廣播發(fā)射機自動控制系統(tǒng)頻率出錯故障探析

段亞飛

摘 要 本文簡要介紹了DF100A短波發(fā)射機自動控制系統(tǒng)工作原理，針對自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)的頻率出錯故障進行分析，提出了排查此類故障思路和方法，同時對發(fā)射機自動化系統(tǒng)的維護提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞 發(fā)射機 自動控制 頻率 出錯 故障

中圖分類號：TP311.53 文獻標(biāo)識碼：A

Analysis on the Failure Caused by Frequency Error in Automatic

Control System of Broadcasting Transmitter

DUAN Yafei

（State General Administration of Press and Publication， Radio and Television 761 Station， Yongan， Fujian 366000）

Abstract The article briefly introduces the working principle of DF100A automatic control system of shortwave transmitters， analyses the failure caused by frequency error in the automatic control， and puts forward some ideas and methods to deal with such faults， and proposes some own view for the maintenance of transmitters' automation system.

Key words transmitters； automatic control； frequency； error； failure

0 引言

安全播音是電臺永恒不變的主題，播音頻率準(zhǔn)確無誤對于安全播音至關(guān)重要。DF100A型短波廣播發(fā)射機是國家廣電總局直屬臺短波廣播發(fā)射機中的主力機型。因此，該機型的整體運行穩(wěn)定性對于擔(dān)任國家廣播覆蓋、實驗任務(wù)來說是非常重要的。因此，提高DF100A短波發(fā)射機的運行穩(wěn)定運行是發(fā)射臺維護工作者的重要工作。在長期的發(fā)射機運行和維護中，曾多次出現(xiàn)過DF100A短波發(fā)射機的自動控制系統(tǒng)頻率出錯故障。對此，通過對DF100A發(fā)射機中的工控機PLC進行解剖分析，查找出故障所在，對發(fā)射機此類問題，總結(jié)出排查路徑和方法。

1 DF100A發(fā)射機PLC原理

DF100A型短波廣播發(fā)射機擁有手動、全自動、半自動三種工作模式。自動控制系統(tǒng)由北京廣播電影電視設(shè)備研發(fā)制造。該自動控制系統(tǒng)采用上下位機模式，上位機采用高可靠的工業(yè)控制計算機，下位機采用高可靠性、高穩(wěn)定性、抗干擾性強的可編程邏輯控制器（即：Programmable Logic Controller，簡稱PLC），上下位機之間通過RS-232串行口進行通訊。

PLC是工業(yè)自動控制領(lǐng)域的專業(yè)設(shè)備，技術(shù)條件非常成熟，對于較為惡劣的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性強、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好，穩(wěn)定工作壽命長。本系統(tǒng)中的PLC采用OMRON公司的產(chǎn)品，CPU型號為C200HE-CPU64-E，該型號的PLC程序容量大（用戶程序存儲器：31.2K字節(jié)，數(shù)據(jù)存儲器：6K字節(jié)，擴展數(shù)據(jù)存儲器：18K字節(jié)。系統(tǒng)目前程序容量約為20K字節(jié)左右，可擴展容量為10K字節(jié)，可方便擴展功能；此外PLC系統(tǒng)可以方便擴展存儲容量，具有相當(dāng)大的擴展余量）；PLC指令處理速度快（基本指令處理時間：0.1 s min.）；支持的I/O點數(shù)多（可支持1，184點）；可擴展的I/O機架多（系統(tǒng)目前為1個機架，可再擴展3個機架）。易于維護和擴展升級。

PLC的CPU是免維護的。整個系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，所有的輸入輸出接口都按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)制作，可擴展空間大，模塊之間相互獨立，互不影響，可方便維護（更換速度快、操作簡單），又可以根據(jù)不同的用戶需求進行快速升級。簡單標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的模塊可以互為備份，更換模塊不需要改動軟件。PLC穩(wěn)定性強，基本不會死機。PLC出現(xiàn)故障，工作人員可以在極端時間內(nèi)完成對PLC重新啟動；外電閃斷情況下，PLC系統(tǒng)可以迅速完成重啟，恢復(fù)發(fā)射機的全自動模式運行，遠遠小于計算機的啟動時間。

