摘要：本文闡述了發(fā)射機的控制原理，對相應(yīng)的五大控制過程進行了仿真分析，并介紹了實際應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：短波發(fā)射機控制原理五大控制過程仿真分析應(yīng)用

　　1引言

　　TSW2500型短波發(fā)射機控制系統(tǒng)仿真是針對發(fā)射機控制系統(tǒng)進行的動態(tài)模擬仿真，是將圖紙進行“化繁為簡的歸納整理+實際過程的模擬仿真”的整體化設(shè)計與歸納總結(jié)，進而分析控制系統(tǒng)的普遍規(guī)律和特殊性，把發(fā)射機控制過程分解成電源準備、升黑燈絲、升全燈絲、模塊充電和加高壓五大控制過程。然后，利用CircurtWizard仿真軟件對五大控制過程進行模擬仿真，實現(xiàn)對其中開關(guān)元件的開關(guān)控制、各元器件的激勵和響應(yīng)以及電流的有無、大小和方向的動態(tài)變化過程的仿真再現(xiàn)，直觀、形象、有規(guī)律地展示控制系統(tǒng)中的諸多細節(jié)，最終達到了系統(tǒng)化學(xué)習(xí)的目的，并在發(fā)射機房崗位培訓(xùn)和故障排查處理等方面得到了有效的應(yīng)用。

　　2發(fā)射機控制的基本原理

　　TSW2500型短波發(fā)射機控制系統(tǒng)主要是按照設(shè)定的時序和取樣反饋的信號值，經(jīng)過系統(tǒng)計算判斷后，對電子管各級上電、大電流設(shè)備冷卻系統(tǒng)、輔助設(shè)備用電以及發(fā)生故障自動保護等過程進行自動控制，從而保證發(fā)射機的正常播出。

　　系統(tǒng)按照設(shè)定的控制順序，把3.3V(或5V)的數(shù)字控制信號經(jīng)過觸發(fā)器和光電耦合器，轉(zhuǎn)換成直流24VDC的模擬量信號，送到控制輸出板A121和A122，控制輸出板再通過中間繼電器，輸出直流24VDC(交流220VAC)的控制電壓，控制下一級的中間繼電器(或接觸器)的吸合，從而使主用電設(shè)備(如燈絲調(diào)壓器、風(fēng)機、水泵、電子管各極供電等)投入正常工作，即實現(xiàn)小電壓(小電流)控制大電壓(大電流)的過程。

　　控制系統(tǒng)對各用電設(shè)備運行的電壓電流的模擬量和開關(guān)量進行取樣后，分別送到A161板、模擬取樣板，再送到中央控制系統(tǒng)，經(jīng)過計算、判斷和處理后，顯示相應(yīng)的工作狀態(tài)，并發(fā)出下一過程的控制信號;下一過程的控制信號，再通過光電耦合器送出24V的控制電壓，控制相應(yīng)的用電設(shè)備開始工作。

　　3發(fā)射機模擬仿真的五大控制過程

　　3.1動態(tài)模擬仿真分析步驟

　　對發(fā)射機控制系統(tǒng)進行動態(tài)模擬仿真分析，主要進行以下幾個步驟：分析歸納發(fā)射機控制過程和原理，按照發(fā)射機控制過程構(gòu)思仿真電路;在主界面放置仿真元器件，設(shè)置參數(shù)并合理布局;在仿真元器件旁，放置實際使用的器件圖片，達到互相對應(yīng)的效果;連接元器件，構(gòu)成電路回路;點擊仿真和相應(yīng)控制開關(guān)，觀察分析電路響應(yīng)過程，達到仿真的目的;利用仿真模型，進行崗位培訓(xùn)、故障處理、技改革新等方面的實際應(yīng)用。

　　3.2控制過程的模擬仿真

　　對發(fā)射機碎片化圖紙進行整理歸納、化繁為簡，從現(xiàn)存發(fā)射機全套圖紙中的設(shè)備控制邏輯、各元器件原理及其工作過程三個方面出發(fā)，設(shè)計發(fā)射機控制模擬仿真系統(tǒng)。發(fā)射機控制模擬仿真全景。該系統(tǒng)包含了發(fā)射機電源準備、升黑燈絲、升全燈絲、模塊充電和加高壓五大部分的運行狀態(tài)，模擬了發(fā)射機控制過程中，斷合空氣開關(guān)、斷合緊急按鈕、斷合門開關(guān)、斷合地線鉤和按鍵盤等操作，同時模擬了電流的有無、大小和流向以及得電設(shè)備(如繼電器、接觸器、水泵等)的響應(yīng)等。針對各部分在發(fā)生故障時相應(yīng)的控制和響應(yīng)過程，可以根據(jù)實際測量值，來模擬故障點的位置，并進行識別定位，準確快速地排除故障。

