王靜婉

摘 要：文章通過詳細分析當前DF100A控制系統(tǒng)手自動控制原理，設(shè)想用PLC的全自動工作模式取代當前手自動控制共存的模式，減少手動控制復(fù)雜線路帶來維護工作量和故障增多。

關(guān)鍵詞：DF100A；自動控制系統(tǒng)：PLC

1 DFlOOA控制系統(tǒng)

DF100A控制系統(tǒng)包含了控制及過荷保護繼電器系統(tǒng)，調(diào)諧控制系統(tǒng)，PSM調(diào)制器控制系統(tǒng)三大塊。其中控制及過荷繼電器系統(tǒng)用于控制發(fā)射機開關(guān)機順序控制及故障保護，調(diào)諧系統(tǒng)用于控制發(fā)射機伺服傳動機構(gòu)和頻率控制。兩個系統(tǒng)共同位于發(fā)射機的一單元，都采用了手動繼電器控制和可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller，PLC）自動化控制相結(jié)合的方式。DF100A的自動化控制是在原先手動控制線路的基礎(chǔ)上，并不是一個以自動化控制設(shè)計為最初設(shè)計目標設(shè)計的。以下詳細介紹該手自動控制系統(tǒng)的工作原理。

1.1 繼電器控制保護系統(tǒng)的手自動原理

手動控制采用了傳統(tǒng)的按鈕、位移開關(guān)與繼電器、接觸器結(jié)合的方式。如圖1所示，是一個基本的開機和關(guān)機控制。自動化線路是在原先手動控制的基礎(chǔ)上，增加了繼電器中繼板11A3A1，由PLC輸出的繼電器接點控制繼電器線路。

當6S16切換到手動控制時，線路由按鈕啟控觸發(fā)；當切換到自動狀態(tài)時，11A 3A1輸出控制板的所有繼電器一端得到24 V電源，另一端受PLC輸出控制是否啟控，當對應(yīng)的繼電器啟控時，就替代按鈕作用工作。

1.2 調(diào)諧系統(tǒng)控制手自動原理

1.2.1 調(diào)諧元件手自動控制

DF100A調(diào)諧系統(tǒng)包含了8套傳動裝置和頻率的控制，如圖2所示。8套傳動裝置的控制上由調(diào)諧單元6A2、調(diào)諧馬達組件、遙控接口板、調(diào)諧驅(qū)動板卡組成，其采用了分散式電路控制的方式控制伺服傳動機構(gòu)。其中6A2調(diào)諧控制單元共包含了10個頻道，62個可調(diào)電位器，33個24 V直流繼電器，10個波段選擇開關(guān)。

當6S16手/自動控制倒在手動狀態(tài)手動時，由6S6頻道按鈕觸發(fā)，送至11A2遙控接口板，遙控接口板選通對應(yīng)頻道的繼電器，繼電器的接點吸合，將5路可調(diào)電位器的中心取樣值送至11A3A3伺服控制板，同時3路短路棒的電阻值也由波段選擇開關(guān)選擇后送入。于是，該8路預(yù)置好的可調(diào)電位器信號送入馬達驅(qū)動板。同時6A2A1調(diào)諧定時器板在6S6觸發(fā)下啟動6A2K24，6A2K25開始工作，給馬達驅(qū)動板供電。馬達開始工作，馬達驅(qū)動板與6A2A1配合控制到位后斷電。

當6S16手/自動切換至“自動”時，11A3A3伺服控制板得電，同時斷開6A2調(diào)諧系統(tǒng)的所有繼電器的24 V電源。11A3A3板上的繼電器得電，將PLC-IQ5送出的模擬信號直接送至馬達驅(qū)動板，取代了手動狀態(tài)的可調(diào)電阻數(shù)值。在11A3A1控制板上直接啟動6A2A1工作，馬達板得電開始工作。

1.2.2 頻率倒換手自動控制

頻率合成器（圖中簡稱頻綜）有兩種工作狀態(tài)，一種本地輸入，一種遙控狀態(tài)。本地狀態(tài)為當6S19切換到本地時，由頻率合成器面板按鍵輸入。遙控狀態(tài)有兩路信息，由11A3A2頻率控制板控制二選一。當6S16為手動狀態(tài)時，頻率合成器接收1A16頻率預(yù)置板的信號，該信號由頻道對應(yīng)的繼電器吸合選通對應(yīng)的5位8421編碼器輸入給頻率合成器。當自動狀態(tài)時，11A3A2板得電，繼電器吸合，將PLC-IQ6端子送出的5組二進制碼送入頻率合成器。

2 探索DF100A調(diào)諧控制系統(tǒng)新的控制方式

2.1 當前DF100A調(diào)諧控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點

2.1.1 優(yōu)點

采用了手自動并存的工作方式，可以在自動化PLC故障時，采用手動控制繼續(xù)工作確保安全播出。

2.1.2 缺點

采用了大量的分立器件控制，尤其是可調(diào)電位器和小型直流繼電器的大量使用，帶來了極大的故障隱患和維護工作。在我們己出現(xiàn)過的控制類故障中，繼電器吸合不良、電位器短路造成電源短路、電位器開路、線路接觸不良的故障層出不窮。線路復(fù)雜也給維護帶來了很大的工作量。