1.1 頻率合成器的特點

（1）DF100A短波發(fā)射機的載波頻率是由頻率合成器產(chǎn)生的，主要應(yīng)用美國生產(chǎn)的PTS040型頻率合成器，由于PTS040型頻率合成器是采用直接頻率合成法，因此適用需要相位噪音小，換頻迅速以及雜散輸出很小的正弦波信號源的場合。其輸出頻率0.1～40MHz，分度可選0.1～100MHz；輸出阻抗50歐姆，電壓有效值1伏，在頻率合成器上預(yù)存9個頻率，采用TTL BCD碼控制，可實現(xiàn)手動控制或遙控，IEEE接口標(biāo)準(zhǔn)。通過對頻率合成器的控制實現(xiàn)發(fā)射機倒換頻率。

（2）程控頻率：當(dāng)頻率合成器正面板的本地/遙控開關(guān)打向遙控位置時，PTS040就轉(zhuǎn)到遙控方式，控制其輸出的頻率、信號電平以及進入到程控模式。對于控制頻率的編程格式是采用每個數(shù)字為對應(yīng)4無二進制碼，不用此功能時，所有用于頻率編碼的插腳都會由內(nèi)部 控制高電平。在進行頻率程控時所對應(yīng)的插腳應(yīng)該呈現(xiàn)低電平。通過程控，是頻率由0.1Hz～1MHz的數(shù)字位變化到使輸出變?yōu)樾碌念l率。需要5納秒時間，對應(yīng)10MHz位，變化頻率需要20納秒。

（3）程控輸出電平：對輸出電平的程控是由模擬電壓控制的，使用頻率合成器后面板的10K歐姆電位器設(shè)置輸出故障檢測電平。這個故障輸出電平可以將+3～+13dBm電平內(nèi)的任一電平設(shè)成故障閥限電平。有效值輸出信號電平是這個模擬直流電壓的一半，相對于0.3～1.0伏有效值電壓（在50歐姆阻抗上，為+3～+13dBm）的輸出信號電平的實際有效輸入電壓范圍為0.6～2.0伏直流。endprint

1.2 自動控制系統(tǒng)的功能

（1）手動、全自動、半自動三種工作模式可以方便、準(zhǔn)確地控制發(fā)射機，使發(fā)射機在最佳的狀態(tài)下穩(wěn)定地工作。自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對每部發(fā)射機的運行圖修改，控制發(fā)射機的開機、關(guān)機。自動調(diào)諧，自動封鎖音周，自動加音周。在調(diào)諧和播音中對激勵、功率實時監(jiān)控；對發(fā)射機過流過載實時監(jiān)控；控制系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)處理速度和能力，可以準(zhǔn)確記錄下用戶需要的各種數(shù)據(jù)，自動切換頻率。（2）在全自動工作模式下，PLC自動根據(jù)運行圖的時間，識別當(dāng)前發(fā)射機需要的載波頻率，PLC的輸出指令通過頻率控制板11A3A2（圖1）。

控制頻率合成器輸出需要的載波頻率。當(dāng)有臨時代播或自動試機時，PLC根據(jù)由代播命令輸入的載波頻率直接輸出，通過頻率控制板控制頻率合成器輸出需要的載波頻率，然后在頻率計數(shù)器上顯示出要代播的載波頻率，如果當(dāng)前頻率是保存過的熱播頻率，則以保存過的伺服電壓位置作為本次調(diào)諧的粗調(diào)位置，直接輸出各個伺服電壓對高前調(diào)諧、高末調(diào)諧、高末負載電容以及平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器進行置位；如果當(dāng)前頻率是一個全新的沒有保存過的頻率，程序則根據(jù)PLC內(nèi)部保存的數(shù)據(jù)線性計算出各個位置電壓輸出到馬達板的主動點，對高前調(diào)諧、高末調(diào)諧、高末負載電容以及平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器進行置位。