　　(1)電源準備過程仿真

　　按照電源準備的控制原理和元器件合理布局設(shè)計，其仿真過程，發(fā)射機在啟動控制系統(tǒng)前，必須要準備好24V、380V等電源，為控制系統(tǒng)和低壓用電設(shè)備供電。從中可以看到，只有380V和24V電池紅色線的部分是有電的，而其他綠色部分都沒有電。首先分析控制回路，24V電池只有在合上24VDC輸出開關(guān)F250后，空氣開關(guān)FS1、FS2、FS3才有輸入電源，合上FS1后，發(fā)射機控制得電、通過電源模塊同時得到5V，電池電壓檢測正常;合上FS2后，微處理器、打火檢測正常;合上FS3后，控制輸出板A121、A122和開關(guān)量檢測板A131、A132、A133得電。

　　即整個控制系統(tǒng)中的控制電源24V、5V都正常準備好;然后，復(fù)位PSM緊急按鈕K400和電控緊急按鈕K100，低壓電源輸入斷路器QS1為含有電磁機械控制的斷路器，只有在QS1的電磁控制端得到24V后，才能手動合上該斷路器;當(dāng)手動合上QS1后，發(fā)射機得到380V的低壓電源，使控制用的電源正常。

　　(2)升黑燈絲過程仿真

　　按照升黑燈絲的控制原理和元器件合理布局設(shè)計其仿真過程，在加黑燈絲、全燈絲等后面的幾個控制過程中，電壓、電流、溫度、風(fēng)水檢測等部分信號檢測并沒有全部演示出來，只用該過程信號正常來作為下一個過程的啟動條件。仿真過程主要演示了各個過程中各器件設(shè)備的響應(yīng)過程，實際控制中這些檢測信號必須正常，才能正常升起黑燈絲，此過程的具體仿真分析如下。當(dāng)準備好電源后，發(fā)射機系統(tǒng)采樣到復(fù)位信號正常、電池電壓正常、輸入斷路器正常、緊急按鈕正常的信號后。

　　此時，D觸發(fā)器IC1a檢測到幾個輸入信號正常后，就可以加黑燈絲了，點擊黑燈絲按鈕AUX21后，通過光電耦合器Q3送出模擬的控制電壓，使繼電器K101和K201的線包得電，形成通電回路而吸合;當(dāng)繼電器K101吸合，其常開接點閉合，導(dǎo)致接觸器KM30的線包通地，使其常開接點吸合，使處理器、A121、A122、燈絲調(diào)壓器、PSM控制、水導(dǎo)、寬放、調(diào)諧馬達等所有低壓用電設(shè)備得220V電源，此時各低壓設(shè)備開始正常運轉(zhuǎn)。

　　其次，繼電器K201吸合，同時使繼電器K73的常閉接點得到220V電，經(jīng)過KM56常閉接點、FR55常閉接點，再到接觸器KM55的線包，形成通電回路，從而使接觸器KM55常開接點吸合，低速水泵MT2開始運轉(zhuǎn);同時，當(dāng)繼電器K201吸合后，導(dǎo)致接觸器KM21的線包得電，形成通路而吸合，其常開接點吸合，使燈絲調(diào)壓器得電，這時根據(jù)其設(shè)定好的升燈絲電壓程序就開始升黑燈絲電壓了。可以在電路圖旁邊看到相對應(yīng)的實際器件圖，結(jié)合詳細的控制圖紙對照學(xué)習(xí)，如K101繼電器、K201繼電器、KM21接觸器、燈絲調(diào)壓器和熱跳繼電器等。

　　(3)升全燈絲過程仿真

　　按照升全燈絲的控制原理和元器件合理布局設(shè)計其仿真過程，此過程的具體仿真分析如下：當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到加黑燈絲正常后，則具備了加全燈絲電壓的條件，點擊全燈絲按鈕FIL61后，通過光電耦合器Q4送出模擬的控制電壓，使繼電器K205、K203、K202、K204的線包得電，形成通電回路而吸合;當(dāng)繼電器K205吸合后，其常開接點閉合，導(dǎo)致繼電器K73線包得電形成通電回路而吸合，接觸器KM55線包失電而釋放，即低速泵MT2停止運轉(zhuǎn)。

　　K73常開接點得到220V后，經(jīng)過接觸器KM55的常閉接點后，使接觸器KM56的線 包得電，形成通電回路而吸合，使電機的接線方式由低速轉(zhuǎn)換成高速接線方式;當(dāng)220V經(jīng)過接觸器KM56常開接點，到熱跳繼電器FR51常閉接點，再到接觸器KM51的線包，形成通電回路而吸合，則水泵MT1開始高速運轉(zhuǎn)。

　　繼電器K203吸合，使接觸器KM52的線包得電，形成通電回 路而吸合，低壓風(fēng)機開始運轉(zhuǎn);當(dāng)繼電器K202吸合，使接觸器KM53的線包得電，形成通電回路而吸合，高壓風(fēng)機開始運轉(zhuǎn);當(dāng)繼電器K204吸合，使繼電器K15的線包得電，形成通電回路而吸合，進而使接觸器K211、K221、K231、K241吸合，使4個冷凝器風(fēng)機開始運轉(zhuǎn)。如果點擊全燈絲FIL61按鈕后，各設(shè)備正常工作，系統(tǒng)檢測到風(fēng)、水、電等信號都正常，則開始升全燈絲電壓，若其中一個信號不正常，將無法升全燈絲，并且掉至黑燈絲狀態(tài)。

