TBH522型發射機自動化控制原理

任　凱　國家新聞出版廣電總局722臺　721001

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TBH522型發射機自動化控制原理

任凱國家新聞出版廣電總局722臺721001

【文章摘要】

本文主要介紹了TBH522型發射機自動化控制原理，對自動化控制核心工控機與控制小盒之間的信號傳輸和控制原理做了深入的討論。

【關鍵詞】

電控；保護；一體化機；自動調諧

1　各控制部分的功能

自動化控制工控機：主要負責對電控單元、保護單元和自動調諧系統的監控，并可與機房平臺工控機之間交互數據，實現遠程遙控。也就是這部分主要是保證發射機的自動化運行，同時下載和上傳數據。

（1）電控單元（也就是電源的邏輯控制部分）主要負責發射機按照規定的邏輯關系，在開機時各個部分的供電按照規定的順序依次接通，在關機時按照相反的順序依次斷開。在接受到保護指令時對發射機進行相應的斷電保護，在保護指令解除時，又能及時的恢復供電。當然每一步合電都需要滿足相應的邏輯條件，當邏輯條件中任意一項不滿足時是無法進行下一步的。

（2）過荷保護單元（電源的保護邏輯部分）主要負責當發射機出現過電壓和過電流、駐波比異常或元器件打火時立即發出指令進行封鎖激勵、封鎖PSM、降低功率或切斷高壓等，故障解除后又能夠及時恢復高壓。

2　自動化控制主機

研祥810E外帶8串口104串口卡工控機為例。其中我們使用了四個串口，分別是com3、com4、com5、com6,com3串口用于電控邏輯小盒的監測和控制，com4用于過荷保護小盒的監測和控制，com5用于表值采樣模塊的監測，com6用于自動調諧小盒的監測和控制，工控機通過控制軟件powerTBH實現其監測和控制功能，軟件為純綠色，直接打開exe可執行文件運行程序即可，初次安裝使用需要對各串口進行調試設置，否則出現“某某串口錯誤”提示框，無法連接，串口設置完成后，運行軟件。

3　FPGA

FPGA 出現在80年代中期，它的邏輯門的密度從幾萬門發展到幾百萬門，目前大多數臺站的電控、保護小盒是使用當時的10萬門左右的FPGA集成塊，內部結構大致分為四個部分：第一部分：邏輯中心。是用來接收其它部分的數據并按照程序中設定的方案對所收到的數據進行相應的分析和處理。也就是按照預先的邏輯對輸入信號進行分析，得到數字信號輸出結果。第二部分：A/D控制單元。主要負責控制外部數字和多路開關的選通時序，以及實現對A/D采樣過程的合理控制。第三部分：數值量監測控制單元。負責對所有要監測和控制的數字量的狀態數據進行采集和控制輸出。第四部分：FPGA接口邏輯控制單元。主要負責通信和顯示以及進行一些復雜算術運算等。

發射機的微機控制系統采用現場可編程門陣列FPGA為核心控制電路，輸入輸出電路采用了光電耦合隔離措施，這樣做主要是避免FPGA在大電流沖擊下損壞。由于FPGA無掉電存的儲功能，系統上電后FPGA首先被初始化，此時,PROM的CE端為低電平，PROM被選中，單片機將預先編寫好的邏輯程序，從PROM下載至FPGA，對FPGA的邏輯功能進行配置。配置完成后，RPOM處于低功耗待機狀態。每次上電均是由PROM將數據流下載到FPGA中,FPGA供電電壓為+5v。系統中上機位CPU，采用的是8051單片機，時鐘為800M時鐘信號。

4　電控系統

電控系統的功能是發射機開機后，可將發射機各個部分的供電按照規定的順序依次接通；在關機后，按相反的順序依次斷開。當發射機出現故障或過荷后，可自動對發射機進行保護；當故障排除后可使發射機迅速恢復正常工作。另外還可實現自動調壓穩壓功能，給燈絲等部分提供穩定的供電電壓。基本的邏輯順序是這樣的：

首先當開機條件具備時，（冷卻斷路器合并且無缺相保護時），允許開機指示燈亮，調壓器零位指示正常、燈絲合正常，此時已具備開機條件，按開機啟動冷卻系統后燈絲供電調壓器開始升壓，延時兩次，升到額定值，此時偏壓自動合上，燈絲升滿后，開始燈絲預熱延時。

延時結束后，當偏壓正常、水溫正常、門開關合上、機保開關合上、天線交換開關到位、饋線接地開關斷開、高前陽極自動開關合上這些條件都滿足時，允許合高前陽極電壓指示燈亮。

若如此時高前無過荷，高前陽極開關合上，按合高前按鈕，可合上高前陽極電壓一檔，2s延時后自動合上高前陽極電壓二檔和高前簾柵電源。當高前陽極電壓正常，高壓開關合上，PSM開關合上時允許啟動高末陽極指示燈亮。若此時保護單元中無一次過荷、三次過荷、過耗、高末簾柵過荷、高末陰流過荷，按下合高壓按鈕可合上高末高壓一檔，經過2s延時自動合上高末陽極電壓二檔。當簾柵壓開關合上，自動合高末簾柵一檔，當細調完成后，高末簾柵一檔已合上，此時自動合高末簾柵壓二檔。

發射機的關機順序是與開機順序相反的，同時若直接斷高前，高末也同時被斷開，直接按關機，高前、高末也被直接斷開，正常關機是按照斷高末，斷高前，降燈絲的順序關機，當燈絲調壓器降至零位時，延時7分鐘后自動切斷冷卻供電，關機結束。

5　保護系統

保護系統的功能是當發射機出現故障或過荷后，可輸出保護信號對發射機進行保護，并提供手動升降壓、封鎖、解除故障等功能。

保護小盒的面板有7個按鈕：駐波比恢復、過荷恢復、降功率、升功率、PSM恢復和高低功率。21個指示燈，駐波比恢復負責恢復駐波比稍大，過荷恢復負責恢復按鈕正上方所有除駐波比稍大外的所有保護信號，PSM恢復負責恢復低鎖、零鎖信號。

當6KV過流發生時，取樣電壓超過整定值兩倍以上，高前陽極電壓被切斷，高末陽極、高末簾柵也被切斷。當高前簾柵電流過荷發生時，高前陽極電壓被切斷，高末切斷。高末陰流過荷、高末簾柵過荷、過耗、駐波比過大、無高頻和各類的打火，均快速封鎖激勵和PSM封鎖，三次過荷以上切斷高末屏壓和高末簾柵壓。駐波比稍大，主要去封鎖PSM。另外還有4個正常輸出檢測電路，分別是高末輸出正常、自動調諧完成、6kv輸出正常、低周輸出正常。

【參考文獻】

《TBH-522型短播廣播發射機維護手冊》