2.2 PLC全自動控制系統(tǒng)設(shè)想的提出

在深入了解了調(diào)諧控制系統(tǒng)的工作原理后，我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)射機自動化控制過程中，PLC控制信號最為簡潔，PLC控制輸出調(diào)諧所需模擬信號量，輸出頻率合成器所需數(shù)字信號量。PLC具有模擬輸入輸出、數(shù)字輸入輸出功能，完全可以滿足我們控制的需求。而且，在長期的維護工作中，我們知道PLC的故障較其他繼電器控制故障來說是極少的。

因此，我提出一個設(shè)想，是否可以采用全自動方式取代手自動并存的方式。

（1）將手動繼電器控制系統(tǒng)融合進PLC.由PLC編程控制，按鈕信號直接輸入PLC，PLC輸出直接控制繼電器或接觸器吸合。

（2）調(diào)諧方面，去掉6A2調(diào)諧單元、11A2遙控接口板、6S6頻道按鈕、11A3A3，與上位機界面配合直接使用原先的自動化方式工作，由PLC模擬輸出直接接至馬達驅(qū)動板。

（3）調(diào)諧的頻率切換方面，去掉頻率預(yù)置功能、11A3A2頻率控制板，直接由自動化及上位機人機界面輸入配合。

（4）在保障安全播音方面，可以采用雙PLC并行工作的方式進行，可以確保其一故障不停機的安全播音要求。

3 全自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 控制系統(tǒng)改造設(shè)計

3 .1.1 繼電器控制系統(tǒng)硬件修改

去除繼電器接線，修改部分PLC輸入輸出10，將開關(guān)按鈕直接接入PLC的開關(guān)輸入模塊、繼電器及接觸器的得電由PLC數(shù)字輸出控制。

原PLC設(shè)備結(jié)構(gòu)，當前PLC的I/O接口功能如表1所示。

（1）保留IQ8的數(shù)字輸入對應(yīng)功能，將原來的繼電器信號變更為原始按鈕信號輸入。（例如，原1單元門開關(guān)信號是對應(yīng)繼電器吸合后的接點輸入，現(xiàn)改為直接用門開關(guān)微動開關(guān)輸入。）

變更IQ7的主控合斷、升降功率等按鈕控制信號為輸入信號，由PLC軟件編程來代替線路。

（2）重新規(guī)劃輸出繼電器：指示類繼電器（如門開關(guān)狀態(tài)、水位開關(guān)狀態(tài)、風(fēng)水證實）可變更為24 V直流繼電器，數(shù)字輸出用于點亮指示燈；轉(zhuǎn)接中間繼電器（包含時間繼電器）可直接用PLC內(nèi)部虛擬繼電器替代，不用接出外部；其余負載繼電器（如風(fēng)機、水泵、偏壓、燈絲、高壓等）用交流110 VIO模塊輸出驅(qū)動繼電器工作。

3.1.2 繼電器控制系統(tǒng)PLC程序修改

在原程序的基礎(chǔ)上加入控制繼電器線路的PLC程序，用于切到“手動”狀態(tài)時，可以直接手動控制加燈絲加高壓等操作；在原自動化程序中串入手自動開關(guān)，當自動時，完全由程序控制。PLC程序結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.2 調(diào)諧系統(tǒng)修改

6A2A1的主要功能在于調(diào)諧電源的控制，它在手動狀態(tài)由6S6頻道按鈕或6S1允許調(diào)諧按鈕啟動、使得6A2K24＼6A2k25吸合，馬達驅(qū)動板得電。由馬達驅(qū)動板的回地信號延時，直到傳動器件全部到位后自動釋放。當自動狀態(tài)時，發(fā)射機自動化PLC送出數(shù)字信號，如換頻繼電器對應(yīng)6S6按鈕，允許調(diào)諧繼電器對應(yīng)6S1，模擬手動控制使得6A2K24＼6A2k25吸合，馬達驅(qū)動板得電工作。

調(diào)諧系統(tǒng)在硬件上去除了6A2調(diào)諧單元（含9個頻道的可調(diào)按鈕、繼電器）、11A3A3伺服控制板、11A2，直接使用原來自動化調(diào)諧電路，即6A2A1的調(diào)諧板、馬達驅(qū)動板、IQ5馬達調(diào)諧參數(shù)輸出。為了維護方便，還可在上位機人機界面增加頻率的粗調(diào)諧功能。

3.3 頻率控制

頻率切換方面，去除頻道預(yù)置板1A16后，直接由PLC的數(shù)字輸出頻率合成器所需要的頻率8421編碼，直接控制頻率切換輸出。

4 結(jié)語

以上設(shè)想是在詳細解析了DF100A手自動控制的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際使用和維護的經(jīng)驗上提出，是一種改動較小、安全性能更高、實用性能更高的改造方案。