波段則根據(jù)頻率所在的頻段，計算出需要的波段位置，并將計算出的位置信號轉(zhuǎn)換成馬達板主動點的電壓輸出，直接對三根短路棒進行置位。

諧波濾波器由一個專門的設(shè)置畫面，參數(shù)設(shè)置界面如圖2所示。

圖2 諧波濾波器參數(shù)設(shè)置界面

輸入諧波濾波器面板上頻率和刻度、高限刻度值和高限位置時的相對電壓值、低限刻度值和低限位置時的相對電壓值。程序依據(jù)這些參數(shù)和當(dāng)前外電的高低，準(zhǔn)確地計算出當(dāng)前要播音頻率所需要的濾波器刻度，并把計算出的刻度轉(zhuǎn)換成電壓輸出到馬達板的主動點，對濾波器進行準(zhǔn)確的置位。當(dāng)所有馬達的伺服位置到位后，就進行加高壓調(diào)諧。下面是我臺所維護使用的DF100A發(fā)射機自動控制系統(tǒng)方框圖（圖3）。

由自動控制系統(tǒng)框圖可知，頻率控制板的指令是通過PLC中開關(guān)量輸出IQ6模塊進行輸出的，具體型號為C200H-OC225，實物如圖4所示。IQ6模塊里由16個繼電器組成，通過16個繼電器的吸合與釋放控制輸出的指令。IQ6模塊輸出是8421BCD碼。

（3）BCD碼：用四位二進制代碼來表示一位十進制數(shù)，稱為二--十進制編碼，簡稱BCD（Binary Coded Decimal）碼。根據(jù)代碼的每一位是否有權(quán)值，BCD碼可分為有權(quán)碼和無權(quán)碼兩類，應(yīng)用最多的是8421BCD碼，無權(quán)碼用得較多的是余三碼和格雷碼，我們通常所說的BCD碼指的是8421BCD碼。這些編碼跟十進制數(shù)對應(yīng)的關(guān)系如下表1。

表1 十進制數(shù)8421BCD編碼

①8421BCD碼中的“8421”表示從高到低各位二進制位對應(yīng)的權(quán)值分別為8、4、2、1，將各二進制位與權(quán)值相乘，并將乘積相加就得相應(yīng)的十進制數(shù)。例如，8421BCD碼“0111”，0€？+1€？+1€？+1€？=7D，其中D表示十進制（Decimal）數(shù)。值得特別注意的是，8421BCD碼只有0000～1001共十個，而1010、1011等等不是8421BCD碼。

②余三碼是在8421BCD碼的基礎(chǔ)上，把每個數(shù)的代碼加上0011（對應(yīng)十進制數(shù)3）后得到的。格雷碼的編碼規(guī)則是相鄰的兩代碼之間只有一位二進制位不同。不管是8421BCD碼還是余三碼還是格雷碼，總是4個二進制位對應(yīng)一個十進制數(shù)，如十進制數(shù)18對應(yīng)的8421BCD碼就是0001 1000。

③壓縮的BCD碼用4個二進制位來表示十進制數(shù)，上面提到的就是壓縮的BCD碼。而非壓縮BCD碼用一個字節(jié)（八個二進制位）表示一位十進制數(shù)，高4位總是0000，低4位的0000～1001表示相應(yīng)的十進制數(shù)。例如，十進制數(shù)87D，采用非壓縮8421BCD碼表示為二進制數(shù)是00001000 00000111B。這種非壓縮BCD碼主要用于非數(shù)值計算的應(yīng)用領(lǐng)域中。

2 自動控制頻率出錯故障

故障現(xiàn)象：A02#機檢修結(jié)束用手動試機后正常倒自動，用代播方式開下時段要播音頻率11605KHz，此時發(fā)現(xiàn)頻率計顯示頻率為11645KHz，用收音機收測實際輸出為11645KHz。

圖4 IQ6模塊實物圖

故障分析處理：倒回手動后，開播音頻率11605KHz，頻率恢復(fù)正常。初步判斷為PLC故障，用代播方式逐個對運行圖頻率進行試機，發(fā)現(xiàn)大部分頻率均偏離（高）40KHz個別頻率正常。多次關(guān)閉PLC電源試驗再重新開啟故障依舊。在PLC中與載波頻率有關(guān)的只有頻率控制板11A3A2和開關(guān)量輸出IQ6模塊，對11A3A2板進行更換，故障依舊。更換IQ6模塊恢復(fù)正常，確認故障出在IQ6模塊。

