楊東志

國(guó)家新聞出版廣電總局722 臺(tái)，陜西寶雞 721001

目前研制的電控保護(hù)系統(tǒng)主要由觸摸屏微機(jī)系統(tǒng)、電控邏輯控制裝置和過(guò)荷保護(hù)裝置三部分組成，在功能上幾乎取代了原有的A1（控制小盒）、A2（控制1 為控制邏輯單元小盒）、A3（控制2 為過(guò)荷保護(hù)單元小盒）A4（調(diào)壓穩(wěn)壓控制器）的全部功能。我們將采用“FPGA”-現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列大規(guī)模集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯。極大地提高了控制單元的可靠性。

1 發(fā)射機(jī)電控保護(hù)基本原理

廣播發(fā)射機(jī)各用電單元的通斷，是由電控邏輯小盒中的繼電器輸出產(chǎn)生相應(yīng)指令，通過(guò)控制配電箱中相應(yīng)接觸器的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。

原來(lái)的控制單元是采用48 個(gè)電位器和56 個(gè)繼電器組合邏輯控制的方式，用繼電器的接點(diǎn)組合構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的邏輯關(guān)系。當(dāng)邏輯條件滿足時(shí)，輸出接點(diǎn)信號(hào)去控制相應(yīng)接觸器接通?？刂茊卧€路復(fù)雜，繼電器可靠性能低，故障率高，出現(xiàn)故障不方便快速查找處理。現(xiàn)在我們將采用“FPGA”-現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列大規(guī)模集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯，極大地提高了控制單元的可靠性。線路簡(jiǎn)單明了。

控制單元的邏輯主板供電為采用+5V 電源塊單獨(dú)供電。為了防止干擾對(duì)電控的影響，引發(fā)邏輯誤動(dòng)作，輸入輸出回路都采用光電耦合器進(jìn)行隔離。外部控制電源采用直流12V 電源塊單獨(dú)供電，輸出電路采用“集開”形式輸出。指示燈輸出回路串接1k 的限流電阻，由光電耦合器直接輸出驅(qū)動(dòng)。對(duì)于用交流220V（或36V）供電的接觸器線包的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)單獨(dú)的繼電器板輸出，繼電器可選用插拔式繼電器。

光電耦合器輸入一般選擇采用一個(gè)低電平或地信號(hào)，其控制電源可用另一組直流12V 供電，或與輸出指示燈共用一個(gè)12V 電源。根據(jù)控制邏輯的需要，外部模擬量信號(hào)首先對(duì)其進(jìn)行取樣、量化和編碼，轉(zhuǎn)換為邏輯電平，才能夠進(jìn)行邏輯控制。

2 初步設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由以下三部分組成：1）系統(tǒng)微機(jī)接口裝置；2）電控邏輯及指示裝置；3）過(guò)荷保護(hù)及PSM 控制裝置。

2.2 電控系統(tǒng)微機(jī)接口裝置

2.2.1 電控接口裝置主機(jī)

1）電控系統(tǒng)微機(jī)接口裝置主機(jī)采用MPC-52P 12.1″TFT 6-Slot 工業(yè)級(jí)面板PC 機(jī)，主機(jī)功能：第一對(duì)“電控邏輯及指示裝置”和“過(guò)荷保護(hù)及PSM 控制裝置”進(jìn)行監(jiān)控；第二實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信。觸摸屏微機(jī)系統(tǒng)功能要求具有12.1 ″高亮度TFT LCD 彩色顯示屏，觸摸屏操作功能。

2）MPC-52P 工業(yè)級(jí)PC 機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。

（1）該P(yáng)C 機(jī)面板可鑲裝在19″上架6U 高的面板上。

（2）12.1″高亮的TFT LCD 顯示器：

分辨率：800×600；彩色：18 比特；亮度：250cd/m2；LCD MTBF：50000 小時(shí)；接口：44-pin 連接器/TTL信號(hào)。

