國家新聞出版廣電總局五五二臺　陳　斌

DX-600自動化系統(tǒng)原理分析

國家新聞出版廣電總局五五二臺陳斌

發(fā)射機自動化系統(tǒng)是發(fā)射機重要的輔助系統(tǒng)，而可編程控制器又作為該系統(tǒng)重要組成部分，其控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性會直接影響發(fā)射機工作，是保證機器安全運行，滿負荷工作的重要條件之一。文章針對我臺兩臺大型中波發(fā)射機的自動化系統(tǒng)工作原理、實現(xiàn)功能進行介紹。以及對可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，進行查找要因，排除干擾并制定方案做出自己需要改進建議，以達到提高該系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

可編程控制器；DH+網(wǎng)絡；干擾；動態(tài)數(shù)據(jù)交換

1.系統(tǒng)核心硬件組成

發(fā)射機自動化系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、工業(yè)控制計算機（工程機）和數(shù)據(jù)庫服務器三部分組成。其中核心部件是PCL。DX發(fā)射機使用的是國內(nèi)比較少用的由美國Rockwell公司生產(chǎn)的AB-PLC。其中主要用在發(fā)射機TCU（發(fā)射機控制單元）使用的型號是SLC5/04。在功放單元使用的是型號是SLC 5/01。這些都是原機自帶的。后期我們在維護過程中加入了日本歐姆龍公司的PLC產(chǎn)品，它主要用作附屬自動化方面。

2.數(shù)據(jù)信息類型

發(fā)射機與TCU或控制臺上的工控機之間通過485線組成DH+網(wǎng)絡（該網(wǎng)絡屬于令牌網(wǎng)）傳遞三種類型數(shù)據(jù)。即數(shù)字量、模擬量和開關量。

2.1數(shù)據(jù)信息

數(shù)據(jù)字節(jié)通常是16位，分為3種類型：①數(shù)字量 比如發(fā)射機的各種模擬機械表值。將模擬量用二進制數(shù)來表示。這個過程要實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。該數(shù)據(jù)是離散的 ②模擬物理量 比如發(fā)射機附屬自動化設備監(jiān)控發(fā)射機水泵組件系統(tǒng)里工作狀態(tài)。其中有發(fā)射機冷卻水進出水溫度，水關壓力情況和流量信息等。這類型數(shù)據(jù)是一個持續(xù)變化的物理量，是屬于連續(xù)型的。通常這類數(shù)據(jù)是不能直接通過PLC微機處理的。要經(jīng)過變送器，將采集點采集到的物理量變成電信號。我們發(fā)射機通常是轉(zhuǎn)變成電壓信號。再經(jīng)過變送器放大后才能作為PLC設備的輸入信號的。③開關量：該類型數(shù)據(jù)具有邏輯意義?？勺鳛榘l(fā)射機的控制信號和設備啟停的狀態(tài)信號。比如發(fā)射機循環(huán)水泵工作在1號還是2號泵，戶外熱交換器風扇是四臺的運轉(zhuǎn)和停止，還是兩臺狀態(tài)。通常用一位二進制位就可以表示一個設備的兩個狀態(tài)。而數(shù)據(jù)有幾個字節(jié)就能表示幾個設備。

2.2狀態(tài)信息

表示所定義的設備的工作狀態(tài)，發(fā)射機自動化系統(tǒng)主要目的就是采集、記錄和傳送發(fā)射機設備的狀態(tài)信息的。工作方式是采用時間間隔的方式采集數(shù)據(jù)。（通常是每秒），從而實現(xiàn)MMI屏的遠程設置和發(fā)射機的遠程遙控。這里需要說明的是：數(shù)據(jù)信息和狀態(tài)信息涵蓋了發(fā)射機在運行時間段運行狀態(tài)的所有信息。在我發(fā)射機控制臺有一臺專門的數(shù)據(jù)服務器，負責將每次掃描周期內(nèi)收集到的數(shù)據(jù)信息和狀態(tài)信息（即發(fā)射機狀態(tài)）記錄到該服務器上。

2.3控制信息

控制臺的工控機通過1784PKTX通訊卡將控制指令傳遞給發(fā)射機的TCU。該類型控制信息主要有：發(fā)射機的節(jié)目運行圖和調(diào)度令。控制指令具體操作有功率設置（高中低功率）；升降功率和開關機指令。

2.4LED轉(zhuǎn)接電路板

該板主要作用是：采集功放單元柜上LED故障指示板和整流柜上PS LED指示燈信號。大家都知道我們維護人員大部分判斷故障是通過功放單元的PB LED故障指示燈和PS LED故障指示燈。DX發(fā)射機具有眾多的故障檢測電路。它能將故障信號（一般是低電平）通過IDE電纜鎖存到這兩塊板上。LED轉(zhuǎn)接板就是把這些鎖存故障信號經(jīng)過電壓調(diào)整至同一等級電平送至控制臺自動化工控機。這樣做同時也有一個好處。它能將發(fā)射機功放單元的PB LED故障指示板和PS LED故障指示板與工控機之間實行芯片隔離。從而避免了對發(fā)射機檢測電路影響。

3.通信協(xié)議

自動化系統(tǒng)有關通信協(xié)議有以下協(xié)議：

（1）DH+通訊：它在控制臺核心器件是1784PKTX通訊卡，它是屬于PCI插件。通過組態(tài)軟件iFIX實行遠程遙控發(fā)射機的TCU功能。該系統(tǒng)的連接線是藍白兩芯的DH+線連接到發(fā)射機的TCU中PLC子機柜中的SLC5/04。DH+作為在工業(yè)領域廣泛應用的協(xié)議，它組成的網(wǎng)絡屬于令牌網(wǎng)。