既然故障出在IQ6模塊，既通過對電路分析，對IQ6模塊內(nèi)的繼電器采用排除法進行拔出后上機試驗。對照指示燈和頻率計的變化，推斷16個繼電器組成了個、十、百、千四位8421BCD碼，并推斷出0～15個的繼電器排列，判斷故障出在6號繼電器，對應(yīng)為40KHz，繼電器吸合后不能正常釋放所致。

此類故障，在手動試機時也曾出現(xiàn)過頻率出錯的情況。這主要檢查頻率控制板11A3A2與頻率預(yù)制板1A16之間的連線接頭是否完好。我們曾經(jīng)在其它發(fā)射機上也出現(xiàn)過，手動試機時頻綜輸出比正確頻率偏離（低）40HZ情況，檢查頻率控制板11A3A2的J28線頭松掉，導(dǎo)致1A16板的C8輸出端懸空，使控制十位的繼電器無動作，故頻率不正確，重新緊固接線插頭后恢復(fù)正常。

3 發(fā)射機自動化系統(tǒng)的維護

上述僅僅是頻率出錯的典型故障，在日常維護中，還有很多其他類型的故障，比如自動化系統(tǒng)故障、網(wǎng)線插接故障、自動調(diào)諧失敗故障等等。為了使自動化更好更安全地穩(wěn)定工作，在日常維護中，應(yīng)注意以下方面：（1）接口類控制板，外圍采樣設(shè)備要注意定期進行清潔，及時檢查接線端子是否緊固，網(wǎng)線插接口有無松動，這些看起來很小的地方，都有可能引起數(shù)據(jù)采集時不夠準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致發(fā)射機自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障。（2）定期對自動化系統(tǒng)表值進行校正。巡機抄表時，對自動化各級表值和實際表值比較，如相差甚多，就要進行分析處理。（3）定期對自動化系統(tǒng)查殺病毒，及時升級殺毒軟件病毒庫。禁止移動存儲設(shè)備在內(nèi)外網(wǎng)之間交叉使用，把病毒拒絕在外。

4 結(jié)束語

PLC是工業(yè)自動控制領(lǐng)域的專業(yè)設(shè)備，適應(yīng)性強、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好，整個系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，模塊之間相互獨立，互不影響，可快速更換、操作簡單。因此在備品備件管理中，一定要確保備品備件的數(shù)量和質(zhì)量，確保上機的可靠性和可用性，在日常的檢修維護中，應(yīng)加強對PLC的檢修，保證播音頻率的正確性，確保安全播音。

參考文獻

[1] DF-100A短波發(fā)射機自動化控制系統(tǒng)說明書.2003.

[2] 王永山，楊宏五，楊嬋娟.微型計算機控制原理及應(yīng)用（第二版）.西安電子科技大學(xué)出版社，2001.

[3] 廣播電視發(fā)送與傳輸（418E/F 100KW PSM短波廣播發(fā)射機）.endprint

1.2 自動控制系統(tǒng)的功能

（1）手動、全自動、半自動三種工作模式可以方便、準(zhǔn)確地控制發(fā)射機，使發(fā)射機在最佳的狀態(tài)下穩(wěn)定地工作。自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對每部發(fā)射機的運行圖修改，控制發(fā)射機的開機、關(guān)機。自動調(diào)諧，自動封鎖音周，自動加音周。在調(diào)諧和播音中對激勵、功率實時監(jiān)控；對發(fā)射機過流過載實時監(jiān)控；控制系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)處理速度和能力，可以準(zhǔn)確記錄下用戶需要的各種數(shù)據(jù)，自動切換頻率。（2）在全自動工作模式下，PLC自動根據(jù)運行圖的時間，識別當(dāng)前發(fā)射機需要的載波頻率，PLC的輸出指令通過頻率控制板11A3A2（圖1）。

控制頻率合成器輸出需要的載波頻率。當(dāng)有臨時代播或自動試機時，PLC根據(jù)由代播命令輸入的載波頻率直接輸出，通過頻率控制板控制頻率合成器輸出需要的載波頻率，然后在頻率計數(shù)器上顯示出要代播的載波頻率，如果當(dāng)前頻率是保存過的熱播頻率，則以保存過的伺服電壓位置作為本次調(diào)諧的粗調(diào)位置，直接輸出各個伺服電壓對高前調(diào)諧、高末調(diào)諧、高末負載電容以及平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器進行置位；如果當(dāng)前頻率是一個全新的沒有保存過的頻率，程序則根據(jù)PLC內(nèi)部保存的數(shù)據(jù)線性計算出各個位置電壓輸出到馬達板的主動點，對高前調(diào)諧、高末調(diào)諧、高末負載電容以及平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器進行置位。

