DX-600自动化系统原理分析

国家新闻出版广电总局五五二台　陈　斌

DX-600自动化系统原理分析

国家新闻出版广电总局五五二台陈斌

发射机自动化系统是发射机重要的辅助系统，而可编程控制器又作为该系统重要组成部分，其控制系统的稳定性会直接影响发射机工作，是保证机器安全运行，满负荷工作的重要条件之一。文章针对我台两台大型中波发射机的自动化系统工作原理、实现功能进行介绍。以及对可能出现的故障现象，进行查找要因，排除干扰并制定方案做出自己需要改进建议，以达到提高该系统稳定性的目的。

可编程控制器；DH+网络；干扰；动态数据交换

1.系统核心硬件组成

发射机自动化系统主要由可编程控制器（PLC）、工业控制计算机（工程机）和数据库服务器三部分组成。其中核心部件是PCL。DX发射机使用的是国内比较少用的由美国Rockwell公司生产的AB-PLC。其中主要用在发射机TCU（发射机控制单元）使用的型号是SLC5/04。在功放单元使用的是型号是SLC 5/01。这些都是原机自带的。后期我们在维护过程中加入了日本欧姆龙公司的PLC产品，它主要用作附属自动化方面。

2.数据信息类型

发射机与TCU或控制台上的工控机之间通过485线组成DH+网络（该网络属于令牌网）传递三种类型数据。即数字量、模拟量和开关量。

2.1数据信息

数据字节通常是16位，分为3种类型：①数字量 比如发射机的各种模拟机械表值。将模拟量用二进制数来表示。这个过程要实现模数转换。该数据是离散的 ②模拟物理量 比如发射机附属自动化设备监控发射机水泵组件系统里工作状态。其中有发射机冷却水进出水温度，水关压力情况和流量信息等。这类型数据是一个持续变化的物理量，是属于连续型的。通常这类数据是不能直接通过PLC微机处理的。要经过变送器，将采集点采集到的物理量变成电信号。我们发射机通常是转变成电压信号。再经过变送器放大后才能作为PLC设备的输入信号的。③开关量：该类型数据具有逻辑意义。可作为发射机的控制信号和设备启停的状态信号。比如发射机循环水泵工作在1号还是2号泵，户外热交换器风扇是四台的运转和停止，还是两台状态。通常用一位二进制位就可以表示一个设备的两个状态。而数据有几个字节就能表示几个设备。

2.2状态信息

表示所定义的设备的工作状态，发射机自动化系统主要目的就是采集、记录和传送发射机设备的状态信息的。工作方式是采用时间间隔的方式采集数据。（通常是每秒），从而实现MMI屏的远程设置和发射机的远程遥控。这里需要说明的是：数据信息和状态信息涵盖了发射机在运行时间段运行状态的所有信息。在我发射机控制台有一台专门的数据服务器，负责将每次扫描周期内收集到的数据信息和状态信息（即发射机状态）记录到该服务器上。

2.3控制信息

控制台的工控机通过1784PKTX通讯卡将控制指令传递给发射机的TCU。该类型控制信息主要有：发射机的节目运行图和调度令。控制指令具体操作有功率设置（高中低功率）；升降功率和开关机指令。

2.4LED转接电路板

该板主要作用是：采集功放单元柜上LED故障指示板和整流柜上PS LED指示灯信号。大家都知道我们维护人员大部分判断故障是通过功放单元的PB LED故障指示灯和PS LED故障指示灯。DX发射机具有众多的故障检测电路。它能将故障信号（一般是低电平）通过IDE电缆锁存到这两块板上。LED转接板就是把这些锁存故障信号经过电压调整至同一等级电平送至控制台自动化工控机。这样做同时也有一个好处。它能将发射机功放单元的PB LED故障指示板和PS LED故障指示板与工控机之间实行芯片隔离。从而避免了对发射机检测电路影响。

3.通信协议

自动化系统有关通信协议有以下协议：

（1）DH+通讯：它在控制台核心器件是1784PKTX通讯卡，它是属于PCI插件。通过组态软件iFIX实行远程遥控发射机的TCU功能。该系统的连接线是蓝白两芯的DH+线连接到发射机的TCU中PLC子机柜中的SLC5/04。DH+作为在工业领域广泛应用的协议，它组成的网络属于令牌网。

