基于单片机的DX-600发射机冷却控制系统的研究与设计

1 引言DX-600发射机有纯风冷和水冷加风冷两种冷却方式，而我台采用的是水冷加风冷的冷却方式，每个功放单元都有各自的冷却系统，用于冷却电源系统和功放单元中的所有射频模块。冷却系统的循环水路可通过各个功放单元及整流器机柜。水冷系统的作用是将射频放大器和电源整流器的热量带走，并把热量耗散到外面的空气中。1.1现有系统分析 发射机冷却系统水冷部分采用两台水泵，4台冷凝器，2台板式换热器，膨胀水箱组成，原有控制方式为冷却PLC发出合水泵指令，到冷却控制盘，水泵和冷凝器工作。4台冷凝器和板式换热器需要根据情况进行倒换，4台冷凝器的内外循环需要人工根据温度的高低判断是否倒换，冷却系统膨胀水箱的水位如果过低，需要及时进行手动补水。流量，水压，水温等参数没有在上位机显示，没有状态异常自动告警，一些操作还需要值机员及时操作，记录工作状态。2 本系统设计目的基于51单片机的发射机冷却控制系统主要实现以下几个功能，4台冷凝器内外循环自动切换，膨胀水箱自动补水系统，4台冷凝器和2台板式换热器自动切换系统，水温，水压，流量，水位监测告警系统。所有监测和控制能够在控制小盒进行显示和自动或者手动控制，并实现远端上位机控制监测，实时记录冷却系统的工作情况，大大增加发射机的可靠性，减少了值机员的压力，完善了发射机自动化系统。3 系统组成

图1 系统框图

系统以89S51单片机为核心，通过各个温度，水压，流量，水位传感器接收数据，根据各个传感器来的数据当有异常时发送控制信号到直流电机和补水水泵，并配合告警电路发出告警。同时将各个参数送上位机，以及接收上位机送来的控制信号。3.1冷凝器内外循环及板换切换在本系统中要实现4台冷凝器内外循环自动切换以及板式换热器自动倒换，该功能通过DS18B20监测进出水温度，并将进出水温度时时显示在本地控制小盒。当出水温度低于10度时，单片机控制直流电机使冷凝器切换内循环，当出水温度达到20度时开启外循环，出水温高于30度时启动板式换热器工作，并发出动作告警。温度设定操作通过键盘电路完成。4台冷凝器内外循环切换采用单片机控制4台直流电机，由于单片机输出是TTL电平，故直流电机需要专门的驱动电路来驱动，这里采用L298N。当水温高于设定值时单片机发出切换指令，4台直流电机动作，进行内外循环切换。3.2自动补水系统冷却系统膨胀水箱的主要用途是为保持系统的管线压力始终处于12～20磅/平方英寸。当膨胀水箱水位过低时，系统实现自动补水，通过液位传感器对膨胀水箱的水位进行监测，当低于正常水位时，发出告警，单片机通过固态继电器控制补水水泵启动，进行自动补水，当水位达到正常水位时停止。3.3水压等监测告警本系统还对水压，水温，流量，水位进行监测显示告警，位于各个监测点的传感器来的4-20mA信号转换为0V-5V电压信号后，经过A/D转换送给单片机，然后送LED循环显示，当某一参数过限时，单片机给告警电路发出指令，告警电路发出告警。对这些参数进行监测告警能够极大避免因为日常巡视不及时而出现发射机停播事故，能够及时的发现隐患，增加发射机可靠性，减轻值机员的压力。3.4上位机远程通信单片机要与上位机通信，以充分发挥PC和单片机之间的功能互补，资源共享的优势。单片机与上位机通信采用RS－485接口芯片，远程通信一方面能够将冷却系统的运行状态时时传送给远程上位机，实现远端监控，另一方面能够实现上位机对于冷却系统的远程控制，并且可以进行远程/本地操作切换。4 系统功能分析

图2 系统结构

如图2所示，4台冷凝器/2台板式换热器用来把发射机出来的水冷却，冷凝器有内循环/外循环2种模式，本地控制小盒根据传感器来的出水温度，当出水温度低于10度时，单片机控制直流电机使冷凝器切换内循环，当出水温度达到20度时开启外循环，出水温高于30度时启动板式换热器工作。温度设定通过键盘电路来完成。膨胀水箱内的液位变送器将时时水位传送给单片机，如果水位低于低限，单片机发出指令经过固态继电器到补水水泵，水泵自动补水，当水位到正常水位时停止补水。单片机对水温，流量，水压，水位进行时时监测并本地时时显示，如果异常发出告警，本地控制小盒将时时监测数据上传上位机，自动化上位机也可以进行冷却系统的监测与控制，对于发射机整个自动化系统是一个很好的补充，有利于发射机冷却系统工作的稳定。5 结束语 该系统的研究和设计为发射机冷却控制系统提供了一种设计思路，对于本系统的研究设计对发射机冷却系统的稳定运行提供了强有力的保证，能够很好的补充发射机自动化运行系统，减轻了值机员的巡视压力，特别是对于冬防和度夏工作来说，保证了发射机在冬季和夏季能够稳定运行。本系统所采用的传感器均为稳定度好，精度高的产品，增加系统可靠性。该系统特别适应了机房有人留守，无人值班的工作模式，能够为发射机安全播音提供可靠保障。

参考文献

[1] 张毅刚．单片机原理及接口技术．第一版．北京：人民邮电出版社：2011：15-34[2] 郑峰，王巧芝，陈绘兵，王鼎媛 ．51单片机应用系统．第一版．北京：中国铁道出版社：2010：357-402[3] 李天德，刘可真．广播电视发送与传输维护手册-DX型大功率中波发射机．第一版．2000： 134-153[4] 林伸茂．8051单片机彻底研究基础篇．第一版．北京：人民邮电出版社：2004：55-105 作者：冯东亮联系电话：13673600260邮箱：feng483@163.com邮编：450100通信地址：河南省荥阳市国家广电总局554台 编辑：中国新闻技术工作者联合会