波段則根據(jù)頻率所在的頻段，計算出需要的波段位置，并將計算出的位置信號轉(zhuǎn)換成馬達板主動點的電壓輸出，直接對三根短路棒進行置位。

諧波濾波器由一個專門的設(shè)置畫面，參數(shù)設(shè)置界面如圖2所示。

圖2 諧波濾波器參數(shù)設(shè)置界面

輸入諧波濾波器面板上頻率和刻度、高限刻度值和高限位置時的相對電壓值、低限刻度值和低限位置時的相對電壓值。程序依據(jù)這些參數(shù)和當(dāng)前外電的高低，準(zhǔn)確地計算出當(dāng)前要播音頻率所需要的濾波器刻度，并把計算出的刻度轉(zhuǎn)換成電壓輸出到馬達板的主動點，對濾波器進行準(zhǔn)確的置位。當(dāng)所有馬達的伺服位置到位后，就進行加高壓調(diào)諧。下面是我臺所維護使用的DF100A發(fā)射機自動控制系統(tǒng)方框圖（圖3）。

由自動控制系統(tǒng)框圖可知，頻率控制板的指令是通過PLC中開關(guān)量輸出IQ6模塊進行輸出的，具體型號為C200H-OC225，實物如圖4所示。IQ6模塊里由16個繼電器組成，通過16個繼電器的吸合與釋放控制輸出的指令。IQ6模塊輸出是8421BCD碼。

（3）BCD碼：用四位二進制代碼來表示一位十進制數(shù)，稱為二--十進制編碼，簡稱BCD（Binary Coded Decimal）碼。根據(jù)代碼的每一位是否有權(quán)值，BCD碼可分為有權(quán)碼和無權(quán)碼兩類，應(yīng)用最多的是8421BCD碼，無權(quán)碼用得較多的是余三碼和格雷碼，我們通常所說的BCD碼指的是8421BCD碼。這些編碼跟十進制數(shù)對應(yīng)的關(guān)系如下表1。

表1 十進制數(shù)8421BCD編碼

①8421BCD碼中的“8421”表示從高到低各位二進制位對應(yīng)的權(quán)值分別為8、4、2、1，將各二進制位與權(quán)值相乘，并將乘積相加就得相應(yīng)的十進制數(shù)。例如，8421BCD碼“0111”，0€？+1€？+1€？+1€？=7D，其中D表示十進制（Decimal）數(shù)。值得特別注意的是，8421BCD碼只有0000～1001共十個，而1010、1011等等不是8421BCD碼。

②余三碼是在8421BCD碼的基礎(chǔ)上，把每個數(shù)的代碼加上0011（對應(yīng)十進制數(shù)3）后得到的。格雷碼的編碼規(guī)則是相鄰的兩代碼之間只有一位二進制位不同。不管是8421BCD碼還是余三碼還是格雷碼，總是4個二進制位對應(yīng)一個十進制數(shù)，如十進制數(shù)18對應(yīng)的8421BCD碼就是0001 1000。

③壓縮的BCD碼用4個二進制位來表示十進制數(shù)，上面提到的就是壓縮的BCD碼。而非壓縮BCD碼用一個字節(jié)（八個二進制位）表示一位十進制數(shù)，高4位總是0000，低4位的0000～1001表示相應(yīng)的十進制數(shù)。例如，十進制數(shù)87D，采用非壓縮8421BCD碼表示為二進制數(shù)是00001000 00000111B。這種非壓縮BCD碼主要用于非數(shù)值計算的應(yīng)用領(lǐng)域中。

2 自動控制頻率出錯故障

故障現(xiàn)象：A02#機檢修結(jié)束用手動試機后正常倒自動，用代播方式開下時段要播音頻率11605KHz，此時發(fā)現(xiàn)頻率計顯示頻率為11645KHz，用收音機收測實際輸出為11645KHz。

