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試論短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)

2014-04-29 03:06:33苗運(yùn)平
山東工業(yè)技術(shù) 2014年5期
關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)思路

苗運(yùn)平

【摘 要】大功率短波發(fā)射機(jī)由控制系統(tǒng)、調(diào)制系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)組成,系統(tǒng)構(gòu)成龐大而復(fù)雜,而且設(shè)備工作時(shí),各器件都處在大電流、高電壓的狀態(tài)下,如果沒有足夠的安全保護(hù)機(jī)制,任何一個(gè)小的安全隱患,都可能造成播音中斷、設(shè)備損壞等事故,甚至對(duì)維護(hù)人員的人身安全造成傷害,因此具備一套全面完善、可靠高效的安全保護(hù)系統(tǒng),對(duì)于大功率短波發(fā)射機(jī)來說是至關(guān)重要的。不同類型的發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)總體組成是接近的,但在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的層次性、完整性及人性化等方面卻存在著較大的差別。本文就以短波發(fā)射機(jī)為例,對(duì)大功率短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行簡單介紹和分析。

【關(guān)鍵詞】大功率短波發(fā)射機(jī);安全保護(hù)系統(tǒng);設(shè)計(jì)思路

1 大功率短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 大功率短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),充分考慮了所有軟、硬件系統(tǒng)存在的可能影響發(fā)射機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行的因素,嚴(yán)格按照首先確?!叭松戆踩保笫恰霸O(shè)備安全”,最后是“播音安全”的原則,對(duì)所有安全保護(hù)措施進(jìn)行了歸類,并確定了相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)。短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的分類歸納如下。

安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“人身安全”所采取的保護(hù)措施主要包括:鑰匙聯(lián)鎖系統(tǒng)、門開關(guān)、緊急開關(guān)、接地系統(tǒng)、帶電設(shè)備的布局設(shè)計(jì)和防護(hù)設(shè)施以及安全告警燈等。

安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“設(shè)備安全”所采取保護(hù)的措施主要包括:電流電壓的越限保護(hù)、功率與駐波比的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、板極損耗的監(jiān)測(cè)、PSM 緊急關(guān)斷保護(hù)、板壓封鎖保護(hù)、高頻打火檢測(cè)、利用過流自動(dòng)斷開空氣開關(guān)對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)、利用熱跳繼電器進(jìn)行過熱保護(hù)、使用放電球或壓敏電阻進(jìn)行過壓保護(hù)、冷卻風(fēng)水溫度監(jiān)測(cè)、冷卻風(fēng)水流量監(jiān)測(cè)以及天線負(fù)載的互鎖保護(hù)等。

安全保護(hù)系統(tǒng)中對(duì)“播音安全”所采取的保護(hù)措施主要包括:高效智能的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)、瞬間過流時(shí)自動(dòng)快速恢復(fù)播出功能、短時(shí)間內(nèi)多次過流時(shí)自動(dòng)降功率維持播出機(jī)制、控制系統(tǒng)故障或重新啟動(dòng)時(shí)維持原狀態(tài)播出機(jī)制以及中央控制系統(tǒng)的熱備份機(jī)制等。

