基于A(yíng)RM的150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于A(yíng)RM的短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]原有的150kW短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)都是使用工控一體化計(jì)算機(jī)完成對(duì)電控邏輯及指示裝置、過(guò)荷保護(hù)及指示裝置、自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)采用的操作系統(tǒng)是Windows XP系統(tǒng)，在聯(lián)網(wǎng)的情況下極易受到病毒木馬的攻擊，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定、不可靠。
[0003]對(duì)運(yùn)行圖的實(shí)時(shí)處理過(guò)程不夠靈活，無(wú)法滿(mǎn)足臺(tái)站的各種臨時(shí)性播音任務(wù)要求。
[0004]隨著設(shè)備軟硬件系統(tǒng)的老化，原有的150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)落后，該系統(tǒng)崩潰退出的次數(shù)越來(lái)越頻繁，老舊系統(tǒng)的運(yùn)維成本也逐漸增高，因此，150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的升級(jí)優(yōu)化工作已顯得十分迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于A(yíng)RM的嵌入式短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)150kW短波發(fā)射機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的工作模式切換、運(yùn)行時(shí)間表管理、控制開(kāi)關(guān)機(jī)、自動(dòng)倒頻、調(diào)諧、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、抄表、自動(dòng)校時(shí)、工作日志管理、數(shù)據(jù)查詢(xún)和存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制等功能。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案其特點(diǎn)是，以ARM嵌入式核心板為本自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心，將ARM嵌入式核心板、VGA轉(zhuǎn)換板、音頻功放、喇叭、DC-DC電源安裝在19寸工業(yè)觸摸屏內(nèi)部，成為嵌入式一體化機(jī)，運(yùn)行嵌入式Linux操作系統(tǒng)，通過(guò)QT圖形用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)開(kāi)機(jī)、自動(dòng)倒頻、自動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)檢測(cè)等操作，達(dá)到150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制的技術(shù)要求，每部150kW短波發(fā)射機(jī)上都安裝有一套本控制系統(tǒng)。
[0007]150kff短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是通過(guò)4個(gè)RS232串口分別與發(fā)射機(jī)電控邏輯及指示裝置、過(guò)荷保護(hù)及指示裝置、發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)和發(fā)射機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等4個(gè)設(shè)備連接通信；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)通信。
[0008]所述的電控邏輯及指示裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)各級(jí)的冷卻、燈絲、低壓、偏壓、高壓和功率等開(kāi)關(guān)機(jī)全過(guò)程的自動(dòng)化控制，對(duì)所有控制操作過(guò)程進(jìn)行跟蹤記錄并制作日志和報(bào)表。
[0009]所述的過(guò)荷保護(hù)及指示裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)在開(kāi)機(jī)和運(yùn)行過(guò)程中各級(jí)電壓電流的發(fā)生過(guò)荷信號(hào)或打火信號(hào)進(jìn)行保護(hù)，對(duì)所有發(fā)生的過(guò)荷過(guò)程和故障順序進(jìn)行跟蹤記錄并制作日志和報(bào)表。
[0010]所述的發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)工作頻率的自動(dòng)換頻；高前級(jí)、末級(jí)以及輸出回路的自動(dòng)調(diào)諧和自動(dòng)調(diào)配的控制，對(duì)所工作的頻率和電機(jī)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤和上傳指示。
[0011]所述的發(fā)射機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)發(fā)射機(jī)各級(jí)電壓、電流的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤采集，在對(duì)所有采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和判斷的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)和建立發(fā)射機(jī)的故障診斷系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程維護(hù)和定時(shí)檢修提供依據(jù)。