圖4 IQ6模塊實物圖

故障分析處理：倒回手動后，開播音頻率11605KHz，頻率恢復(fù)正常。初步判斷為PLC故障，用代播方式逐個對運行圖頻率進行試機，發(fā)現(xiàn)大部分頻率均偏離（高）40KHz個別頻率正常。多次關(guān)閉PLC電源試驗再重新開啟故障依舊。在PLC中與載波頻率有關(guān)的只有頻率控制板11A3A2和開關(guān)量輸出IQ6模塊，對11A3A2板進行更換，故障依舊。更換IQ6模塊恢復(fù)正常，確認故障出在IQ6模塊。

既然故障出在IQ6模塊，既通過對電路分析，對IQ6模塊內(nèi)的繼電器采用排除法進行拔出后上機試驗。對照指示燈和頻率計的變化，推斷16個繼電器組成了個、十、百、千四位8421BCD碼，并推斷出0～15個的繼電器排列，判斷故障出在6號繼電器，對應(yīng)為40KHz，繼電器吸合后不能正常釋放所致。

此類故障，在手動試機時也曾出現(xiàn)過頻率出錯的情況。這主要檢查頻率控制板11A3A2與頻率預(yù)制板1A16之間的連線接頭是否完好。我們曾經(jīng)在其它發(fā)射機上也出現(xiàn)過，手動試機時頻綜輸出比正確頻率偏離（低）40HZ情況，檢查頻率控制板11A3A2的J28線頭松掉，導(dǎo)致1A16板的C8輸出端懸空，使控制十位的繼電器無動作，故頻率不正確，重新緊固接線插頭后恢復(fù)正常。

3 發(fā)射機自動化系統(tǒng)的維護

上述僅僅是頻率出錯的典型故障，在日常維護中，還有很多其他類型的故障，比如自動化系統(tǒng)故障、網(wǎng)線插接故障、自動調(diào)諧失敗故障等等。為了使自動化更好更安全地穩(wěn)定工作，在日常維護中，應(yīng)注意以下方面：（1）接口類控制板，外圍采樣設(shè)備要注意定期進行清潔，及時檢查接線端子是否緊固，網(wǎng)線插接口有無松動，這些看起來很小的地方，都有可能引起數(shù)據(jù)采集時不夠準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致發(fā)射機自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障。（2）定期對自動化系統(tǒng)表值進行校正。巡機抄表時，對自動化各級表值和實際表值比較，如相差甚多，就要進行分析處理。（3）定期對自動化系統(tǒng)查殺病毒，及時升級殺毒軟件病毒庫。禁止移動存儲設(shè)備在內(nèi)外網(wǎng)之間交叉使用，把病毒拒絕在外。

4 結(jié)束語

PLC是工業(yè)自動控制領(lǐng)域的專業(yè)設(shè)備，適應(yīng)性強、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好，整個系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，模塊之間相互獨立，互不影響，可快速更換、操作簡單。因此在備品備件管理中，一定要確保備品備件的數(shù)量和質(zhì)量，確保上機的可靠性和可用性，在日常的檢修維護中，應(yīng)加強對PLC的檢修，保證播音頻率的正確性，確保安全播音。

參考文獻

[1] DF-100A短波發(fā)射機自動化控制系統(tǒng)說明書.2003.

[2] 王永山，楊宏五，楊嬋娟.微型計算機控制原理及應(yīng)用（第二版）.西安電子科技大學(xué)出版社，2001.

[3] 廣播電視發(fā)送與傳輸（418E/F 100KW PSM短波廣播發(fā)射機）.endprint

1.2 自動控制系統(tǒng)的功能

（1）手動、全自動、半自動三種工作模式可以方便、準(zhǔn)確地控制發(fā)射機，使發(fā)射機在最佳的狀態(tài)下穩(wěn)定地工作。自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對每部發(fā)射機的運行圖修改，控制發(fā)射機的開機、關(guān)機。自動調(diào)諧，自動封鎖音周，自動加音周。在調(diào)諧和播音中對激勵、功率實時監(jiān)控；對發(fā)射機過流過載實時監(jiān)控；控制系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)處理速度和能力，可以準(zhǔn)確記錄下用戶需要的各種數(shù)據(jù)，自動切換頻率。（2）在全自動工作模式下，PLC自動根據(jù)運行圖的時間，識別當(dāng)前發(fā)射機需要的載波頻率，PLC的輸出指令通過頻率控制板11A3A2（圖1）。