1.2 大功率短波發(fā)射機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次清晰,采用了三層控制結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)備提供了最優(yōu)化的保護(hù)。第一層是聯(lián)鎖保護(hù)層:主要用于保護(hù)人身安全,采用硬件聯(lián)鎖開關(guān),在其斷開時(shí),能立刻關(guān)斷高壓,其中,主要包括:門開關(guān)、接地鉤、緊急按鈕等。第二層是硬件保護(hù)層:采用一定數(shù)量的芯片組成純硬件控制系統(tǒng),其發(fā)出的控制信號(hào)相對(duì)于其它軟件級(jí)控制信號(hào)有更高的優(yōu)先級(jí),在發(fā)射機(jī)有故障時(shí),能直接控制發(fā)射機(jī)維持在一個(gè)安全的運(yùn)行狀態(tài),如在運(yùn)行狀態(tài)下檢測(cè)到冷卻風(fēng)出現(xiàn)故障,則發(fā)射機(jī)會(huì)直接降到黑燈絲狀態(tài),防止因冷卻不足損壞設(shè)備。第三層是軟件保護(hù)層:軟件實(shí)時(shí)采集發(fā)射機(jī)多個(gè)運(yùn)行數(shù)據(jù)并加以判斷,發(fā)現(xiàn)異常時(shí),及時(shí)向硬件系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)指令,如監(jiān)測(cè)到電子管板耗達(dá)到設(shè)定的臨界數(shù)值時(shí),軟件會(huì)發(fā)出告警,當(dāng)板耗繼續(xù)增大,超出設(shè)定的保護(hù)值時(shí),會(huì)及時(shí)向硬件發(fā)出關(guān)斷高壓命令。

短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)對(duì)可靠性有著高標(biāo)準(zhǔn)的要求,在系統(tǒng)的多個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上都有所體現(xiàn),下面列舉三個(gè)方面進(jìn)行說明。(1)聯(lián)鎖鑰匙形成互鎖:所有的門鑰匙統(tǒng)一集中在接地保護(hù)開關(guān)處,門開關(guān)鑰匙與接地保護(hù)開關(guān)鑰匙形成互鎖,即只有保護(hù)開關(guān)可靠接地時(shí),才能取下門鑰匙開門,另外,接地保護(hù)開關(guān)鑰匙和高壓柜的聯(lián)鎖鑰匙綁在一起,只有高壓柜斷開后,才能取下鑰匙將保護(hù)開關(guān)接地,這樣環(huán)環(huán)相扣形成了可靠的聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。(2)完善的接地系統(tǒng):發(fā)射機(jī)配置的接地保護(hù)系統(tǒng)連接著所有的高壓模塊和大部分的供電電源,在開關(guān)接地時(shí),功率模塊可以快速放電,電子管板壓和簾柵壓都將直接被接地,同時(shí)高壓柜在斷開時(shí),也在內(nèi)部可靠接地,這些措施確保了人員在維護(hù)設(shè)備時(shí)的安全。另外,發(fā)射機(jī)的高頻機(jī)柜、高壓柜、低壓柜、穩(wěn)壓柜、風(fēng)機(jī)柜、模塊機(jī)箱、圍網(wǎng)、橋架等所有設(shè)備在與高頻地網(wǎng)連接的同時(shí),又通過接地銅排全部連接在一起,形成一個(gè)等電位體,為維護(hù)人員創(chuàng)造了一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境。(3)防電擊保護(hù)措施:發(fā)射機(jī)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),將帶電設(shè)備盡量安裝在相對(duì)獨(dú)立區(qū)域,并將所有帶電部位均配置了接地鉤,保證維護(hù)人員在任何位置作業(yè)時(shí),都能夠方便地取到接地鉤放電。以上這些措施共同為維護(hù)人員提供了完備可靠的防電擊保護(hù)措施。

短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)不僅提供了完備可靠的保護(hù)功能,在使用中,也處處體現(xiàn)出了人性化的設(shè)計(jì)理念,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)故障提醒清晰,查詢方便:在故障出現(xiàn)時(shí),系統(tǒng)采用不同的兩種聲音告警,連續(xù)告警聲,表示嚴(yán)重故障。(2)故障點(diǎn)指示準(zhǔn)確:采用多樣的硬件采樣回路和人性化的軟件處理,使每個(gè)故障點(diǎn)都能清晰準(zhǔn)確地顯示出來。(3)門限可調(diào),方便靈活:安全保護(hù)系統(tǒng)各表值的告警和保護(hù)門限值可以在計(jì)算機(jī)界面上很方便地進(jìn)行調(diào)整。

