DX大功率中波发射机SLC控制网络工作原理

严 波

(国家新闻出版广电总局2023台  571800

 

摘要: 美国哈里斯DX全固态发射机的控制系统是目前国内使用大功率中波发射机中最为复杂的系统,本文深入剖析了DX机型的控制网络工作原理,对发射机的控制原理、维护及故障处理,做了深入的分析和全面的总结。

关键词:中波发射机; TCU单元; CCU单元; SLC控制系统

 

引言

中波DX机型是广播发射领域使用的一种主要机型,该机型具有集成化程度、运行效率高等特点;但其控制系统非常复杂,该机型为了能够实现对发射机的整体控制,采用了美国AB公司5/XX系列的SLC,并组成网络完成发射机整体监控。

这里我以DX600机型的控制系统为例,对DX机型的控制系统作一个整体的介绍,希望能起到抛砖引玉的作用。

2 控制系统硬件介绍

DX600发射机的控制系统如图所示:该系统由五个AB公司的SLC、一台美国TCP公司生产的触摸屏以及将它们连接在一起的网络组成(见图2)。五个SLC分别位于PB单元、水冷系统以及TCU单元。PB SLC拥有电源、处理器、数字输入/输出、模拟输入/输出、DCM(直接通信模块)模块,负责控制PB200的运行状态,接收PB内部的数据,完成与TCU SLC的通信;水冷系统SLC是一个小型SLC,监控水冷系统中冷却循环设备的状态并将状态传送给TCU SLC、接收TCU SLC发送的开启/关闭水冷系统的控制指令;TCU SLC承担的任务是接收TCU单元、CCU单元以及其它单元SLC发送的数据从而完成对发射机整体控制功能,所以它通过安装在扩展母板上的数字输入/输出、模拟输入模块收集CCU单元的数据,扩展母板与TCU SLC母板相连;TCU SLC母板安插有电源、处理器、数字输入/输出、模拟输入/输出、扫描模块,用来接收TCU以及别的SLC的数据;TCU SLC在接收、分析、判断数据的同时,也接收触摸屏发送来的控制命令。触摸屏提供了人机接口的界面,工作人员通过触摸屏可以很方便地查询到发射机各部分电压、电流、开关等实时的数值、位置、状态,也能很迅速地向发射机发出控制指令。

TCU SLC通过安装在母板上的扫描模块与其它PB单元SLC母板上的DCM模块、水冷系统SLC并联在一起,构成远程I/O网络来完成SLC之间数据的传送以及发射机的整体控制,同时TCU SLC通过其处理器模块的串行端口与触摸屏连接实现人机对话。

SLC

3  SLC远程I/O网络架构

DX—600中波发射机的控制网络由五个SLC和通信网络组成。TCU SLC是主SLC,其它SLC是从SLC。TCU SLC的扫描模块通过远程I/O网络电缆分别与其它SLC的DCM模块连接,将五个SLC连接在一起,构建成主从式SLC远程I/O通信网络来完成DX—600发射机的整体监控(见图3)

主从SLC

SLC远程I/O通信网络支持控制信息的高速传输,它由安装扫描模块的主SLC设备和多个安装有DCM模块从SLC组成。一根屏蔽双绞线把扫描模块和所有的DCM模块连接在一起。扫描模块在一个扫描周期内依次分别与每个DCM通信;在与网络中某DCM通信时,首先向DCM发送命令信号,表示扫描模块要与它通信,然后发送主SLC的数据,然后DCM正确接收数据后向扫描模块发送从SLC的数据作为应答响应,DCM从来不主动向扫描模块发送信息。扫描模块的一次远程I/O扫描周期包括扫描模块向网络中所有DCM的数据读写操作和所有DCM的响应操作,一次完整的扫描周期内的数据应包括扫描模块发送到DCM的输出数据、通信命令以及DCM响应的数据。

4 SLC远程I/O网络工作原理深入分析

DCM

SLC远程I/O网络中的扫描模块定义了网络物理及逻辑规范。它定义了ISO/RM的物理层和数据链路层规范。物理规范指SLC远程I/O网络中的扫描模块能够设定与扫描模块连接的最大DCM数目;逻辑规范指扫描模块可寻址的最大逻辑段数目。主SLC中用来存储用户数据的内存分为两大部分(见图4):一部分存储用于本地I/O模块数据的数据区A,另一部分存储用于和扫描模块数据交换的数据区B。在扫描模块的内存区域内有一块与数据区B大小相同,用来与从SLCDCM数据交换的数据区C,对于网络中每个的DCM模块,扫描模块会在自己的用户内存中为每一个DCM模块分配一块数据区相对应。DCM在自己的内存单元中开辟一块大小与分配的数据区相同的数据区,用来与扫描模块交换数据,同时在从SLC的用户数据区中也分配一块数据区用来与DCM交换数据,这种一一对应的方式叫做映射。这样主SLC就可以和从SLC交换数据了。其中数据区C可以最大为64个字(32个字的输出,32个字的输入,每个字占16字节),并把它分成八个输入、八个输出字的逻辑段;每个逻辑段又分成八个逻辑组,编号从0到7。每个DCM模块可以分配到1/4、1/2、3/4、1份逻辑段,地址可以从任何偶数逻辑组开始。这一切都要在对SLC编程前设定完毕。当编程完后,扫描模块就可以在扫描周期内与DCM进行数据块传输了。

主从SLC详解见图5,在从SLC处理器模块的扫描周期中,从SLC把要送给主SLC的数据放在DCM输出映射数据区中并读取DCM输入映射数据区的数据;同样,在主SLC处理器模块扫描周期中,主SLC把要送给从SLC的数据放在扫描模块的输出映射数据区中同时读取扫描模块输入映射数据区的数据;在扫描模块扫描周期内,扫描模块与所有的DCM通信,首先向DCM发送命令信号和输出映射数据区的数据,DCM接收到数据后,把数据放在DCM的输入映射数据区中,然后向扫描模块发送输出映射数据区的数据作为响应,扫描模块接收到数据后,把数据放在扫描模块的输入映射数据区中,接着扫描模块开始扫描下一个DCM模块;主SLC与从SLC就是这样完成数据交换的。主SLC与从SLC得到数据后就可以根据数据分析、判断了。在SLC读写扫描模块或DCM映射数据时,扫描模块可以扫描所有DCM多次。主、从SLC扫描周期与扫描模块扫描周期是异步的,这样就可以保证SLC扫描工作不会影响扫描模块与DCM通信。当数据交换到主、从SLC 的用户数据区后,SLC不区分数据的来源,都把它们当作本地数据处理。

DX机型控制系统中,TCU SLC就是主SLC,各PBSLC便是从SLC。这样TCU SLC就完成对发射机整体控制。

小结

通过对DX机型控制过程的了解,可以加深对发射机原理的掌握,提高维护能力,缩短处理故障的时间。以上是我的一点拙见,希望对大家有所帮助。