中波發射臺自動給水控制系統

葛會娟

（作者單位：遼寧朝陽三二八轉播臺）

中波發射臺距市區較遠,臺址所在地多數不通自來水,為保證職工的生產生活用水,都需自備水井。一套功能完善、抗干擾能力強、故障率低且可靠便捷的給水系統就顯得相當重要，為安全優質播出提供切實的后勤保障。為此，遼寧朝陽三二八轉播臺技術人員依據中波發射臺特點，自行設計了一套自動給水控制系統，至今已穩定運行8年，效果良好。其特點是運行穩定可靠、抗干擾能力強、液位傳感器感應電極不易結垢、靈敏準確且故障率低。

1 中波發射臺自動給水系統介紹

遼寧朝陽三二八轉播臺位于遼寧朝陽市郊區，距市區中心15 km，市自來水公司目前管路未到達，目前職工生活工作用水依靠自備水井。遼寧朝陽三二八轉播臺擔負遼寧廣播電臺遼寧之聲節目、朝陽廣播電臺新聞綜合與經濟生活三套節目的發射任務，三套節目的發射機功率均為10 kM，臺址所在地屬于強電磁場環境。自動給水系統示意圖如圖1。

整個系統由揚程100 m功率1 kW三相潛水泵、5 cm上水管、具有清洗功能的5 m3304不銹鋼水箱和自動上水控制器等組成。

具體工作過程如下，當水箱水位下降到設定水位時，自動控制器通過液位傳感器感知到無水信號，通過微處理器PA0輸出一個高電平，接通Q1，繼電器1接通3、5端子，輸出信號接通潛水泵三相繼電器，水泵運轉，開始給水。當水箱水位上升到設定水位時，自動控制器通過液位傳感器感知到水滿信號，通過微處理器PA0輸出一個低電平，Q1截止，繼電器1斷開3、5端子，潛水泵三相繼電器斷開，水泵停止。設計時水箱安裝一個手動清洗裝置，當水箱工作一定時間后，水箱底部會積累一定量的污泥或雜物，通過這個裝置方便對水箱進行清洗，從而保持水箱的清潔。

2 中波發射臺自動給水控制系統自動控制器原理

2.1 自動控制器工作原理如圖2。

該控制器由檢測電路和主機電路兩部分組成，檢測電路負責水位的檢測，由三個檢測電極與單片機ATMEGA16組成，通常情況下，兩個電極深入到水下，作為無水時檢測；一個電極位于水箱上部，用于水滿檢測。主機部分包括單片機U1(ATMEGA16)、移位寄存器、三端穩壓器、數碼管DIS1~2、指示燈LED1~10以及外圍電阻和電容；主機部分中通過探頭端口PORT1和主機端口PORT2連接，PORT1和PORT2是完全相同的三芯電纜端子，其中1腳接直流電源（5 V）的正極，3腳接直流電源的接地端，2腳是數據傳輸線，由探頭端將數據傳送到主機端；主機端由核心器件ATMEGA16單片機U1、移位寄存器（74LS164）、三端穩壓器（7805）、7段顯示數碼管DIS1~2、發光二極管LED1~10以及外圍的電阻和電容器件組成，其中單片機U1是核心器件，它負責接收探頭發送來的數據，然后對數據進行判斷和處理，并送到數碼管顯示。

圖1 自動給水系統示意圖

圖2 電路原理

VCC為+5 V穩壓電源,ATmega16是單片機,為電路的核心器件。單片機PA0口驅動Q1，進而驅動繼電器，控制220 V交流電源輸出。PC0、PC1端口連接不銹鋼電極，用于檢測上、下水位；PD0、PD1連接2個按鍵，通常控制器通過檢測水位高低，自動控制水泵啟停，設置手動按鍵，用于人為控制上水，手動啟動后當水面達到上水位時，仍然自動停止，不會導致溢出。PD2連接LED2指示燈，上水時指示燈點亮，否則熄滅。LED1指示燈用于通電指示。

2.2 檢測探頭原理

通常情況下，液位傳感器采樣時是連續不間斷采樣，隨著時間的推移，取樣電極會產生電解行為，長期使用會使電極結上一層厚厚的水垢，導致檢測不準或不檢測、誤檢測，最后造成整個自動給水系統不工作或工作不正常。解決電極檢測中結垢問題的關鍵因素是減少離子在電極上的沉積，通過減少電極通電時間或用交流電解決這個問題，從電路運行可靠角度出發，遼寧朝陽三二八轉播臺設計的這套系統，電極信號的采集是間斷式的，電極信號的檢測在定時器中斷里完成，定時器的中斷時間為100 ms，由此可知電極的通電時間僅僅占1/10 000。所以，理論上電極的壽命延長了1萬倍，普通方式的電極使用壽命大約是3~6個月，采用本文的方式，壽命延長1萬倍。

3 中波發射臺自動給水控制系統的特點

由于液位傳感器與自動控制器之間采用了數據傳輸，可以保證信息不受線路長短的影響，避免了因線路長度不同造成誤差，使得水位顯示更加準確，避免遼寧朝陽三二八轉播臺的強磁場對感應信號產生干擾。

電極采樣的特殊性巧妙地解決了電極檢測中的結垢問題，使系統運行更穩定、更準確。自動控制器電路中，電源部分、信號入口、控制器件端口和按鈕端口都加裝了抗干擾電路，有效解決了強磁場環境下自動控制器工作不穩定問題。自動控制器設備不需要調試，工作特別穩定，成本低，方便批量生產。

該系統需要完善的地方，一是須加一套凈水裝置，保證水質安全；二是條件允許應安裝一套負壓給水裝置，保證用水水壓達到要求。

4 結語

該系統是遼寧朝陽三二八轉播臺技術人員根據中波臺自身環境特點自己設計并安裝調試，有一定實用價值的自動給水控制系統，可供其他臺站借鑒，安裝使用。