TBH522型发射机自动化控制原理

任　凯　国家新闻出版广电总局722台　721001



TBH522型发射机自动化控制原理

任凯国家新闻出版广电总局722台721001

【文章摘要】

本文主要介绍了TBH522型发射机自动化控制原理，对自动化控制核心工控机与控制小盒之间的信号传输和控制原理做了深入的讨论。

【关键词】

电控；保护；一体化机；自动调谐

1　各控制部分的功能

自动化控制工控机：主要负责对电控单元、保护单元和自动调谐系统的监控，并可与机房平台工控机之间交互数据，实现远程遥控。也就是这部分主要是保证发射机的自动化运行，同时下载和上传数据。

（1）电控单元（也就是电源的逻辑控制部分）主要负责发射机按照规定的逻辑关系，在开机时各个部分的供电按照规定的顺序依次接通，在关机时按照相反的顺序依次断开。在接受到保护指令时对发射机进行相应的断电保护，在保护指令解除时，又能及时的恢复供电。当然每一步合电都需要满足相应的逻辑条件，当逻辑条件中任意一项不满足时是无法进行下一步的。

（2）过荷保护单元（电源的保护逻辑部分）主要负责当发射机出现过电压和过电流、驻波比异常或元器件打火时立即发出指令进行封锁激励、封锁PSM、降低功率或切断高压等，故障解除后又能够及时恢复高压。

2　自动化控制主机

研祥810E外带8串口104串口卡工控机为例。其中我们使用了四个串口，分别是com3、com4、com5、com6,com3串口用于电控逻辑小盒的监测和控制，com4用于过荷保护小盒的监测和控制，com5用于表值采样模块的监测，com6用于自动调谐小盒的监测和控制，工控机通过控制软件powerTBH实现其监测和控制功能，软件为纯绿色，直接打开exe可执行文件运行程序即可，初次安装使用需要对各串口进行调试设置，否则出现“某某串口错误”提示框，无法连接，串口设置完成后，运行软件。

3　FPGA

FPGA 出现在80年代中期，它的逻辑门的密度从几万门发展到几百万门，目前大多数台站的电控、保护小盒是使用当时的10万门左右的FPGA集成块，内部结构大致分为四个部分：第一部分：逻辑中心。是用来接收其它部分的数据并按照程序中设定的方案对所收到的数据进行相应的分析和处理。也就是按照预先的逻辑对输入信号进行分析，得到数字信号输出结果。第二部分：A/D控制单元。主要负责控制外部数字和多路开关的选通时序，以及实现对A/D采样过程的合理控制。第三部分：数值量监测控制单元。负责对所有要监测和控制的数字量的状态数据进行采集和控制输出。第四部分：FPGA接口逻辑控制单元。主要负责通信和显示以及进行一些复杂算术运算等。

发射机的微机控制系统采用现场可编程门阵列FPGA为核心控制电路，输入输出电路采用了光电耦合隔离措施，这样做主要是避免FPGA在大电流冲击下损坏。由于FPGA无掉电存的储功能，系统上电后FPGA首先被初始化，此时,PROM的CE端为低电平，PROM被选中，单片机将预先编写好的逻辑程序，从PROM下载至FPGA，对FPGA的逻辑功能进行配置。配置完成后，RPOM处于低功耗待机状态。每次上电均是由PROM将数据流下载到FPGA中,FPGA供电电压为+5v。系统中上机位CPU，采用的是8051单片机，时钟为800M时钟信号。

4　电控系统

电控系统的功能是发射机开机后，可将发射机各个部分的供电按照规定的顺序依次接通；在关机后，按相反的顺序依次断开。当发射机出现故障或过荷后，可自动对发射机进行保护；当故障排除后可使发射机迅速恢复正常工作。另外还可实现自动调压稳压功能，给灯丝等部分提供稳定的供电电压。基本的逻辑顺序是这样的：

首先当开机条件具备时，（冷却断路器合并且无缺相保护时），允许开机指示灯亮，调压器零位指示正常、灯丝合正常，此时已具备开机条件，按开机启动冷却系统后灯丝供电调压器开始升压，延时两次，升到额定值，此时偏压自动合上，灯丝升满后，开始灯丝预热延时。

延时结束后，当偏压正常、水温正常、门开关合上、机保开关合上、天线交换开关到位、馈线接地开关断开、高前阳极自动开关合上这些条件都满足时，允许合高前阳极电压指示灯亮。

若如此时高前无过荷，高前阳极开关合上，按合高前按钮，可合上高前阳极电压一档，2s延时后自动合上高前阳极电压二档和高前帘栅电源。当高前阳极电压正常，高压开关合上，PSM开关合上时允许启动高末阳极指示灯亮。若此时保护单元中无一次过荷、三次过荷、过耗、高末帘栅过荷、高末阴流过荷，按下合高压按钮可合上高末高压一档，经过2s延时自动合上高末阳极电压二档。当帘栅压开关合上，自动合高末帘栅一档，当细调完成后，高末帘栅一档已合上，此时自动合高末帘栅压二档。

发射机的关机顺序是与开机顺序相反的，同时若直接断高前，高末也同时被断开，直接按关机，高前、高末也被直接断开，正常关机是按照断高末，断高前，降灯丝的顺序关机，当灯丝调压器降至零位时，延时7分钟后自动切断冷却供电，关机结束。

5　保护系统

保护系统的功能是当发射机出现故障或过荷后，可输出保护信号对发射机进行保护，并提供手动升降压、封锁、解除故障等功能。

保护小盒的面板有7个按钮：驻波比恢复、过荷恢复、降功率、升功率、PSM恢复和高低功率。21个指示灯，驻波比恢复负责恢复驻波比稍大，过荷恢复负责恢复按钮正上方所有除驻波比稍大外的所有保护信号，PSM恢复负责恢复低锁、零锁信号。

当6KV过流发生时，取样电压超过整定值两倍以上，高前阳极电压被切断，高末阳极、高末帘栅也被切断。当高前帘栅电流过荷发生时，高前阳极电压被切断，高末切断。高末阴流过荷、高末帘栅过荷、过耗、驻波比过大、无高频和各类的打火，均快速封锁激励和PSM封锁，三次过荷以上切断高末屏压和高末帘栅压。驻波比稍大，主要去封锁PSM。另外还有4个正常输出检测电路，分别是高末输出正常、自动调谐完成、6kv输出正常、低周输出正常。

【参考文献】

《TBH-522型短播广播发射机维护手册》