒頻等功能。其中頻率控制單元采用工業(yè)控制串口標(biāo)準(zhǔn)即RS485協(xié)議，通過(guò)PCL-745B串口卡進(jìn)行頻率控制和監(jiān)測(cè)；開(kāi)關(guān)量控制單元即（發(fā)射機(jī)面板所有指示、以及控制量）共36路通過(guò)接口轉(zhuǎn)換板、ISO-P32C32數(shù)字量輸入輸出卡進(jìn)行光電隔離，防止對(duì)開(kāi)關(guān)量干擾，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)實(shí)際控制和監(jiān)測(cè)功能；自動(dòng)調(diào)諧控制單元通過(guò)將發(fā)射機(jī)八路馬達(dá)位置和所以表值取樣送到信號(hào)調(diào)理板，經(jīng)過(guò)PCL813卡進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換，送回到工控機(jī)，最后通過(guò)PCL-3008D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換控制馬達(dá)緩沖板實(shí)現(xiàn)倒頻功能。

2 自動(dòng)化系統(tǒng)控制及故障判斷

2.1 自動(dòng)化自動(dòng)手動(dòng)控制

DF100A短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化工作時(shí)豆開(kāi)關(guān)在自動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)自動(dòng)出現(xiàn)故障可手動(dòng)切換，甩開(kāi)自動(dòng)控制；自動(dòng)時(shí)ZD/SD-A有24VDC電壓紅燈亮；手動(dòng)時(shí)zD/SD有24V綠燈亮。自動(dòng)狀態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)兩路控制，一路控制馬達(dá)緩沖板，使馬達(dá)緩沖板八個(gè)繼電器得電，為調(diào)諧做好準(zhǔn)備；另一路控制頻率預(yù)制板，為倒頻做準(zhǔn)備。具體接線如下所示：

手動(dòng)時(shí)接線：UPS→電源3→6TB3-2→ZD/SD→J209-1；自動(dòng)時(shí)接線：ZD/SD-A→6TB3-21→J209-2，一路通過(guò)J209-6.7給馬達(dá)緩沖板自動(dòng)控制信號(hào)；一路通過(guò)J209-7.8給頻率預(yù)制板自動(dòng)控制信號(hào)，自動(dòng)、手動(dòng)電路簡(jiǎn)單，出現(xiàn)故障時(shí)只要按上述接線方法便可快速判斷。

2.2 自動(dòng)化電源控制

自動(dòng)化系統(tǒng)獨(dú)立使用了3個(gè)開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)關(guān)電源1、2將±24V送到KT-MDMB00l馬達(dá)母板TBll端子上，給馬達(dá)電源板供電，電源板輸出±15V給馬達(dá)板調(diào)諧、隨動(dòng)電位器以及馬達(dá)緩沖板供電。正常工作時(shí)馬達(dá)電源板有±24V、±15V輸入、輸出電源指示，處理故障時(shí)我們可以參考指示燈來(lái)判斷：如果沒(méi)有±24V可以直接檢查開(kāi)關(guān)電源1、2或是電源板損壞。±15V不可能同時(shí)沒(méi)有，當(dāng)只有其中之一時(shí)，可以斷定為隨動(dòng)、調(diào)諧電位器或電源板有問(wèn)題。開(kāi)關(guān)電源3給擴(kuò)展接口板J001供電，給自動(dòng)手動(dòng)、電流傳感器提供24V電源。開(kāi)關(guān)電源3主要給自動(dòng)、手動(dòng)供電，自動(dòng)時(shí)在擴(kuò)展接口板109指示燈會(huì)亮，可以通過(guò)此指示燈來(lái)判斷故障：當(dāng)109指示燈亮?xí)r，可以斷定為指示燈后面即擴(kuò)展接口板有問(wèn)題；當(dāng)109指示燈不亮或閃爍時(shí)可斷定為自動(dòng)、手動(dòng)供電回路到J209 2之間有問(wèn)題。