（2）以太网技术：它是互联网中最常见的网络协议。通过网卡接连双绞线能实行局域网内各发射机台站的数据范围，共享等功能。

4.发射机所采用的数据库类型

我们还在以上基础上开发了发射机附属自动化系统。工作链接采用485线方式，采用的PLC是目前国内比较常见的日本欧姆龙。这套系统主要检查发射机水泵组件、户外热交换器和发射机高压变压器等温度、水流量等模拟信号的采集和处理。由于发射机工作属于电磁情况比较复杂的环境，而且采集点和下位机的距离比较远。故我们采用的变送器是电压型变压器，下一步争取将485通讯线升级成光钎传递。从而进一步提高抗干扰性。

发射机自动化系统软件是基于ODBC开发的，可以很直接地数据库进行操作。主要使用以下数据类型：

（1）字符数据类型：（char和varchar）

用来存储各种字母数字符号特殊符号 ，数据库该类型数据用来说明发射机ID，天线类型信息和故障描述等文字信息。

（2）整数数据类型 ：（int和tinyint）

用来存储特殊意义的整数数据。本系统主要是使用tinyint类型，数据只有一位，在状态信息库比较多使用地该数据类型。定义各种设备的工作状态。如当前使用的射频源 数据举例：0代表：射频源A，1代表：射频源B，2代表：外部射频源。

（3）日期和时间数据类型：（datetime ）

顾名思义是用来用于存储日期和时间的结合体 。该类型数据有8位，表示如下：

1）日期：

如：20000601代表： 2000 年6 月1 日

2）时间：

如：10:23:5.123Am 上午10 时23 分5 秒123 毫秒

（4）逻辑数据类型（BIT）

BIT数据类型占用1 个字节的存储空间其值为0 或1 。具有对发射机进行控制的逻辑含义如：

水泵工作状态。其中0关闭1开启

（5）浮点数据类型 （numeric ）

用于存储十进制小数浮点数值的数据 ，本系统该类型数据位数是9位。像发射机的实际运行数据（入射功率和发射功率；冷却系统的出水温度和进水温度）都是采用该类型数据。

5.I/O端口的编址方式

（1）微机对外设的访问实质上是对外设接口电路中相应的端口进行访问。这过程中会遇到这样问题：处理器挂有多个接口芯片，而微处理器每次传递数据时，只允许与其中一个接口芯片交换数据，那么就会有微处理器如何识别应该对哪个I/O接口地址进行读写操作的问题。

（2）对于我们台的发射机系统同样也面临这样的问题。比如：工程机发出的控制指令（开关机）被两部TCU接受到，这时就需要PLC进行判断是A01执行还是A02机执行该指令。

（3）在工业自动化主要采用两种办法来解决的：

1）独立编址：这种方式指令功能较弱，需要通过CPU的寄存器进行中转才能完成，这种编址方式在Intel系列，Z80及大型计算机中广泛采用。

2）统一编址方式，我们自动化系统就是采用这种方式。该编址方式的特点：省去了单独的I/O指令和控制线；I/O空间是存储器空间的一部分，I/O端口占用了存储器的一部分地址空间。

（4）PLC与外设之间的数据方式：一共有5种方式，根据我们机器的特点：由于用于外部控制过程的各种时间是固定而且是已知的，在传送数据时，外设已经准备就绪，输入数据时，外设数据一定是准备好的，输出时，接口输出寄存器一定是空的。所以采用的是无条件传送方式。

6.结束语

自动化系统主要的任务之一就是采集发射机有关的运行数据，并在工控机上显示出来。并与无线局的VISA网配套，将有关数据上传。作为领导检查各台发射机“三满”播出情况的指标。也可以通过过往数据判断为发射机故障情况提供第一手资料。故理解和掌握发射机自动化系统的工作原理对于我们运维十分重要。对于我们一线维护人员来说，自动化系统的维护与发射机的检修维护同样重要。

［1］韦大伟.计算机硬件技术基础［M］.机械工业出版社.

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［3］庙常初.PLC应用技术问答［M］.机械工业出版社.

［4］郁汉琪.可编程序控制器原理及应用［M］.中国电力出版社.