控制頻率合成器輸出需要的載波頻率。當(dāng)有臨時代播或自動試機時，PLC根據(jù)由代播命令輸入的載波頻率直接輸出，通過頻率控制板控制頻率合成器輸出需要的載波頻率，然后在頻率計數(shù)器上顯示出要代播的載波頻率，如果當(dāng)前頻率是保存過的熱播頻率，則以保存過的伺服電壓位置作為本次調(diào)諧的粗調(diào)位置，直接輸出各個伺服電壓對高前調(diào)諧、高末調(diào)諧、高末負載電容以及平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器進行置位；如果當(dāng)前頻率是一個全新的沒有保存過的頻率，程序則根據(jù)PLC內(nèi)部保存的數(shù)據(jù)線性計算出各個位置電壓輸出到馬達板的主動點，對高前調(diào)諧、高末調(diào)諧、高末負載電容以及平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器進行置位。

波段則根據(jù)頻率所在的頻段，計算出需要的波段位置，并將計算出的位置信號轉(zhuǎn)換成馬達板主動點的電壓輸出，直接對三根短路棒進行置位。

諧波濾波器由一個專門的設(shè)置畫面，參數(shù)設(shè)置界面如圖2所示。

圖2 諧波濾波器參數(shù)設(shè)置界面

輸入諧波濾波器面板上頻率和刻度、高限刻度值和高限位置時的相對電壓值、低限刻度值和低限位置時的相對電壓值。程序依據(jù)這些參數(shù)和當(dāng)前外電的高低，準(zhǔn)確地計算出當(dāng)前要播音頻率所需要的濾波器刻度，并把計算出的刻度轉(zhuǎn)換成電壓輸出到馬達板的主動點，對濾波器進行準(zhǔn)確的置位。當(dāng)所有馬達的伺服位置到位后，就進行加高壓調(diào)諧。下面是我臺所維護使用的DF100A發(fā)射機自動控制系統(tǒng)方框圖（圖3）。

由自動控制系統(tǒng)框圖可知，頻率控制板的指令是通過PLC中開關(guān)量輸出IQ6模塊進行輸出的，具體型號為C200H-OC225，實物如圖4所示。IQ6模塊里由16個繼電器組成，通過16個繼電器的吸合與釋放控制輸出的指令。IQ6模塊輸出是8421BCD碼。

（3）BCD碼：用四位二進制代碼來表示一位十進制數(shù)，稱為二--十進制編碼，簡稱BCD（Binary Coded Decimal）碼。根據(jù)代碼的每一位是否有權(quán)值，BCD碼可分為有權(quán)碼和無權(quán)碼兩類，應(yīng)用最多的是8421BCD碼，無權(quán)碼用得較多的是余三碼和格雷碼，我們通常所說的BCD碼指的是8421BCD碼。這些編碼跟十進制數(shù)對應(yīng)的關(guān)系如下表1。

表1 十進制數(shù)8421BCD編碼

①8421BCD碼中的“8421”表示從高到低各位二進制位對應(yīng)的權(quán)值分別為8、4、2、1，將各二進制位與權(quán)值相乘，并將乘積相加就得相應(yīng)的十進制數(shù)。例如，8421BCD碼“0111”，0€？+1€？+1€？+1€？=7D，其中D表示十進制（Decimal）數(shù)。值得特別注意的是，8421BCD碼只有0000～1001共十個，而1010、1011等等不是8421BCD碼。

②余三碼是在8421BCD碼的基礎(chǔ)上，把每個數(shù)的代碼加上0011（對應(yīng)十進制數(shù)3）后得到的。格雷碼的編碼規(guī)則是相鄰的兩代碼之間只有一位二進制位不同。不管是8421BCD碼還是余三碼還是格雷碼，總是4個二進制位對應(yīng)一個十進制數(shù)，如十進制數(shù)18對應(yīng)的8421BCD碼就是0001 1000。

