TBH-522型短波发射机电控系统设计改造方案

杨东志

国家新闻出版广电总局722 台，陕西宝鸡 721001

目前研制的电控保护系统主要由触摸屏微机系统、电控逻辑控制装置和过荷保护装置三部分组成，在功能上几乎取代了原有的A1（控制小盒）、A2（控制1 为控制逻辑单元小盒）、A3（控制2 为过荷保护单元小盒）A4（调压稳压控制器）的全部功能。我们将采用“FPGA”-现场可编程门阵列大规模集成电路来实现组合逻辑。极大地提高了控制单元的可靠性。

1 发射机电控保护基本原理

广播发射机各用电单元的通断，是由电控逻辑小盒中的继电器输出产生相应指令，通过控制配电箱中相应接触器的通断来实现。

原来的控制单元是采用48 个电位器和56 个继电器组合逻辑控制的方式，用继电器的接点组合构建相对应的逻辑关系。当逻辑条件满足时，输出接点信号去控制相应接触器接通。控制单元线路复杂，继电器可靠性能低，故障率高，出现故障不方便快速查找处理。现在我们将采用“FPGA”-现场可编程门阵列大规模集成电路来实现组合逻辑，极大地提高了控制单元的可靠性。线路简单明了。

控制单元的逻辑主板供电为采用+5V 电源块单独供电。为了防止干扰对电控的影响，引发逻辑误动作，输入输出回路都采用光电耦合器进行隔离。外部控制电源采用直流12V 电源块单独供电，输出电路采用“集开”形式输出。指示灯输出回路串接1k 的限流电阻，由光电耦合器直接输出驱动。对于用交流220V（或36V）供电的接触器线包的驱动，通过单独的继电器板输出，继电器可选用插拔式继电器。

光电耦合器输入一般选择采用一个低电平或地信号，其控制电源可用另一组直流12V 供电，或与输出指示灯共用一个12V 电源。根据控制逻辑的需要，外部模拟量信号首先对其进行取样、量化和编码，转换为逻辑电平，才能够进行逻辑控制。

2 初步设计

2.1 系统组成

系统由以下三部分组成：1）系统微机接口装置；2）电控逻辑及指示装置；3）过荷保护及PSM 控制装置。

2.2 电控系统微机接口装置

2.2.1 电控接口装置主机

1）电控系统微机接口装置主机采用MPC-52P 12.1″TFT 6-Slot 工业级面板PC 机，主机功能：第一对“电控逻辑及指示装置”和“过荷保护及PSM 控制装置”进行监控；第二实现电控系统与监控网络系统之间的通信。触摸屏微机系统功能要求具有12.1 ″高亮度TFT LCD 彩色显示屏，触摸屏操作功能。

2）MPC-52P 工业级PC 机的技术指标。

（1）该PC 机面板可镶装在19″上架6U 高的面板上。

（2）12.1″高亮的TFT LCD 显示器：

分辨率：800×600；彩色：18 比特；亮度：250cd/m2；LCD MTBF：50000 小时；接口：44-pin 连接器/TTL信号。

（3）驱动器插槽：一个3.5″FDD：一个5.25″驱动器：一个3.5″HDD。

（4）一个8cm 带过滤器的球形背部冷却风扇。

（5）支持的背板类型：IP-6S：BP-6S；支持的扩展卡长度：275mm（Max）。

（6）支持的电源：ACE-890 系列；具有RS-232 接口的Dynapro 电阻型触摸屏。

（7）工作温度：0℃～50℃；相对湿度：5%～85%，无凝结。

（8）振动：5～17Hz，0.1″双振幅置换17～500 Hz，峰值到峰值1.5G 加速度。

（9）冲击：峰值到峰值10G 加速度。

（10）颜色：白色尺寸：332(W)×248(H)×225(D)mm；(13.1″×9.8″×8.9″)。

2.2.2 与监控系统接口

电控接口装置主机采用100M 网卡通过机房多机系统的局域网将电控系统与单机监控系统以及网络服务器连接起来，要求具有与微机监控系统的局域网连接接口，实现远程监控与管理功能，实现电控系统的遥控。

2.2.3 与电控装置的接口

电控接口装置主机与“电控逻辑及指示装置”以及“过荷保护及PSM 控制装置”之间的通信是采用两个串行通信口（RS-232）实现的。要求具有与电控逻辑装置和过荷保护装置连接的现场总线接口。

2.2.4 电控逻辑及指示装置的框图如下

电控逻辑装置功能：

具有按正常供电顺序开机加电的全部逻辑功能；具有供“手动”操作的面扳指示及按钮；具有供监控系统“自动”或“遥控”的现场总线接口；具有灯丝自动调压和稳压功能；具有过荷保护时，根据过荷的性质自动封锁宽放或落高压等控制功能。电控逻辑及指示装置的框图如下。

2.2.4 过荷保护及PSM 控制装置

过荷保护装置功能：具有实现过荷保护的全部逻辑功能；具有过荷保护动作信号的指示及锁存功能；具有过荷恢复等面板操作功能；具有与微机系统连接的现场总线接口；具有原控制小盒面板上操作的其它控制功能。框图如下。

3 入/出电路设计

3.1 开关接点输入电路

当开关接点断开时，FPGA 的输入为高电平；

当开关接点闭合时，FPGA 的输入为低电平。

3.2 电平比较电路输入电路

当输入电平低于预定的比较值时，比较器的输出为高；当输入电平超过预定的比较值时，比较器的输出变低。不同电平的比较值是可以通过各自的电位器进行定。

3.3 继电器输出电路

负载L 可以是线包电压为12V 的继电器或者是串有限流电阻的指示灯。

当FPGA 的输出为“0”时，光电耦合器的集开门吸收电流接通负载；当FPGA 的输出为“1”时，光电耦合器的集开门截止电流通路断开负载。

4 结论

新电控套箱的使用将提高设备的稳定程度，提高设备的自动化程度。方便维护人员处理机器设备异态。

[1]杜春雷.AIM 体系结构与编程.

[2]周鸣争.嵌入式系统与应用.

[3]闵锐.电子线路基础.