（2）以太網(wǎng)技術：它是互聯(lián)網(wǎng)中最常見的網(wǎng)絡協(xié)議。通過網(wǎng)卡接連雙絞線能實行局域網(wǎng)內(nèi)各發(fā)射機臺站的數(shù)據(jù)范圍，共享等功能。

4.發(fā)射機所采用的數(shù)據(jù)庫類型

我們還在以上基礎上開發(fā)了發(fā)射機附屬自動化系統(tǒng)。工作鏈接采用485線方式，采用的PLC是目前國內(nèi)比較常見的日本歐姆龍。這套系統(tǒng)主要檢查發(fā)射機水泵組件、戶外熱交換器和發(fā)射機高壓變壓器等溫度、水流量等模擬信號的采集和處理。由于發(fā)射機工作屬于電磁情況比較復雜的環(huán)境，而且采集點和下位機的距離比較遠。故我們采用的變送器是電壓型變壓器，下一步爭取將485通訊線升級成光釬傳遞。從而進一步提高抗干擾性。

發(fā)射機自動化系統(tǒng)軟件是基于ODBC開發(fā)的，可以很直接地數(shù)據(jù)庫進行操作。主要使用以下數(shù)據(jù)類型：

（1）字符數(shù)據(jù)類型：（char和varchar）

用來存儲各種字母數(shù)字符號特殊符號 ，數(shù)據(jù)庫該類型數(shù)據(jù)用來說明發(fā)射機ID，天線類型信息和故障描述等文字信息。

（2）整數(shù)數(shù)據(jù)類型 ：（int和tinyint）

用來存儲特殊意義的整數(shù)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)主要是使用tinyint類型，數(shù)據(jù)只有一位，在狀態(tài)信息庫比較多使用地該數(shù)據(jù)類型。定義各種設備的工作狀態(tài)。如當前使用的射頻源 數(shù)據(jù)舉例：0代表：射頻源A，1代表：射頻源B，2代表：外部射頻源。

（3）日期和時間數(shù)據(jù)類型：（datetime ）

顧名思義是用來用于存儲日期和時間的結合體 。該類型數(shù)據(jù)有8位，表示如下：

1）日期：

如：20000601代表： 2000 年6 月1 日

2）時間：

如：10:23:5.123Am 上午10 時23 分5 秒123 毫秒

（4）邏輯數(shù)據(jù)類型（BIT）

BIT數(shù)據(jù)類型占用1 個字節(jié)的存儲空間其值為0 或1 。具有對發(fā)射機進行控制的邏輯含義如：

水泵工作狀態(tài)。其中0關閉1開啟

（5）浮點數(shù)據(jù)類型 （numeric ）

用于存儲十進制小數(shù)浮點數(shù)值的數(shù)據(jù) ，本系統(tǒng)該類型數(shù)據(jù)位數(shù)是9位。像發(fā)射機的實際運行數(shù)據(jù)（入射功率和發(fā)射功率；冷卻系統(tǒng)的出水溫度和進水溫度）都是采用該類型數(shù)據(jù)。

5.I/O端口的編址方式

（1）微機對外設的訪問實質(zhì)上是對外設接口電路中相應的端口進行訪問。這過程中會遇到這樣問題：處理器掛有多個接口芯片，而微處理器每次傳遞數(shù)據(jù)時，只允許與其中一個接口芯片交換數(shù)據(jù)，那么就會有微處理器如何識別應該對哪個I/O接口地址進行讀寫操作的問題。

（2）對于我們臺的發(fā)射機系統(tǒng)同樣也面臨這樣的問題。比如：工程機發(fā)出的控制指令（開關機）被兩部TCU接受到，這時就需要PLC進行判斷是A01執(zhí)行還是A02機執(zhí)行該指令。

（3）在工業(yè)自動化主要采用兩種辦法來解決的：

1）獨立編址：這種方式指令功能較弱，需要通過CPU的寄存器進行中轉(zhuǎn)才能完成，這種編址方式在Intel系列，Z80及大型計算機中廣泛采用。

2）統(tǒng)一編址方式，我們自動化系統(tǒng)就是采用這種方式。該編址方式的特點：省去了單獨的I/O指令和控制線；I/O空間是存儲器空間的一部分，I/O端口占用了存儲器的一部分地址空間。

（4）PLC與外設之間的數(shù)據(jù)方式：一共有5種方式，根據(jù)我們機器的特點：由于用于外部控制過程的各種時間是固定而且是已知的，在傳送數(shù)據(jù)時，外設已經(jīng)準備就緒，輸入數(shù)據(jù)時，外設數(shù)據(jù)一定是準備好的，輸出時，接口輸出寄存器一定是空的。所以采用的是無條件傳送方式。

6.結束語

自動化系統(tǒng)主要的任務之一就是采集發(fā)射機有關的運行數(shù)據(jù)，并在工控機上顯示出來。并與無線局的VISA網(wǎng)配套，將有關數(shù)據(jù)上傳。作為領導檢查各臺發(fā)射機“三滿”播出情況的指標。也可以通過過往數(shù)據(jù)判斷為發(fā)射機故障情況提供第一手資料。故理解和掌握發(fā)射機自動化系統(tǒng)的工作原理對于我們運維十分重要。對于我們一線維護人員來說，自動化系統(tǒng)的維護與發(fā)射機的檢修維護同樣重要。

［1］韋大偉.計算機硬件技術基礎［M］.機械工業(yè)出版社.

［2］劉淑梅.Windows server 2003組網(wǎng)技術與應用詳解［M］.人民郵電出版社.

［3］廟常初.PLC應用技術問答［M］.機械工業(yè)出版社.

［4］郁漢琪.可編程序控制器原理及應用［M］.中國電力出版社.