M2W型50kW中波發射機自動控制系統設計與性能分析

閻婷婷

【摘要】 本文探討了M²W型中波發射機自動控制系統的硬件設計原理。

【關鍵字】 M²W 自動控制系統 硬件

進入M²W型50kW發射機控制系統的信號被轉換為發射機的各種控制信號，從而實現對發射機的數據采集、處理、保護等功能，同時，輸入其中的音頻信號被轉換為控制射頻功率放大器的數字信號，實現精確調制。

M²W型50kW中波發射機為全固態機，整機采用模塊化設計，運行穩定，根據實際使用需求，遵循不破壞原有發射機功能的原則，在不改動原機線路的基礎上，通過增加外部設備的方法，由發射機信號采集部分、服務器、工控機、串口服務器等組成組成發射機自動控制系統的硬件部分。其中發射機信號采集部分主要包括模擬量采集模塊、數字量采集模塊，通過采集發射機中未采集的模擬量和數字量，把這些量轉換成數字量并送入工控機。所有數據通過串口服務器整合，通過自動控制軟件處理后實現相應自動控制功能。結構如下圖1：

具體實施時，硬件方面，在原發射機觸摸屏和IUC控制單元數據連接線上并接一根數據線用于綜合信息采集；在CXM-DIO板上并接開關量采集模塊，采集開關量數據；從原預留X30端口讀取數據并發送控制信號；更換改造原機顯示條板，取樣調幅度。

軟件方面，上位機程序采用C#軟件編寫，數據庫采用SQL2003。上位機根據運行圖進行開關機操作，實現了實時監測、故障報警、數據查詢、日志管理等功能，除此之外，還有統計功能、遠程校時及運行表設置等功能。對發射機各運行數據實時監測并自動記錄，如入射功率、電壓、電流等重要數據均在主界面實時顯示；發生異態時，上位機立即報警并自動記錄數據，根據故障嚴重程度不同，劃分相應報警等級；可進行歷史數據查詢和故障數據查詢，操作日志、故障及告警記錄、表值 記錄的情況統計。

設計完成的自動控制系統具有系統安全可靠，數據實時、準確、完備，便于擴展等特點。

1.系統安全可靠

發射機自動控制系統作為實時控制管理系統，其安全性是最重要的要求。為了保證系統的安全性，系統采取獨立劃分技術網段、核心交換機隔離等措施防止黑客攻擊和病毒感染；遵循Windows 2003及 MS SQL2003網絡系統安全管理規定，在服務器上進行數據管理。

本系統通過軟件發射機運行狀態進行完整監控和管理，程序設計中加入糾錯模塊；同時，通過NTP服務器同步整個自動化系統時鐘；通過UPS供電，在確保電壓穩定的同時，防止由于外電故障對系統造成損壞；采集數據部分不破壞原有發射機線路。

只在并接一些線路。工控機、元器件的選擇都按照工業級進行，并進行多處屏蔽抗干擾，提高可靠性。

2. 數據實時、準確、完備

在設計時堅持利用原機線路，以保持數據的一致性；對實時畫面響應時間、全系統掃描時間、畫面實時更新時間進行嚴格控制，調幅度采用實時拍照采集；系統共采集發射機模擬量151個，開關量25個，報警故障200個，涵蓋了原發射機所有數據。

3. 可擴展性

該系統具有友好的人機交互界面，通過預留接口，可將單機發射機的實時秒數據、分鐘數據以及故障報警數據等與相關系統通信，便于系統擴展。

本系統投入使用以來，運行穩定，數據采集正常，系統的可用性、可靠性均符合技術規范要求，為降低維護人員重復勞動、避免人為錯誤提供了良好的技術保障。