DX-600自動化系統原理分析

國家新聞出版廣電總局五五二臺　陳　斌

DX-600自動化系統原理分析

國家新聞出版廣電總局五五二臺陳斌

發射機自動化系統是發射機重要的輔助系統，而可編程控制器又作為該系統重要組成部分，其控制系統的穩定性會直接影響發射機工作，是保證機器安全運行，滿負荷工作的重要條件之一。文章針對我臺兩臺大型中波發射機的自動化系統工作原理、實現功能進行介紹。以及對可能出現的故障現象，進行查找要因，排除干擾并制定方案做出自己需要改進建議，以達到提高該系統穩定性的目的。

可編程控制器；DH+網絡；干擾；動態數據交換

1.系統核心硬件組成

發射機自動化系統主要由可編程控制器（PLC）、工業控制計算機（工程機）和數據庫服務器三部分組成。其中核心部件是PCL。DX發射機使用的是國內比較少用的由美國Rockwell公司生產的AB-PLC。其中主要用在發射機TCU（發射機控制單元）使用的型號是SLC5/04。在功放單元使用的是型號是SLC 5/01。這些都是原機自帶的。后期我們在維護過程中加入了日本歐姆龍公司的PLC產品，它主要用作附屬自動化方面。

2.數據信息類型

發射機與TCU或控制臺上的工控機之間通過485線組成DH+網絡（該網絡屬于令牌網）傳遞三種類型數據。即數字量、模擬量和開關量。

2.1數據信息

數據字節通常是16位，分為3種類型：①數字量 比如發射機的各種模擬機械表值。將模擬量用二進制數來表示。這個過程要實現模數轉換。該數據是離散的 ②模擬物理量 比如發射機附屬自動化設備監控發射機水泵組件系統里工作狀態。其中有發射機冷卻水進出水溫度，水關壓力情況和流量信息等。這類型數據是一個持續變化的物理量，是屬于連續型的。通常這類數據是不能直接通過PLC微機處理的。要經過變送器，將采集點采集到的物理量變成電信號。我們發射機通常是轉變成電壓信號。再經過變送器放大后才能作為PLC設備的輸入信號的。③開關量：該類型數據具有邏輯意義。可作為發射機的控制信號和設備啟停的狀態信號。比如發射機循環水泵工作在1號還是2號泵，戶外熱交換器風扇是四臺的運轉和停止，還是兩臺狀態。通常用一位二進制位就可以表示一個設備的兩個狀態。而數據有幾個字節就能表示幾個設備。

2.2狀態信息

表示所定義的設備的工作狀態，發射機自動化系統主要目的就是采集、記錄和傳送發射機設備的狀態信息的。工作方式是采用時間間隔的方式采集數據。（通常是每秒），從而實現MMI屏的遠程設置和發射機的遠程遙控。這里需要說明的是：數據信息和狀態信息涵蓋了發射機在運行時間段運行狀態的所有信息。在我發射機控制臺有一臺專門的數據服務器，負責將每次掃描周期內收集到的數據信息和狀態信息（即發射機狀態）記錄到該服務器上。

2.3控制信息

控制臺的工控機通過1784PKTX通訊卡將控制指令傳遞給發射機的TCU。該類型控制信息主要有：發射機的節目運行圖和調度令。控制指令具體操作有功率設置（高中低功率）；升降功率和開關機指令。

2.4LED轉接電路板

該板主要作用是：采集功放單元柜上LED故障指示板和整流柜上PS LED指示燈信號。大家都知道我們維護人員大部分判斷故障是通過功放單元的PB LED故障指示燈和PS LED故障指示燈。DX發射機具有眾多的故障檢測電路。它能將故障信號（一般是低電平）通過IDE電纜鎖存到這兩塊板上。LED轉接板就是把這些鎖存故障信號經過電壓調整至同一等級電平送至控制臺自動化工控機。這樣做同時也有一個好處。它能將發射機功放單元的PB LED故障指示板和PS LED故障指示板與工控機之間實行芯片隔離。從而避免了對發射機檢測電路影響。

3.通信協議

自動化系統有關通信協議有以下協議：

（1）DH+通訊：它在控制臺核心器件是1784PKTX通訊卡，它是屬于PCI插件。通過組態軟件iFIX實行遠程遙控發射機的TCU功能。該系統的連接線是藍白兩芯的DH+線連接到發射機的TCU中PLC子機柜中的SLC5/04。DH+作為在工業領域廣泛應用的協議，它組成的網絡屬于令牌網。