2.3 自動(dòng)化馬達(dá)控制及其連接

馬達(dá)控制系統(tǒng)的好壞直接影響到自動(dòng)調(diào)諧時(shí)的成敗，馬達(dá)控制系統(tǒng)由隨動(dòng)電位器、調(diào)諧電位器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大器、機(jī)械限位裝置組成，原理簡(jiǎn)圖如圖1所示，手動(dòng)時(shí)，自動(dòng)控制電路是不工作的。這里主要介紹自動(dòng)時(shí)的工作過(guò)程：自動(dòng)時(shí)馬達(dá)隨動(dòng)電位器接地，馬達(dá)實(shí)際位置通過(guò)緩沖板送到A/D轉(zhuǎn)換卡，最后送入工控機(jī)，此時(shí)電腦顯示的是當(dāng)前值；工控機(jī)根據(jù)電腦保存的理論值與當(dāng)前實(shí)際A/D值比較并驅(qū)動(dòng)到位，當(dāng)它們之間沒(méi)有點(diǎn)位差時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

馬達(dá)的控制主要靠軟件（工控機(jī)）來(lái)完成，在實(shí)際的控制過(guò)程并不是那么簡(jiǎn)單，為了實(shí)現(xiàn)快速高精度的控制設(shè)計(jì)了2種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法：快速驅(qū)動(dòng)和脈沖驅(qū)動(dòng)。快速驅(qū)動(dòng)是計(jì)算機(jī)通過(guò)D/A卡輸出一個(gè)的固定電平，經(jīng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板放大后驅(qū)動(dòng)馬快速達(dá)到預(yù)定范圍。一般用于長(zhǎng)距離驅(qū)動(dòng)且驅(qū)動(dòng)精度要求不高的時(shí)候，例如倒頻時(shí)會(huì)先用快速驅(qū)動(dòng)到預(yù)定位置附近；脈沖驅(qū)動(dòng)是利用脈沖電平使馬達(dá)精確驅(qū)動(dòng)到預(yù)定位的控制方法，它能夠控制馬達(dá)勻速前進(jìn)，從而精確地驅(qū)動(dòng)到達(dá)預(yù)定位置。一般用于短距離且驅(qū)動(dòng)精度要求較高的情況下，例如在自動(dòng)倒頻操作時(shí)，馬達(dá)經(jīng)過(guò)快速驅(qū)動(dòng)到達(dá)預(yù)置位置后，用脈沖驅(qū)動(dòng)使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)到更加精確的位置，最后根據(jù)表值進(jìn)行精確調(diào)諧。

自動(dòng)化最關(guān)鍵的是能夠快速完成調(diào)諧，這也是自動(dòng)化故障率最多的地方。當(dāng)出現(xiàn)脈沖調(diào)諧超時(shí)時(shí)：應(yīng)該檢查馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板的零點(diǎn)和調(diào)諧參數(shù)，自動(dòng)化表值也是關(guān)鍵，只要比對(duì)發(fā)射機(jī)實(shí)際表值和自動(dòng)化表值即可輕松判斷；當(dāng)出現(xiàn)脈沖驅(qū)動(dòng)超時(shí)時(shí)，分成2路：一路是讀不到馬達(dá)實(shí)際值，應(yīng)該是自動(dòng)化系統(tǒng)中馬達(dá)位置信號(hào)處理電路的問(wèn)題，即隨動(dòng)電位器中心抽頭電壓到工控機(jī)ISO-813A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集卡的通路有故障；一路是能讀取馬達(dá)位置，直接檢查3008D/At到接口卡到馬達(dá)緩沖板的通路有故障。

