400kW中波发射机单/并机切换系统设计与实现
万学军
（国家广电总局953台）
[摘 要] 本文简单介绍了DX发射机工作原理，详细描述了DX-400中波发射机单/并机切换系统的设计思路及改造方法，对同型号的DX-400发射机来讲，有较强的推广价值，对于DX-600发射机（N-2模式）单机维持播出，具有借鉴意义。
[关键词] DX-400发射机 N-1方式 MMI PLC 切换
1 前言 我台发射机是在美国Harris公司生产的DX-600水冷式数字调幅中波发射机的基础上，拆除一个PB-200单元，外加一只并机/单机切换控制开关组成的DX-400改型机，属于非制式机型，正常播出为N-1方式（并机）。在播出过程中，任一个PB-200单元出现故障，DX-600并机网络无法实现N-2（单机）自动切换功能，需要值机员手动倒单机应急操作，由于操作的繁琐性，极易出现操作失误，延长停播时间。而TCU(发射机控制单元)柜是整部发射机控制核心，一旦出现故障将造成重大停播事故。据统计：PB-200（单机）故障和TCU机柜出现故障的几率高达到80%以上。 针对发射机存在的问题，经过广泛技术论证，决定设计研发DX-400发射机单/并机自动切换系统： 1.改造并机网络，将DX-600并机网络改造成DX-400并机网络，为DX-400发射机N-1切换系统提供硬件支持。 2.按照改造后的DX-400并机网络，设计MMI（人机接口）监控画面，对MMI及PLC（可编程逻辑控制器）重新编程。
2 DX-400中波发射机机工作原理 DX-400发射机控制系统可分为三个部分： TCU（发射机控制单元），CCU（功率合成器控制单元），PB-200控制单元。 工作原理：两路三相10kV高压通过真空断路器送到10kV/205V 500kVA整流变压器，输出三相205V分别送到PB1、PB2单元整流机柜中，经过整流机柜输出的+250V功放电压、+125V二进制功放电压、+125V驱动级电压、380V风机电源送到功放单元中，提供射频工作和冷却系统工作的电压。从低压盘送来3相380V送到低压电源端子板上分出220V与380V，分别给PB1、PB2、TCU机柜、变频器、并机/单机切换、系统提供电源。PB1、PB2单元相当于两部单机，分别有低、中、高三个功率等级，即50kW、100kW、200kW，它们的射频输出分别通过DX-600并机网络中辅助射频接触器K1、K2（在线或测试）可以送到模式射频接触器K10、K20（在线或离线）上或测试负载п2网络上，R1、R2、R3为阻隔负载电阻，每组阻隔负载有36根3kW、1440Ω电阻并联成42Ω，N10、N20、N30网络为实现DX-600并机网络N-0到N-1方式切换设计的，作为DX-400中波发射机，只能是N-1（两并机）方式，这样N30、R3是没有用的，п1网络用伺服控制系统进行调谐，即可以N-0（三并机）或N-1（两并机）方式调谐，对于DX-400发射机（N-1），输入阻抗为84Ω，输出阻抗为75Ω，这样伺服控制系统实际上是没有用的。TCU机柜为两个PB单元提供同频、同相、同幅的音频、射频信号源、控制指令，对主合成器中射频接触器、伺服电容网络进行切换和控制。 TCU为多个PB-200单元提供同频、同相、同幅的音频、射频信号源、控制指令，对主合成器中射频接触器、伺服电容网络进行切换和控制，每个PB-200单元是一个单机播出系统，可以独立进行本地控制。
3 DX-400中波发射机单/并机切换系统改造 DX-400中波发射机单/并机切换系统的设计与实现总体改造思路如下： l 设计研发DX-400并机网络硬件切换部分，从硬件上满足单/并机切换系统。 l 更新MMI、对MMI及PLC重新编程。
3.1 设计改造DX-400并机网络硬件切换部分 DX-400发射机继承了DX-600发射机的功能，虽然没有第三个PB-200单元，但是发射机模式控制仍为3个PB-200的界面，并机网络也为三并机网络， 为实现DX-400发射机单/并机网络N-1（单/并机）自动切换，要对射频开关的控制系统进行彻底的改造，使射频开关的控制系统与PLC和MMI进行有效地连接和通讯。 图2和图3分别为改造前和改造后的并机网络框图。 表1 改造前DX-600并机网络组合方式
| 序号 | 输出 | 在线 | 离线 | 测试 | 并机 | 单机 |
| 1 | PB1、PB2 | K1、K2、K3、K10、K20 | K30 | 无 | KA | -- |
| 2 | PB1 | K2、K3、K10、K20、K30 | 无 | K1 | -- | KA |
| 3 | PB2 | K1、K3 K10、K20、K30 | 无 | K2 | -- | KA |
表2 改进后DX-400并机网络组合方式
| 序号 | 输出 | 在线 | 测试 | 并机 | 单机 |