2 安全保護(hù)系統(tǒng)的改進(jìn)探討

2.1 提高發(fā)射機(jī)的故障預(yù)判能力

短波發(fā)射機(jī)有著完備的故障報(bào)警機(jī)制,在故障發(fā)生時(shí),能及時(shí)報(bào)警,并準(zhǔn)確定位故障點(diǎn),為維護(hù)人員判斷處理故障爭取了寶貴的時(shí)間,盡管如此,故障的突然出現(xiàn),還是會(huì)導(dǎo)致一定時(shí)間的停播,對(duì)播音安全造成影響。如果能提前預(yù)判一些可能出現(xiàn)的故障,及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患,并使故障消除在萌芽階段,將會(huì)更加有效地保護(hù)設(shè)備的安全,并大幅提高安全播出水平,如:發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵器件,尤其是真空器件通常在出現(xiàn)故障前,工作狀態(tài)都會(huì)有所變化,可以嘗試對(duì)各真空器件的工作溫度及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的扭矩等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過數(shù)據(jù)的變化來確定器件的工作狀態(tài)是否良好,如果監(jiān)測(cè)到某器件狀態(tài)不好,能及時(shí)發(fā)出告警,提示技術(shù)人員提前對(duì)其進(jìn)行調(diào)整或更換,第一時(shí)間消除故障隱患,這樣,可有效提高設(shè)備安全和播音安全的保障水平。

2.2 增加工控主機(jī)的熱備份保護(hù)機(jī)制

短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化程度較高,工控主機(jī)是該發(fā)射機(jī)的控制核心,開關(guān)機(jī)及加高壓調(diào)諧等關(guān)鍵工作都是由它控制完成的,全程無需人工參與,而且高效可靠、準(zhǔn)確率高。但是我們?cè)谙硎茏詣?dòng)化帶來的諸多好處的同時(shí),也承擔(dān)著很大的風(fēng)險(xiǎn),由于發(fā)射機(jī)的手動(dòng)操作及其有限,也很不便利,一旦工控主機(jī)出現(xiàn)死機(jī)等故障,發(fā)射機(jī)就基本失去了控制,很多安全保護(hù)功能也會(huì)失效,播音安全無法保障。鑒于工控主機(jī)的極端重要性,應(yīng)考慮增加工控主機(jī)的熱備份,主用工控機(jī)發(fā)生故障時(shí),備份及時(shí)轉(zhuǎn)為主用,繼續(xù)發(fā)揮控制核心的作用,從而可有效提高發(fā)射機(jī)的安全保障能力。

2.3 改進(jìn)發(fā)射機(jī)與天線的聯(lián)鎖保護(hù)

發(fā)射機(jī)作為獨(dú)立系統(tǒng),基于通用性的考慮,在設(shè)計(jì)時(shí),與天線控制系統(tǒng)只建立了簡單的互鎖保護(hù),沒有完善的通訊機(jī)制,在發(fā)射機(jī)上無法看到當(dāng)前正在使用的天線信息,因此在本地開機(jī)運(yùn)行時(shí),需要人為核對(duì)天線是否正確,當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤使用天線的情況時(shí),系統(tǒng)也無法給出相應(yīng)的告警,存在設(shè)備安全隱患??梢钥紤]進(jìn)一步完善該系統(tǒng),加強(qiáng)發(fā)射機(jī)與天線的連鎖判斷能力,實(shí)現(xiàn)更全面的保護(hù)。

3 結(jié)束語

短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依靠強(qiáng)大的自動(dòng)化系統(tǒng),整體保障能力已達(dá)到很高的水平,具有層次清晰、安全可靠、功能完善、設(shè)計(jì)人性化等諸多優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際運(yùn)行中,也表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性和實(shí)用性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]邵明臣,蔣召杰,宋欽剛.廣播電視發(fā)射天線系統(tǒng)維護(hù)及常見故障排除(上)[J].家電檢修技術(shù),2011(07).

[2]蔣琦,羅正明.發(fā)射機(jī)信號(hào)源自動(dòng)處理和控制系統(tǒng)的技術(shù)改造[J].廣播與電視技術(shù),2010(10).

[責(zé)任編輯:湯靜]

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