　　(4)模塊充電過程仿真

　　按照模塊充電的控制原理和元器件合理布局設(shè)計其仿真過程，此過程的具體仿真分析如下：從A132板送出的24V分別經(jīng)過緊急按鈕K400、電控緊急按鈕K100，再經(jīng)過一系列的地線鉤、門開關(guān)后，再到機保開關(guān)把24V送到K71和K72線包的一端。

　　先來模擬聯(lián)鎖信號，通過點擊鼠標，按照實際工作中的操作掛上所有地線鉤、關(guān)上門鎖、合上機保。如整流機箱的門K161和地線鉤K151、模塊機箱的門K51和地線鉤(K61、K62)、前1號2號3號門的地線鉤(K251、K251、K253)、后1號2號3號門的地線鉤(K254、K255、K256)、前1號2號3號門的門開關(guān)(K261、K261、K263)、后1號2號3號門(K264、K265、K266)的門開關(guān)，最后合上機保開關(guān)K401，把24V送到了K71和K73的線包一端，為充電和加高壓做準備;可以看到在每部分的地線鉤、門開關(guān)的后面都有信號取樣送到開關(guān)信號取樣板A132，進而送到控制系統(tǒng)，若有一個聯(lián)鎖信號不正常，即無法充電和加高壓。

　　按STBY83鍵后，控制系統(tǒng)通過光電耦合器Q7送出模擬的控制電壓，使繼電器K109的線包得電，形成通電回路而吸合;繼電器K109吸合后，把0V送到繼電器K71和K72線包的另一端，形成通電回路而吸合，K71 和K72常開點接通，為加高壓做準備;220V經(jīng)過K71常開接點后，送到高壓斷路器UVR1的線包形成回路，使其吸合，并給模塊充電。

　　(5)加高壓過程仿真

　　按照加高壓的控制原理和元器件合理布局設(shè)計其仿真過程，此過程的具體仿真分析如下：在滿足全燈絲、充電正常、緊急按鈕正常、輸入斷路器正常的條件后就可以加高壓了，點擊ON83按鈕后，在滿足天線聯(lián)鎖信號正常的情況下，系統(tǒng)經(jīng)光電耦合器Q1送出模擬的控制電壓，使繼電器K217的線包形成通電回路而吸合，用鼠標點擊K2體現(xiàn)充電不正常時，高壓無法正常加起的情況;繼電器K217吸合，220V經(jīng)過K72的常開點接到接觸器KM61的線包形成通電回路而吸合，開始加高前屏壓。

　　4推廣性研究與總結(jié)

　　目前，該仿真系統(tǒng)已經(jīng)在新入職人員與發(fā)射機房日常崗位培訓(xùn)中得到了多次應(yīng)用，真正解決了培訓(xùn)難的問題。利用該仿真系統(tǒng)，工作人員能快速掌握發(fā)射機的控制原理，達到了“一看就懂，一學(xué)就會”的效果。對于各個元件發(fā)生故障時的控制過程，系統(tǒng)故障預(yù)判性分析效果明顯，供電通路動態(tài)展示全面，提升了維護人員應(yīng)急處置能力和日常維護水平，解決了演練難的問題。該仿真系統(tǒng)使用便捷，操作快速，能可靠保證教學(xué)和使用效果。

　　同時不產(chǎn)生元件損耗，節(jié)約了大量人力與財力。本系統(tǒng)仿真發(fā)射機在加高壓過程中的各個過程，使其與發(fā)射機實際控制電路中的工作原理、線路、主要設(shè)備相對應(yīng)，將碎片化理論圖紙轉(zhuǎn)化成一個系統(tǒng)性仿真模型，從發(fā)射機的設(shè) 計思路與工作原理出發(fā)，直觀形象且有規(guī)律地展示了控制系統(tǒng)中的諸多細節(jié)，彌補了靜態(tài)模型學(xué)習(xí)不夠真實直觀的缺陷，轉(zhuǎn)化為動態(tài)過程仿真。相比常見電路仿真軟件，增加了供電通路中元器件受控過程與電流變化趨勢的功能，實現(xiàn)了元器件控制和受控過程的反復(fù)學(xué)習(xí)，利于快速理解整機的設(shè)計理念。

　　綜上，該模擬仿真系統(tǒng)操作簡單，使用安全可靠，既能使培訓(xùn)更加高效，節(jié)省了人力物力;又能使故障演練脫離實際發(fā)射機，保障了播音安全，且無高電壓和大電流，保障了人身安全。該系統(tǒng)具有很強的綜合利用性和社會效益。

　　作者：呂連燦