| 1 | PB1、PB2 | K1、K2 | 无 | KA | -- |
| 2 | PB1 | K2 | K1 | -- | KA |
| 3 | PB2 | K1 | K2 | -- | KA |
通过图2与图3以及表1与表2 的对比，原DX-600并机网络使用7只射频开关，而改造后DX-400并机网络只保留3只射频开关，且拆除伺服控制系统，减少检修工作量及维护成本，降低冗余器件带来的故障风险。 3.1.1 搭建外加射频开关KA控制及状态监测通路 为搭建外加射频开关KA控制及状态监测通路，去掉合成器中K10、K20、K30 、K3射频开关，利用拆除的控制开关控制及监测通路，将外加射频开关KA的控制及状态监测通路引入PLC，增加外加射频开关KA过流复位和弧光保护，实现模式的整体控制，确定了外加射频开关改造方案，图4所示外加射频开关KA改造原理图，表3 所示外加射频开关KA与有关电路对应参数表。 表3 外加射频开关KA与有关电路对应参数表
| 名称 序号 | 外加射频开关KA | 有关电路 | CCU接口板 | ||
| 1 | 并机-CRL | J1-4 （L） | 模式驱动 K20 OFF AIR-CRL | L | J20-1（L） |
| 2 | 单机-CRL | J1-3 （L） | 模式驱动 K30 OFF AIR-CRL | L | J30-1（L） |
| 3 | 并机-POS | J1-8（L） | 辅助接触器K3 AIR-POS | L | J30-7（L） |
| 4 | 单机-POS | J1-10 （L） | 辅助接触器K3 TEST-POS | L | J30-8（L） |
| 5 | OC RESET | J1-15 （L） | 辅助接触器驱动 K3 TEST-CRL | L | J12-20（L） |
| 6 | OC FLT | J1-12 （L） | 模式接触器K30 ON AIR-POS | L | J30-2（L） |
| 7 | ARC FLT | J1-13 （L） | 模式接触器K20 ON AIR-POS | L | J20-2（L） |
| 8 | +24V | J1-14 | 上部风量检测板（B+）继电器 |
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|
3.2 更新MMI、对MMI及PLC重新编程。 根据改造后的DX-400并机网络及单/并机切换控制功能需要，以单机故障时给出的关机保护信号和阻隔零点的大小作为倒单机的参考条件编制控制程序；用图形编辑器，重新设计绘制部分MMI菜单界面。图5、图6、图7分别是与倒机相关的MMI菜单比较图。 主菜单修改：将PB3单元、伺服相关的无用控制选项及显示框去掉。例如：在“POWER BLOCK CONTROL”栏中将PB3删除，将整个“SERVO CONTROL”栏也去掉。增加 “OPERATION”栏，用于显示发射机运行图，具体如上图右侧。 合成器模式控制菜单主要是将与PB3相关的显示或控制选项去除，并将“MODE”栏原有的PB1-3每个单元的“ON AIR”\“OFF AIR”模式 改为“MODE SELECT”栏的“PB1+PB2 AIR”\“PB1 AIR”\“PB2 AIR”三种模式，这样修改避免每个PB单元都得选择“ON AIR”\“OFF AIR”的繁琐，精简操作步骤，直接选择哪个PB单元或并机播出，快捷、高效。 合成器状态菜单的修改主要是去除了“SERVO POSITION”\“TEST LOAD”栏并增加了“EXT SW”栏，也就是“外加射频开关”栏，外加RF开关是改造后发射机的关键器件，对它的监控与状态显示是必要的。
4 结束语 DX-400发射机单/并机切换系统改造成功后，运行至今，单个PB单元和主用TCU柜曾出现过几次致命故障，单/并机切换系统均能及时切换，恢复播出；DX-400发射机单/并机切换系统改造中添加组件比较少，大大节约改造费用，可以说即经济又实用，对同型号的DX-400发射机来讲，有较强的推广价值，对于DX-600发射机（N-2模式）单机维持播出，具有借鉴意义。
参考文献： 1.ALLEN-BRADLEY．SLC500 AND MICROLOGIX1000指令集参考手册[M]．ALLEN-BRADLEY 公司内部资料 2005 2. 宋青春．触摸屏应用实例[M]．电子工业出版社, 2006 3.廖常初主编 PLC应用技术问答 机械工业出版版 2006.1 4.《发射台站安全传输发射自动控制技术平台技术规范》 5.中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T 225-2007《中、短波调幅广播发射机技术要求和测量方法》
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