[0012]所述的機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)接收發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)采集的發(fā)射機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)，向本控制系統(tǒng)發(fā)送帶周期的運(yùn)行時(shí)間表，對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0013]本控制系統(tǒng)通過(guò)Socket通信技術(shù)，接收機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的帶周期的運(yùn)行時(shí)間表，并向機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)回復(fù)運(yùn)行時(shí)間表接收確認(rèn)，在自動(dòng)模式下，按運(yùn)行時(shí)間表規(guī)定的時(shí)間順序控制電控邏輯及指示裝置完成發(fā)射機(jī)的開(kāi)、關(guān)機(jī)流程；控制發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)倒頻、對(duì)發(fā)射機(jī)8路可調(diào)諧元件進(jìn)行預(yù)置，使短波發(fā)射機(jī)高前級(jí)回路電容器、高末級(jí)調(diào)諧電容、高末級(jí)調(diào)載電容細(xì)調(diào)到短波發(fā)射機(jī)的諧振點(diǎn)；控制過(guò)荷保護(hù)及指示裝置對(duì)發(fā)射機(jī)功率的切換；通過(guò)串口接收電控邏輯及指示裝置、過(guò)荷保護(hù)及指示裝置、發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上傳的發(fā)射機(jī)開(kāi)關(guān)量、模擬量數(shù)據(jù)，通過(guò)Socket方式將發(fā)射機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的開(kāi)關(guān)量、模擬量等數(shù)據(jù)上傳至機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)射機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，向機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)上傳故障信息和故障原因。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明基于A(yíng)RM的短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為本發(fā)明150kW短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3為本發(fā)明150kW短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1為基于A(yíng)RM的短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖，包括ARM核心板、VAG板、功放板、喇機(jī)、DCDC電源，19寸觸摸屏。其中ARM嵌入式核心板所使用的ARM多核微處理器，目前主頻已提升到2GHz，性能不斷提升，集成了 CPU高性能圖形引擎，流暢運(yùn)行嵌入式Linux操作系統(tǒng)。核心板接口資源豐富，有4個(gè)串口、2個(gè)USB接口、SD卡接口、IXD顯示接口、100M標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口接口、30pin GP1接口，音頻接口、支持四線(xiàn)電阻觸摸屏。ARM核心板通過(guò)VGA轉(zhuǎn)換板將LCD信號(hào)轉(zhuǎn)換成為VGA視頻信號(hào)，通過(guò)觸摸屏控制板實(shí)現(xiàn)觸摸屏的控制，通過(guò)音頻功放板驅(qū)動(dòng)兩側(cè)的喇叭，通過(guò)12V轉(zhuǎn)5V的DC-DC電源供電，組成為嵌入式一體化機(jī)。
[0018]本控制系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)如圖2所示。150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過(guò)串口分別與發(fā)射機(jī)電控邏輯及指示裝置、過(guò)荷保護(hù)及指示裝置、發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)和發(fā)射機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的自動(dòng)控制及狀態(tài)監(jiān)控；另外，本系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)與機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行交互，接收機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的帶周期的運(yùn)行時(shí)間表及發(fā)射機(jī)控制指令，并將發(fā)射機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)信息上報(bào)給機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。
