DX—200控制系统分析以及维护
摘 要：本文从DX-200发射机控制信号原理分析，结合ABPLC的特点以及RSLOGIX在控制系统中的应用，从实际应用出发，分析了DX-200发射机控制信号的链路以及处理，阐述了控制系统的维护方法以及故障处理。
关键词：DX-200PLC控制维护
中图分类号：TN931.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-8595 （2016） 03-240-03电子科学技术 URL： http//.cn DOI： 10.16453/j.issn.2095-8595.2016.03.012
引言
DX系列中波发射机是由美国Harris公司制造的[1]，我国自1995年起开始引进该系列100kW以上大功率发射机。目前该系列发射机是无线局中波广播的主力机型。
由于该型发射机承担着广播覆盖的重要任务，从确保安全播出工作的角度出发，深入探讨该型发射机的工作原理对提高维护水平和处理故障都具有重要意义。我台维护的DX-400由两部DX-200组成，DX-200为哈里斯公司生产的水冷式数字调幅中波发射机。DX-400控制单元包括两个DX-200控制单元以及并机发射机控制单元。其中DX-200采用罗克韦尔公司的SLC5/01系列；并机发射机控制单元采用的是罗克韦尔的SLC5-04。该发射机控制系统较为复杂，本文着重阐述DX-200控制系统的原理以及信号链路。
1 DX-200控制单元概述
DX系列发射机功率等级基本以200kW为一个功放单元（PB），200kW（含）以下为单机工作，200kW以上为并机工作；按功放模块冷却方式上又可分为水冷和风冷两种。本文介绍的是并机工作水冷发射机的功率单元（PB）的PLC程序。
并机工作的DX发射机在并机发射机控制单元部分有一套PLC系统，每个PB有各自的PLC系统，均采用SLC500系列CPU。并机发射机控制单元的PLC系统采用5/04型CPU，DX-200采用5/01型CPU。
DX-200部分PLC组件包括1块32路数字量输入模块（IV32）、1个32路数字量输出模块（OV32）、1个4路模拟量输入模块（NI4）、1個直接通信模块（DCM）、1个电源模块和1个7槽母板。
PLC控制系统主要完成以下功能：执行并机发射机控制单元传送的远程命令对PB运行状态进行调整；搜集PB运行状态数据并传送给并机发射机控制单元。
2 PLC系统输入输出信号
PLC组件输入信号采用信号复用方式工作，可以节省硬件成本。输出信号包括多种地址信号和控制信号，传递远程控制指令。这部分工作较为复杂，流程描述为发射机功放单元接口板通过PLC组件与并机控制单元通过串行电缆进行双向通信。输入输出信号包括32路数字输入信号、32路数字输出信号和4路模拟量输入信号组成。其中32路数字输入模块0～22位分别是PB功放单元的关机信号、高功率、中功率、低功率、远程控制有效、故障汇总信号、射频封锁、功率反馈、射频驱动链故障、射频放大器故障、驻波比故障、电源故障、AC主交流故障、冷却故障、低压电源故障、连锁故障、功放单元正常、PB状态位B0、PB状态位B1、PB状态位B2、PB状态位B3、PB状态复用位B0、PB状态复用位B1，23～31位未接入任何数据。其中PB状态位B0～B3为整流柜故障汇总，功放单元状态复用位B0为风量状态汇总，复用位B1为水冷状态汇总。
32路数字量输出模块0～9位分别为关机、高功率、中功率、低功率、升功率、降功率、射频封锁、驱动编码板A路B路远程切换、远程故障复位、PB功放单元的状态；10～15位为空，16～31位分别为PLC复用地址AD0、PLC复用地址AD1、PLC复用地址AD2、PLC复用地址AD3、PLC复用地址AD4、PLC复用地址AD5、EPLD控制位B0、EPLD控制位B1、EPLD控制位B2、EPLD控制位B3、模拟信号复用地址A0、模拟信号复用地址A1、模拟信号复用地址A2、主反馈位Bit0、主反馈位Bit1、主反馈位Bit2。
4路模拟输入信号为入射功率、射频放大器电压、射频放大器电流以及模拟量复用通道。
2.1 输入信号
PLC收集PB各状态量信息，可分为模拟信号和数字信号两类。其中模拟信号包括入射功率、射频电流、电压和模拟量复用信号四种。反射功率、天线零点、网络零点、音频输入、解调音频、A/D音频共用模拟量复用通道。