（2）以太網技術：它是互聯網中最常見的網絡協議。通過網卡接連雙絞線能實行局域網內各發射機臺站的數據范圍，共享等功能。

4.發射機所采用的數據庫類型

我們還在以上基礎上開發了發射機附屬自動化系統。工作鏈接采用485線方式，采用的PLC是目前國內比較常見的日本歐姆龍。這套系統主要檢查發射機水泵組件、戶外熱交換器和發射機高壓變壓器等溫度、水流量等模擬信號的采集和處理。由于發射機工作屬于電磁情況比較復雜的環境，而且采集點和下位機的距離比較遠。故我們采用的變送器是電壓型變壓器，下一步爭取將485通訊線升級成光釬傳遞。從而進一步提高抗干擾性。

發射機自動化系統軟件是基于ODBC開發的，可以很直接地數據庫進行操作。主要使用以下數據類型：

（1）字符數據類型：（char和varchar）

用來存儲各種字母數字符號特殊符號 ，數據庫該類型數據用來說明發射機ID，天線類型信息和故障描述等文字信息。

（2）整數數據類型 ：（int和tinyint）

用來存儲特殊意義的整數數據。本系統主要是使用tinyint類型，數據只有一位，在狀態信息庫比較多使用地該數據類型。定義各種設備的工作狀態。如當前使用的射頻源 數據舉例：0代表：射頻源A，1代表：射頻源B，2代表：外部射頻源。

（3）日期和時間數據類型：（datetime ）

顧名思義是用來用于存儲日期和時間的結合體 。該類型數據有8位，表示如下：

1）日期：

如：20000601代表： 2000 年6 月1 日

2）時間：

如：10:23:5.123Am 上午10 時23 分5 秒123 毫秒

（4）邏輯數據類型（BIT）

BIT數據類型占用1 個字節的存儲空間其值為0 或1 。具有對發射機進行控制的邏輯含義如：

水泵工作狀態。其中0關閉1開啟

（5）浮點數據類型 （numeric ）

用于存儲十進制小數浮點數值的數據 ，本系統該類型數據位數是9位。像發射機的實際運行數據（入射功率和發射功率；冷卻系統的出水溫度和進水溫度）都是采用該類型數據。

5.I/O端口的編址方式

（1）微機對外設的訪問實質上是對外設接口電路中相應的端口進行訪問。這過程中會遇到這樣問題：處理器掛有多個接口芯片，而微處理器每次傳遞數據時，只允許與其中一個接口芯片交換數據，那么就會有微處理器如何識別應該對哪個I/O接口地址進行讀寫操作的問題。

（2）對于我們臺的發射機系統同樣也面臨這樣的問題。比如：工程機發出的控制指令（開關機）被兩部TCU接受到，這時就需要PLC進行判斷是A01執行還是A02機執行該指令。

（3）在工業自動化主要采用兩種辦法來解決的：

1）獨立編址：這種方式指令功能較弱，需要通過CPU的寄存器進行中轉才能完成，這種編址方式在Intel系列，Z80及大型計算機中廣泛采用。

2）統一編址方式，我們自動化系統就是采用這種方式。該編址方式的特點：省去了單獨的I/O指令和控制線；I/O空間是存儲器空間的一部分，I/O端口占用了存儲器的一部分地址空間。

（4）PLC與外設之間的數據方式：一共有5種方式，根據我們機器的特點：由于用于外部控制過程的各種時間是固定而且是已知的，在傳送數據時，外設已經準備就緒，輸入數據時，外設數據一定是準備好的，輸出時，接口輸出寄存器一定是空的。所以采用的是無條件傳送方式。

6.結束語

自動化系統主要的任務之一就是采集發射機有關的運行數據，并在工控機上顯示出來。并與無線局的VISA網配套，將有關數據上傳。作為領導檢查各臺發射機“三滿”播出情況的指標。也可以通過過往數據判斷為發射機故障情況提供第一手資料。故理解和掌握發射機自動化系統的工作原理對于我們運維十分重要。對于我們一線維護人員來說，自動化系統的維護與發射機的檢修維護同樣重要。

［1］韋大偉.計算機硬件技術基礎［M］.機械工業出版社.

［2］劉淑梅.Windows server 2003組網技術與應用詳解［M］.人民郵電出版社.

［3］廟常初.PLC應用技術問答［M］.機械工業出版社.

［4］郁漢琪.可編程序控制器原理及應用［M］.中國電力出版社.