[0019]如圖3所示，本控制系統(tǒng)應(yīng)用程序主要包括發(fā)射機(jī)控制和系統(tǒng)管理功能。發(fā)射機(jī)控制包括工作模式切換，運(yùn)行時(shí)間表的管理，開(kāi)、關(guān)機(jī)控制，倒頻、調(diào)諧，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，故障報(bào)警。系統(tǒng)管理包括系統(tǒng)配置，日志管理，用戶(hù)管理，自動(dòng)校時(shí)。
[0020]本控制系統(tǒng)的工作模式包括手動(dòng)、自動(dòng)、半自動(dòng)、檢修四種控制模式，操作人員通過(guò)發(fā)射機(jī)上模式開(kāi)關(guān)切換手動(dòng)、自動(dòng)、檢修模式，在手動(dòng)模式與自動(dòng)模式切換時(shí)，發(fā)射機(jī)原有狀態(tài)保持不變。在手動(dòng)模式下，操作人員通過(guò)對(duì)電控邏輯及指示裝置、自動(dòng)調(diào)諧控制系統(tǒng)及過(guò)荷保護(hù)及指示裝置的面板手動(dòng)操作完成對(duì)發(fā)射機(jī)的控制，此時(shí)可通過(guò)人機(jī)界面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，但人機(jī)界面不起任何控制作用。自動(dòng)模式是本系統(tǒng)默認(rèn)的工作模式，自動(dòng)模式下，手動(dòng)操作被屏蔽，發(fā)射機(jī)可獨(dú)立自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)須任何操作，系統(tǒng)按周期運(yùn)行時(shí)間表進(jìn)行自動(dòng)控制，并對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在半自動(dòng)模式下，操作人員可通過(guò)系統(tǒng)的人機(jī)界面仿真發(fā)射機(jī)面板上的各項(xiàng)操作對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行控制。在檢修模式下，系統(tǒng)不接收帶周期的運(yùn)行時(shí)間表，僅監(jiān)測(cè)并向機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)上傳發(fā)射機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0021]運(yùn)行時(shí)間表管理，是指在除發(fā)射機(jī)檢修工作模式以外，本系統(tǒng)都能通過(guò)此項(xiàng)功能用Socket方式接受機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的運(yùn)行時(shí)間表，自動(dòng)更新本系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間表，向機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)反饋運(yùn)行時(shí)間表確認(rèn)信息。通過(guò)人機(jī)界面查看運(yùn)行圖中的數(shù)據(jù)，編輯、處理和保存運(yùn)行圖信息。在自動(dòng)模式下，系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行時(shí)間表，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)，自動(dòng)倒頻，自動(dòng)播音等所有控制功能。當(dāng)運(yùn)行時(shí)間表更新時(shí)，新時(shí)間表取代舊時(shí)間表，會(huì)出現(xiàn)多種情況，例如當(dāng)前時(shí)刻處于舊時(shí)間表的空閑時(shí)段，發(fā)射機(jī)為關(guān)機(jī)狀態(tài)，而處于新時(shí)間表的播音時(shí)間段當(dāng)中，此時(shí)則需要緊急開(kāi)機(jī)、倒頻、調(diào)諧按新的時(shí)間表執(zhí)行操作，因此在運(yùn)行時(shí)間表更新時(shí)，需要對(duì)新舊運(yùn)行時(shí)間表的狀態(tài)進(jìn)行判斷，特殊處理。
[0022]開(kāi)、關(guān)機(jī)控制，在自動(dòng)模式下，系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行時(shí)間表，在播音前I小時(shí)，向電控邏輯及指示裝置發(fā)送開(kāi)機(jī)命令合預(yù)熱燈絲，在播音前25分鐘合高壓、并向自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)發(fā)送命令進(jìn)行倒頻、調(diào)諧。當(dāng)兩條相鄰播音間隔超過(guò)2小時(shí)時(shí)，發(fā)射機(jī)將在播音結(jié)束后按關(guān)機(jī)順序自動(dòng)關(guān)機(jī)。
[0023]倒頻、自動(dòng)調(diào)諧功能，系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行時(shí)間表的時(shí)間，在播音前25分鐘判斷發(fā)射機(jī)前一次播音與當(dāng)前發(fā)射機(jī)要開(kāi)的載波頻率是否一致，如不一致則控制激勵(lì)器輸出需要的載波頻率進(jìn)行倒頻。然后封鎖音頻信號(hào)，向自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)發(fā)送命令，對(duì)發(fā)射機(jī)高頻放大前級(jí)諧振回路進(jìn)行調(diào)諧，對(duì)高頻放大末級(jí)諧振回路進(jìn)行調(diào)諧和調(diào)載，并對(duì)激勵(lì)器的激勵(lì)電平進(jìn)行自動(dòng)控制。調(diào)諧完成后，系統(tǒng)向過(guò)荷保護(hù)及指示裝置發(fā)送命令，對(duì)功率進(jìn)行切換。