國產DF500A短波發射機控制系統分析

陳 亮

（作者單位：國家新聞出版廣電總局2023臺）

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國產DF500A短波發射機控制系統分析

陳 亮

（作者單位：國家新聞出版廣電總局2023臺）

摘 要：本文主要闡述了DF500A國產短波發射機各分控制系統的功能及它們之間的相互聯系，以期為廣大同行提供借鑒。

關鍵詞：ATU調諧網絡；CPLD邏輯控制；單機自動化；機房平臺；天控系統

DF500A發射機是國內首創的短波大功率發射機，自2010年至今經過多次調試改造，整個控制系統已基本定型，現對發射機及附屬設備控制系統進行詳細介紹。

1 控制系統核心部件的介紹

1.1 機房平臺

機房平臺擔負著調單接收和下傳及監測發射機和轉動天線實時狀態的主要作用，調單接收和下傳有“手動”和“自動”兩種模式，在“自動”模式下自動接收平臺下發的調單指令并自動下傳給單機自動化；在“手動模式”下，需有校驗人員簽名方能手動下發給機房單機自動。機房平臺還具有校時、運行圖編輯、運行圖查詢、日志查詢等功能。

1.2 自動控制系統（單機自動化）

自動控制系統也稱上位機，具有保障安全播音，提高設備可靠性的目的。自動控制系統是自動化控制的核心，分為自動、手動和檢修三種工作模式。自動狀態下，系統按照運行圖自動開關機和倒頻；在手動模式只能通過手動去完成各項操作；在檢修模式下可以實現手動狀態的各種操作，但不接收運行圖。

1.3 邏輯控制系統

邏輯控制系統監控發射機開關的切換步驟，與發射機安全系統和PSM控制系統聯系緊密。其控制風路、水路、燈絲、高壓、驅動馬達等設備，邏輯控制系器采用兩片EPM7512EAQI208作為核心處理器，一片負責所有的邏輯控制，另一片負責與上位機的通信。各板卡編號和名稱如下：A1 CPLD通信板；A2 CPLD核心板；A3 狀態指示板；A4 狀態指示板；A15 輸出板A；A16 輸出板B；A17 輸入板A；A18 輸入板B。8塊功能板全部插在母板上，各電路板之間的連線通過母板實現。所有采樣過來的104路開關量送到A17、A18板，再送到A2板進行邏輯處理，最后通過A15、A16板輸出66路指令來完成外圍電路控制，同時A1板負責與上位機的通信。

1.4 調諧控制系統

調諧控制系統的基本功能是通過馬達驅動裝置調整射頻系統的可變電容和電感，使射頻系統工作在阻抗匹配最佳狀態。自動調諧控制核心由通信模塊（ARM1）、調諧模塊（ARM2）組成。各板卡編號和名稱如下：A5 調諧控制板；A11 AD板；A12 DA板；A13 通訊控制板；A14 通信接口板，所有功能板都插在母板上，母板負責它們之間的線路連接，以實現各電路板之間的信號鏈接和轉換。

通訊板負責與上位機、調諧板進行通訊，協調控制發射機開關機、調諧以及狀態信息、報警信息得及時上傳。調諧板負責調諧和與邏輯控制器進行通訊，接收通訊板發送的調諧指令，上傳通過A/D轉換獲取的狀態信息，以及通過D/A接口控制發射機進行調諧；同時，調諧板可通過該板面板上的顯示器及鍵盤實現手動微調馬達。

自動調諧時，上位機讀取調諧頻率的預存值通過通訊板向調諧板發送調諧指令，調諧板根據調諧指令對12路傳動進行粗調，粗調允許的誤差范圍為±15，當12路調諧的實際位置與預存值相比都在±15范圍以內，系統認為粗調到位。發射機加至低功率狀態時，系統通過前級鑒相器、末級鑒相器及鑒阻器取樣回來的信號進行細調，前級鑒相允許的誤差范圍為±20，末級鑒相允許的誤差范圍為±100，末級鑒阻允許的誤差范圍為±30，當前級鑒相、末級鑒相及鑒阻器的實際取樣值都在誤差允許范圍內，調諧系統認為調諧到位，此時調諧板通過通訊板向邏輯控制器發送調諧到位指令，邏輯控制器把高末屏壓升至滿功率狀態。

1.5 天線控制系統

天線控制系統主要實現對驅動馬達、變頻器、輔助風扇、剎車馬達、程式開關、風流量、水流量、水溫、水位、水阻、弧光監測、調諧位置、緊急按鈕、天線角度、閉鎖信號等的監測和一些元件的控制，采用了兩組PLC可編程控制器作為下位機，一組為筒體控制系統，主要實現筒體轉動的控制，采用了歐姆龍的CJ1G；另一組ATU控制系統，只要實現對冷卻系統、程式開關切換、電容電感調諧等的控制。下位機采樣外圍電路的各個開關狀態進行邏輯判斷實現對外圍電路的控制，同時上傳給上位機，包括各種操作信息和告警信息，天控系統上位機再把這些狀態信息、告警信息和操作信息上傳給機房平臺。

2 整機控制原理

整機控制原理如圖1所示。

2.1 調度令的接收

當機房平臺下發調度令時，機房平臺具備手動和自動兩種接收模式，當選定自動模式時，調度令自動下發給單機自動化，單機自動在自動或手動工作模式時接收調度令并解析生成運行圖，單機自動在檢修工作模式時不接收調度令并反饋給機房平臺。當機房平臺接收調度令模式為手動時，必須有接收調度令權限的人員簽名后從才可成功下發調度令。

2.2 自動執行運行圖控制原理

自動執行運行圖時，單機自動化自動讀取當前播出頻率的預存數據下發給調諧系統，調諧系統根據預存數據驅動調諧馬達對各路可調元器件進行粗調，粗調到位后反饋到位信息給單機自動化和邏輯控制系統，邏輯控制系統執行加

圖1 整機控制原理圖

高壓指令。發射機加至低功率狀態時，系統通過前級鑒相器、末級鑒相器及鑒阻器取樣回來的信號進行細調，當前級鑒相、末級鑒相及鑒阻器的實際取樣值都在誤差允許范圍內，調諧系統認為調諧到位，此時調諧板通過通訊板向邏輯控制器發送調諧到位指令，邏輯控制器把高末屏壓升至滿功率狀態。發射機在換頻時，單機自動化把頻率、天線角度、天線程式等內容下發給天線控制系統，天線控制系統根據內容對ATU調諧、天線角度、程式切換、冷卻系統、同軸開關等進行驅動，當這些狀態都符合工作需要狀態時反饋給天控系統，天線閉鎖信號燈亮，同時上傳給發射機，允許發射機加高壓。調諧控制系統與PSM之間的控制內容是：根據當前發射機的功率通過調制器控制器開通PSM功率模塊的數量。PSM與單機自動化的通信內容是：把所有PSM功率模塊的工作狀態上傳給單機自動化。

3 結語

發射機正常工作時，系統實時監測各個節點的工作狀態，同時單機自動化和天線控制系統實時把這些狀態信息上傳給機房平臺，以便值班人員隨時了解設備工作狀態。當出現故障時，系統根據故障類型自動把發射機切換至達到保護目的狀態，保證人員和設備安全，同時單機自動化界面會顯示故障具體內容，以便值班人員排查和處理故障。

參考文獻：

[1]呂雄.中短波發射機PLC自動化控制思路[J].電子世界,2015(21).

[2]王勇.國產DF500A短波發射機被調級屏極供電系統及調試方法[J].廣播與電視技術,2015(1).