③壓縮的BCD碼用4個二進制位來表示十進制數(shù)，上面提到的就是壓縮的BCD碼。而非壓縮BCD碼用一個字節(jié)（八個二進制位）表示一位十進制數(shù)，高4位總是0000，低4位的0000～1001表示相應(yīng)的十進制數(shù)。例如，十進制數(shù)87D，采用非壓縮8421BCD碼表示為二進制數(shù)是00001000 00000111B。這種非壓縮BCD碼主要用于非數(shù)值計算的應(yīng)用領(lǐng)域中。

2 自動控制頻率出錯故障

故障現(xiàn)象：A02#機檢修結(jié)束用手動試機后正常倒自動，用代播方式開下時段要播音頻率11605KHz，此時發(fā)現(xiàn)頻率計顯示頻率為11645KHz，用收音機收測實際輸出為11645KHz。

圖4 IQ6模塊實物圖

故障分析處理：倒回手動后，開播音頻率11605KHz，頻率恢復(fù)正常。初步判斷為PLC故障，用代播方式逐個對運行圖頻率進行試機，發(fā)現(xiàn)大部分頻率均偏離（高）40KHz個別頻率正常。多次關(guān)閉PLC電源試驗再重新開啟故障依舊。在PLC中與載波頻率有關(guān)的只有頻率控制板11A3A2和開關(guān)量輸出IQ6模塊，對11A3A2板進行更換，故障依舊。更換IQ6模塊恢復(fù)正常，確認故障出在IQ6模塊。

既然故障出在IQ6模塊，既通過對電路分析，對IQ6模塊內(nèi)的繼電器采用排除法進行拔出后上機試驗。對照指示燈和頻率計的變化，推斷16個繼電器組成了個、十、百、千四位8421BCD碼，并推斷出0～15個的繼電器排列，判斷故障出在6號繼電器，對應(yīng)為40KHz，繼電器吸合后不能正常釋放所致。

此類故障，在手動試機時也曾出現(xiàn)過頻率出錯的情況。這主要檢查頻率控制板11A3A2與頻率預(yù)制板1A16之間的連線接頭是否完好。我們曾經(jīng)在其它發(fā)射機上也出現(xiàn)過，手動試機時頻綜輸出比正確頻率偏離（低）40HZ情況，檢查頻率控制板11A3A2的J28線頭松掉，導(dǎo)致1A16板的C8輸出端懸空，使控制十位的繼電器無動作，故頻率不正確，重新緊固接線插頭后恢復(fù)正常。

3 發(fā)射機自動化系統(tǒng)的維護

上述僅僅是頻率出錯的典型故障，在日常維護中，還有很多其他類型的故障，比如自動化系統(tǒng)故障、網(wǎng)線插接故障、自動調(diào)諧失敗故障等等。為了使自動化更好更安全地穩(wěn)定工作，在日常維護中，應(yīng)注意以下方面：（1）接口類控制板，外圍采樣設(shè)備要注意定期進行清潔，及時檢查接線端子是否緊固，網(wǎng)線插接口有無松動，這些看起來很小的地方，都有可能引起數(shù)據(jù)采集時不夠準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致發(fā)射機自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障。（2）定期對自動化系統(tǒng)表值進行校正。巡機抄表時，對自動化各級表值和實際表值比較，如相差甚多，就要進行分析處理。（3）定期對自動化系統(tǒng)查殺病毒，及時升級殺毒軟件病毒庫。禁止移動存儲設(shè)備在內(nèi)外網(wǎng)之間交叉使用，把病毒拒絕在外。

4 結(jié)束語

PLC是工業(yè)自動控制領(lǐng)域的專業(yè)設(shè)備，適應(yīng)性強、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好，整個系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，模塊之間相互獨立，互不影響，可快速更換、操作簡單。因此在備品備件管理中，一定要確保備品備件的數(shù)量和質(zhì)量，確保上機的可靠性和可用性，在日常的檢修維護中，應(yīng)加強對PLC的檢修，保證播音頻率的正確性，確保安全播音。

參考文獻

[1] DF-100A短波發(fā)射機自動化控制系統(tǒng)說明書.2003.

[2] 王永山，楊宏五，楊嬋娟.微型計算機控制原理及應(yīng)用（第二版）.西安電子科技大學(xué)出版社，2001.

[3] 廣播電視發(fā)送與傳輸（418E/F 100KW PSM短波廣播發(fā)射機）.endprint