TSW2500 型500KW 發射機智能水箱控制系統

楊愛宏

（國家廣播電視總局二0 二二臺，新疆 喀什844000）

1 概述

TH576 管作為TSW2500 型500KW 發射機中最重要的組成部分，其狀態直接影響發射機運行效果，因工作時管內會產生巨大的熱量，如不及時填補蒸餾水進行循環冷卻，蒸發過多的水必然會導致水位下降，存在播音隱患[1]。

在日常使用中，采用巡視人員目測水位與手動補水，在純凈水通過管道流入發射機水箱時，因管道的損耗導致入水溫度無法滿足理想要求，遠遠不能達到“智能運維”的建設目標，所以提出一種以51 單片機STC89C52、防水型溫度傳感器DS18B20、液晶屏LCD1602、時鐘芯片、液位開關設計一個實用智能水箱，完成對應需求。

2 智能水箱控制系統

2.1 原理簡介

智能水箱系統包含兩個硬件水箱，一是儲蓄水箱，另一個是發射機水箱。

根據發射機實際用水量的多少決定儲蓄水箱的容積，同時在其出水口直接連接發射機，如存在多部發射機并行，可采用水位落差直接連接或電磁控制。

本文采用的是電磁控制，即當冷卻后的純凈水供給儲蓄水箱后，通過發射機水箱中的液體流量表，確定是否驅動電動蝶閥工作，假設1 號機水位低限，則證明其水量超過正常蒸發值，此時電動蝶閥工作，若上方高水位液位開關觸發，報警電路工作，此時供水切斷。

在實際使用中，常因天氣環境問題導致冷卻水溫度較高，此時需要溫度控制電路工作，確保冷卻水溫度低于發射機入水溫度。

2.2 系統硬件電路設計

硬件電路主要有主控制電路、溫度控制電路、蜂鳴器告警電路及其附屬電路組成。

主控制電路采取STC89C52 型單片機作為主控制芯片，該芯片包含重復電路和外部晶體振蕩電路。單片機的31 引腳與40 引腳接+5V 直流電源，20 引腳則接地，18 引腳與19 引腳共同組成晶振電路。

圖1 單片機最小系統

發射機的入水溫度要求25～45 攝氏度，同時系統要長期工作于高頻環境下，所以要求溫控電路具有體積小、精度高，抗干擾能力強等特點，系統采用DS18B20 溫度傳感器，將其與MCU相連，就可以實現其與MCU 的雙向通信。

單片機通過單總線協議，讀取DS18B20 發過來的數據并進行運算，最終得出溫度值。R8 為上拉電阻，此處的作用是增強系統的抗干擾能力。

蜂鳴報警電路會根據提前設置好的溫度值的范圍進行對比，過高或者過低，系統都會發出響應用以提醒當班人員注意，這樣便提高了智能水箱的安全性。

MCU 控制BEEP 的高電平或者低電平，來使蜂鳴器工作。Q1 是三極管，屬于NPN 型，因此，當BEEP 為高電平時，Q1 導通，蜂鳴器被激活并開始工作報警，當BEEP 為低電平時，Q1 被中斷，停止工作。R2 是一個上拉電阻，它的作用是讓I/O 接口在高電平時加強，以使蜂鳴器正常工作。R4 用于限流以保護三極管。

圖2 溫度檢測電路

圖3 蜂鳴器報警電路

2.3 系統軟件設計

軟件流程有檢測時鐘信號，檢測智能水箱中儲蓄水箱是否有水及水溫，LCD 顯示等。本程序開始運行時，器件和端口先進行初始化，主芯片讀取時鐘信號及溫度檢測電路信號并顯示時間和當前溫度，當智能水箱監測到水源充足且水溫存在于設定溫度并處于當班人員所設定的工作時間內，智能水箱機啟動并進入待機模式，若不滿足三者中任何一個條件，飲水機都不會進入待機模式。

在智能水箱缺水狀態下，水箱將啟動報警電路用以提醒當班人員，系統自動補水至正常值。

3 結論

圖4 軟件流程圖

本設計系統實現了發射機智能水箱的基本功能，同時在補水效果方面表現良好，特別是增加之前系統未考慮到的溫度檢測報警，大大節約了勞動力，同時克服機器長時間持續播音補水不方便的缺點，也能避免因值班人員工作疏忽忘記補水導致發射機播音隱患等事故發生。但還存在不少缺點，本次設計溫度檢測電路使用的是DS18B20，它的精度不夠高，在以后的工作中根據不同臺站的需要，還可繼續對程序進行優化。