数字量输入信号包括功率状态信号、整流柜状态信号、功放单元柜状态信号、风水冷却信号和闭锁信号等几类。电源柜和闭锁状态等部分信号根据地址信息采用复用方式传送，地址信号来自PLC的数字输出模块，共5位。功放单元接口板的EPLD负责接收PLC地址信号，送出相应信息。
2.2 输出信号
（1）数字量输出信号包括发射机控制单元柜产生的功率控制信号和射频封锁信号，以及由并机发射机控制单元控制的3位选择地址信号AD0～AD2，经32路数字量输出模块的26～28位输出，控制选通PB的反射功率、天线零点、网络零点、音频输入取样、解调音频、A/D音频等六个信号输出。
（2）并机发射机控制单元PLC组件传送3位主反馈位（输出模块29～31位），PB程序据此判断当前输出功率范围并确定各功率等级的高、低限值。主反馈输入接口板送至模拟输入板，与控制板的反馈输入比较，控制输出功率。
（3）由并机发射机控制单元PLC传来EPLD控制位B0～B3，未参与PB控制工作，信息含义未定义。
（4）并机发射机控制单元通过程序控制输出控制字（数字量输出模块第16～21位的PLC复用地址AD0～AD5），控制PB接口板的EPLD分次送出PB闭锁状态和电源柜状态，由输入模块第17～20位分次写入相应存储器内。并机发射机控制单元的PLC通过3位控制字从该存储器中调出状态数据。
2.3 模拟输入信号
DX-200控制系统采用1747-NI4[2]模拟输入模块，模拟输入信号为：入射功率、功放电压、功放电流以及模拟复用信号。
DX-200入射功率信号、功放电压信号、功放电流信号从PB接口板送往PLC控制系统的模拟输入模块，再经由1747-DCM的输出地址送往TCU1747-SN的输入地址，用于触摸屏功放单元功率、电压、电流的指示。模拟复用信号[3]由TCU部分PLC控制给出3位选择地址信号AD0～AD2，经32路数字量输出模块的26～28位输出，控制选通PB的反射功率、天线零点、网络零点、音频输入取样、解调音频、A/D音频等6个信号输出。
3 PB控制系统的数据交换
DX-200控制系統的关键元件除了SLC5/01[4]外就是PB接口板的EPLD芯片U37，该芯片为型号XC7372的可编程逻辑器件。它是信号与PLC的接口，它与PLC的I/O模块一起实现DX-200的控制。
DX-200功放单元及整流柜的信号经过PB接口板的U37的处理流向发射机和PLC。PB接口板的EPLD受32路数字量输出模块的第16～21位控制，形成EPLD可识别的组合地址信息。每次PLC读入32路数字量输入模块的后16位信息，而只有第17～20位的数据是复用的，分别读入PB状态、电源柜状态、水冷状态和风量状态等状态信息。
4 SLC5/01故障以及处理
功放单元柜的PLC死机[5]在我局的个别台站发生过类似的故障，故障现象为电源模块输入电压正常，没有输出指示，CPU模块不工作，此时如果是处在关机状态，则远程不能开启该PB，合成器检测到抑制电流故障后可以在合成器中甩掉该PB。如果故障发生在PB开机后，则故障现象为不能远程关闭该PB，此时由于发射机整体处在关闭状态，变频器也处在关闭状态。此故障存在时间如果较长，则可能造成阻隔负载上长时间存在较大的阻隔电流，造成阻隔负载烧红，甚至烧坏现象，此时关闭该PB的办法就是直接在该PB的控制盘上按下关机按钮，可关闭该PB。故障的原因是由于CPU模块不工作，但其主板可能带电，SN模块不能确定与该PB的通信是否正常，则在LAD15具有的自动切换功能的程序中不能确定该PB是否通信正常，没有及时使合成器甩掉出现故障的PB，造成这个故障。由于PLC死机在程序中是无法预见的，即使检测到故障也不可能通过远程控制的方式去关闭该PB，所以存在这个重大的隐患是我们在播出中应当重视的问题。推荐的办法是定期更换电源模块，在更换了全部电源模块及其底板后就解决了死机故障，也有个别台站将电源模块更换成了220V输入的P2电源模块。
5 结束语
本文从DX-200控制系统的架构以及输入输出信号进行分析，详细阐述了其工作流程，通过分析PLC控制系统的内部信号，可以帮助我们更深刻地了解发射机；DX-200的SLC在发射机系统中占据着举足轻重的地位，希望本文能够帮助发射机维护人员快速处理故障，保障安全播出。
参考文献
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