國產(chǎn)500kW短波轉(zhuǎn)動天線控制系統(tǒng)的改造

摘 要：文章對國產(chǎn)500KW短波轉(zhuǎn)動天線組成進行了簡單的闡述，同時介紹了該系統(tǒng)在運行當中出現(xiàn)的問題及改造。希望通過文章的綜合論述，可以為相關工作人員提供理論借鑒和幫助，僅供參考。

關鍵詞：大功率短波轉(zhuǎn)動天線；天線控制系統(tǒng)；手動控制系統(tǒng)；變頻器；抱閘

1 概述

500kW短波轉(zhuǎn)動天線是由北京北廣科技股份有限公司生產(chǎn)的，它是國內(nèi)首創(chuàng)的大功率轉(zhuǎn)動天線。500kW短波發(fā)射機的成功研制和完全國產(chǎn)化，結(jié)束了我們國內(nèi)不能自主生產(chǎn)150kW以上級別大功率短波發(fā)射機的歷史，改變了我國在大功率短波機領域主要依賴于進口的現(xiàn)狀，推動國內(nèi)整個廣電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 轉(zhuǎn)動天線的組成

大功率短波轉(zhuǎn)動天線高78米，總重量308.8噸，由轉(zhuǎn)動天線基礎、鋼結(jié)構(gòu)和塔桅結(jié)構(gòu)、機械傳動結(jié)構(gòu)、天饋線系統(tǒng)網(wǎng)絡、轉(zhuǎn)動天線控制系統(tǒng)等部分組成。包含底部基礎、圓筒塔身、中心塔桅、反射幕中心支撐架、支撐平臺、平臺斜支撐、反射幕外支撐架、高頻振子、低頻振子、振子支撐、天線檢查用負荷繩等組成。

3 轉(zhuǎn)動天線控制系統(tǒng)

天線控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)對驅(qū)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(jiān)測、調(diào)諧位置、緊急按鈕、天線角度、閉鎖信號等的監(jiān)測，同時還可以實現(xiàn)對變頻器、剎車馬達、程式開關、風、水、天線角度、頻率的控制。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(tǒng)，主要實現(xiàn)筒體轉(zhuǎn)動的控制，采用了歐姆龍的CJ1G；另一組ATU控制系統(tǒng)，只要實現(xiàn)對冷卻系統(tǒng)、程式開關切換、電容電感調(diào)諧等的控制。下位機采樣外圍電路的各個開關狀態(tài)進行邏輯判斷來實現(xiàn)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(tǒng)上位機再把這些狀態(tài)信息、高警信息和操作信息上傳給機房平臺，作為機房平臺的監(jiān)測內(nèi)容，上位機和下位機之間采用了RS232串口通信。機房控制柜與筒體控制柜之間采用了RS485串口通信。

4 轉(zhuǎn)動天線在試運行中出現(xiàn)的問題及處理

轉(zhuǎn)動天線在試運行當中出現(xiàn)了一些問題及在以外情況下對筒體的保護存在一些隱患，下面對這些問題和隱患分析處理進行總結(jié)：

4.1 轉(zhuǎn)動天線啟動時經(jīng)常出現(xiàn)：“剎車馬達未打開”，天線無法轉(zhuǎn)動

天線轉(zhuǎn)動控制的原理：剎車馬達是由電磁閘式電機和剎車皮組成，天線在靜止狀態(tài)時電機處于靜止狀態(tài)，剎車皮通過彈簧的機械應力處于抱閘狀態(tài)，防止因外力造成天線角度偏離。當天線準備轉(zhuǎn)動時，系統(tǒng)給電機24V直流電源，剎車皮打開，到位后把到位信息上傳給天線控制系統(tǒng)，系統(tǒng)接通驅(qū)動馬達電源，天線開始轉(zhuǎn)動。

故障分析：

（1）經(jīng)過測試分析，電機電源電壓不足。電機的供電與天線控制系統(tǒng)共用一個直流電源，負載較大，直流電源的輸出功率不足，造成電機無法正常工作。另外，電機供電電源線過細，線阻大造成有壓降，到達電機的工作電壓不足。

（2）剎車盤的剎車距離過短，大概只有3mm左右，剎車盤安裝在減速器上，減速器用螺絲固定于筒體壁上，固定螺絲與固定孔之間有間隙，減速器本事重量較大，運行一段時間后會有位移，造成剎車盤有形變，由此會造成剎車盤在物理上松開不到位，無法給天線控制系統(tǒng)到位信號，天線無法啟動。

故障處理：

（1）增加一個獨立的直流電源（輸出為：24VDC，10A）給剎車馬達供電。

（2）剎車馬達供電電源線由0.75平方毫米更換為4平方毫米，同時電源控制開關由繼電器改為接觸器。

（3）把減速器固定螺絲松開后進行位置校準，用張拉器對所有固定螺絲進行統(tǒng)一緊固。

4.2 在換頻播出瞬間轉(zhuǎn)動天線控制系統(tǒng)突然癱瘓，無法通過應急處理恢復播出

故障現(xiàn)象：在天線轉(zhuǎn)動之前突然發(fā)現(xiàn)天線控制系統(tǒng)癱瘓無法使用，重裝系統(tǒng)后恢復播出，造成較長的停播事故。

故障處理：增加轉(zhuǎn)動天線手動控制系統(tǒng)。由一臺歐姆龍的CP1H作為手動操作系統(tǒng)的下位機，下位機通過串口與變頻器連接，下發(fā)指令實現(xiàn)對變頻器的控制；增加轉(zhuǎn)動天線手動控制板，控制板設有手/自切換開關、高速正傳、高速反轉(zhuǎn)、低速正傳、低速反轉(zhuǎn)、停止等按鈕，通內(nèi)壁安裝360度角度標識。應急操作時由兩個人配合完成，嚴格執(zhí)行呼應制度，一人在角度標識處指揮，一人在控制板操作，當接近目標角度時切換低速轉(zhuǎn)動，距離目標角度3度時按“停止”按鈕，通過慣性即可到達目標角度。

4.3 在天線高速轉(zhuǎn)動中突然斷電，剎車馬達會立即抱閘，由此產(chǎn)生的強大的機械應力會使塔體受到損傷

故障現(xiàn)象：轉(zhuǎn)動天線在高速運轉(zhuǎn)當中外電突然中斷，剎車馬達馬上抱閘，由于天線本身重量很大，由此產(chǎn)生了很大的慣性，突然抱閘引起的機械應力會使塔體受到較大的傷害。

故障處理：增加控制系統(tǒng)UPS電源，在外電中斷的情況下由UPS電源保持對剎車馬達的供電，剎車馬達不會抱閘。

5 結(jié)束語

經(jīng)過改造后轉(zhuǎn)動天線系統(tǒng)已運行兩年，兩年期間未出現(xiàn)以上故障，設備運行比較穩(wěn)定。