2.4 自動(dòng)化頻率控制連接

在自動(dòng)工作時(shí)，發(fā)射機(jī)會(huì)按運(yùn)行圖進(jìn)行倒頻操作，工控機(jī)通過(guò)745串口卡RS485接口控制頻率預(yù)制板，使頻率合成器輸出載波頻率（此時(shí)接口板必須送來(lái)的自動(dòng)控制信號(hào)）。在自動(dòng)正常時(shí)頻率預(yù)制板顯示AU，表明控制信號(hào)送到了頻率預(yù)制板；當(dāng)不能切頻率時(shí)如圖2所示，直接檢查頻率預(yù)制板、745B串口卡和RS485接口，故障即可排除。

2.5 自動(dòng)化狀態(tài)檢測(cè)及音頻封鎖控制

KT-SD001狀態(tài)檢測(cè)板具有檢測(cè)調(diào)制器母板的48個(gè)模塊狀態(tài)、2個(gè)簾柵狀態(tài)、以及外接24路弧光狀態(tài)的功能。這里著重介紹一下自動(dòng)化音頻封鎖電路，狀態(tài)監(jiān)測(cè)板通過(guò)將母板的±24V.音頻封鎖通過(guò)RS485串口送至本機(jī)控制單元完成監(jiān)測(cè)。當(dāng)自動(dòng)調(diào)諧要封鎖音周時(shí)，通過(guò)控制擴(kuò)展接口板上音頻封鎖繼電器，將24V送回到狀態(tài)監(jiān)測(cè)板，控制插在馬達(dá)母板上9A4板實(shí)現(xiàn)自動(dòng)封鎖，

3 自動(dòng)化故障處理思路

當(dāng)安裝有自動(dòng)化的電腦出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，首先判斷是機(jī)器本身問(wèn)題還是自動(dòng)化系統(tǒng)有問(wèn)題，直接將豆開(kāi)關(guān)搬到手動(dòng)即可，如果機(jī)器正常即自動(dòng)化有問(wèn)題。處理自動(dòng)化故障時(shí)首先察看工控機(jī)電腦表值是否與機(jī)器實(shí)際表值一致，不能偏差太太，否則會(huì)調(diào)諧超時(shí)；平時(shí)維護(hù)時(shí)一定要保證高前陰流、高末柵流、高末屏流、簾柵流、高壓表、入射、反射功率表這七個(gè)表值得準(zhǔn)確。其次還要注意表值取樣到A/D813卡之間的連線，要定期對(duì)馬達(dá)板0點(diǎn)測(cè)量調(diào)整。

自動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制是最易發(fā)生故障的，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，要察看工控機(jī)電腦調(diào)諧時(shí)的理論值和實(shí)際值，理論值是正常時(shí)保存的值，實(shí)際值時(shí)隨動(dòng)點(diǎn)位器通過(guò)813卡取回地實(shí)際值，正常時(shí)2個(gè)值信號(hào)條都有指示，當(dāng)2值相等時(shí)驅(qū)動(dòng)到位。故障時(shí)會(huì)有一個(gè)信號(hào)條沒(méi)有或馬達(dá)超一個(gè)方向跑，其判斷方法參考2.3馬達(dá)控制回路，下面故障分析中也會(huì)詳細(xì)介紹。此外自動(dòng)化經(jīng)常重啟后會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)化程序A/D卡或D/A初始化失敗，只要我們察看我的電腦硬件屬性即可輕松判斷是驅(qū)動(dòng)問(wèn)題還是板卡問(wèn)題。自動(dòng)化界面中有板卡測(cè)試功能，我們可以通過(guò)它輸入一電平，在緩沖板測(cè)試出此電壓，可以輕松判斷出工控機(jī)到D/At到緩沖板的通路是否有問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)闡述了DF100A自動(dòng)化系統(tǒng)控制原理，提出了分塊判斷處理故障的方法，總結(jié)了自動(dòng)化故障的處理思路，希望在以后工作中對(duì)大家能夠有所幫助。本自動(dòng)化系統(tǒng)工作穩(wěn)定，既減輕了值班人員的工作強(qiáng)度，又減少了停播事故的發(fā)生。只要大家做好維護(hù)工作，就能確保三滿播出。