M2W型50kW中波发射机自动控制系统设计与性能分析

阎婷婷

【摘要】 本文探讨了M²W型中波发射机自动控制系统的硬件设计原理。

【关键字】 M²W 自动控制系统 硬件

进入M²W型50kW发射机控制系统的信号被转换为发射机的各种控制信号，从而实现对发射机的数据采集、处理、保护等功能，同时，输入其中的音频信号被转换为控制射频功率放大器的数字信号，实现精确调制。

M²W型50kW中波发射机为全固态机，整机采用模块化设计，运行稳定，根据实际使用需求，遵循不破坏原有发射机功能的原则，在不改动原机线路的基础上，通过增加外部设备的方法，由发射机信号采集部分、服务器、工控机、串口服务器等组成组成发射机自动控制系统的硬件部分。其中发射机信号采集部分主要包括模拟量采集模块、数字量采集模块，通过采集发射机中未采集的模拟量和数字量，把这些量转换成数字量并送入工控机。所有数据通过串口服务器整合，通过自动控制软件处理后实现相应自动控制功能。结构如下图1：

具体实施时，硬件方面，在原发射机触摸屏和IUC控制单元数据连接线上并接一根数据线用于综合信息采集；在CXM-DIO板上并接开关量采集模块，采集开关量数据；从原预留X30端口读取数据并发送控制信号；更换改造原机显示条板，取样调幅度。

软件方面，上位机程序采用C#软件编写，数据库采用SQL2003。上位机根据运行图进行开关机操作，实现了实时监测、故障报警、数据查询、日志管理等功能，除此之外，还有统计功能、远程校时及运行表设置等功能。对发射机各运行数据实时监测并自动记录，如入射功率、电压、电流等重要数据均在主界面实时显示；发生异态时，上位机立即报警并自动记录数据，根据故障严重程度不同，划分相应报警等级；可进行历史数据查询和故障数据查询，操作日志、故障及告警记录、表值 记录的情况统计。

设计完成的自动控制系统具有系统安全可靠，数据实时、准确、完備，便于扩展等特点。

1.系统安全可靠

发射机自动控制系统作为实时控制管理系统，其安全性是最重要的要求。为了保证系统的安全性，系统采取独立划分技术网段、核心交换机隔离等措施防止黑客攻击和病毒感染；遵循Windows 2003及 MS SQL2003网络系统安全管理规定，在服务器上进行数据管理。

本系统通过软件发射机运行状态进行完整监控和管理，程序设计中加入纠错模块；同时，通过NTP服务器同步整个自动化系统时钟；通过UPS供电，在确保电压稳定的同时，防止由于外电故障对系统造成损坏；采集数据部分不破坏原有发射机线路。

只在并接一些线路。工控机、元器件的选择都按照工业级进行，并进行多处屏蔽抗干扰，提高可靠性。

2. 数据实时、准确、完备

在设计时坚持利用原机线路，以保持数据的一致性；对实时画面响应时间、全系统扫描时间、画面实时更新时间进行严格控制，调幅度采用实时拍照采集；系统共采集发射机模拟量151个，开关量25个，报警故障200个，涵盖了原发射机所有数据。

3. 可扩展性

该系统具有友好的人机交互界面，通过预留接口，可将单机发射机的实时秒数据、分钟数据以及故障报警数据等与相关系统通信，便于系统扩展。

本系统投入使用以来，运行稳定，数据采集正常，系统的可用性、可靠性均符合技术规范要求，为降低维护人员重复劳动、避免人为错误提供了良好的技术保障。