（3）驅(qū)動(dòng)器插槽：一個(gè)3.5″FDD：一個(gè)5.25″驅(qū)動(dòng)器：一個(gè)3.5″HDD。

（4）一個(gè)8cm 帶過(guò)濾器的球形背部冷卻風(fēng)扇。

（5）支持的背板類型：IP-6S：BP-6S；支持的擴(kuò)展卡長(zhǎng)度：275mm（Max）。

（6）支持的電源：ACE-890 系列；具有RS-232 接口的Dynapro 電阻型觸摸屏。

（7）工作溫度：0℃～50℃；相對(duì)濕度：5%～85%，無(wú)凝結(jié)。

（8）振動(dòng)：5～17Hz，0.1″雙振幅置換17～500 Hz，峰值到峰值1.5G 加速度。

（9）沖擊：峰值到峰值10G 加速度。

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

2.2.2 與監(jiān)控系統(tǒng)接口

電控接口裝置主機(jī)采用100M 網(wǎng)卡通過(guò)機(jī)房多機(jī)系統(tǒng)的局域網(wǎng)將電控系統(tǒng)與單機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接起來(lái)，要求具有與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的局域網(wǎng)連接接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理功能，實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)的遙控。

2.2.3 與電控裝置的接口

電控接口裝置主機(jī)與“電控邏輯及指示裝置”以及“過(guò)荷保護(hù)及PSM 控制裝置”之間的通信是采用兩個(gè)串行通信口（RS-232）實(shí)現(xiàn)的。要求具有與電控邏輯裝置和過(guò)荷保護(hù)裝置連接的現(xiàn)場(chǎng)總線接口。

2.2.4 電控邏輯及指示裝置的框圖如下

電控邏輯裝置功能：

具有按正常供電順序開機(jī)加電的全部邏輯功能；具有供“手動(dòng)”操作的面扳指示及按鈕；具有供監(jiān)控系統(tǒng)“自動(dòng)”或“遙控”的現(xiàn)場(chǎng)總線接口；具有燈絲自動(dòng)調(diào)壓和穩(wěn)壓功能；具有過(guò)荷保護(hù)時(shí)，根據(jù)過(guò)荷的性質(zhì)自動(dòng)封鎖寬放或落高壓等控制功能。電控邏輯及指示裝置的框圖如下。

2.2.4 過(guò)荷保護(hù)及PSM 控制裝置

過(guò)荷保護(hù)裝置功能：具有實(shí)現(xiàn)過(guò)荷保護(hù)的全部邏輯功能；具有過(guò)荷保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的指示及鎖存功能；具有過(guò)荷恢復(fù)等面板操作功能；具有與微機(jī)系統(tǒng)連接的現(xiàn)場(chǎng)總線接口；具有原控制小盒面板上操作的其它控制功能?？驁D如下。

3 入/出電路設(shè)計(jì)

3.1 開關(guān)接點(diǎn)輸入電路

當(dāng)開關(guān)接點(diǎn)斷開時(shí)，F(xiàn)PGA 的輸入為高電平；

當(dāng)開關(guān)接點(diǎn)閉合時(shí)，F(xiàn)PGA 的輸入為低電平。

3.2 電平比較電路輸入電路

當(dāng)輸入電平低于預(yù)定的比較值時(shí)，比較器的輸出為高；當(dāng)輸入電平超過(guò)預(yù)定的比較值時(shí)，比較器的輸出變低。不同電平的比較值是可以通過(guò)各自的電位器進(jìn)行定。

3.3 繼電器輸出電路

負(fù)載L 可以是線包電壓為12V 的繼電器或者是串有限流電阻的指示燈。

當(dāng)FPGA 的輸出為“0”時(shí)，光電耦合器的集開門吸收電流接通負(fù)載；當(dāng)FPGA 的輸出為“1”時(shí)，光電耦合器的集開門截止電流通路斷開負(fù)載。

4 結(jié)論

新電控套箱的使用將提高設(shè)備的穩(wěn)定程度，提高設(shè)備的自動(dòng)化程度。方便維護(hù)人員處理機(jī)器設(shè)備異態(tài)。

[1]杜春雷.AIM 體系結(jié)構(gòu)與編程.

[2]周鳴爭(zhēng).嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用.

[3]閔銳.電子線路基礎(chǔ).