发射机保护系统监控平台的设计与实现

吴黎明 国家新闻出版广电总局八三一台

【文章摘要】

本文讨论的是TBH522 型150kW 短波发射机保护系统监控平台的设计，本系统不仅主要监控发射机的各级电流和电压数据，更增加了辅助系统的技术数据的监控，如水泵和气泵等，并且依据数据大小，系统能够有效进行判断，并自动发出提示。

【关键词】

保护系统；牛顿模块；监控

1 系统建设背景

TBH522 型150kW 短波发射机作为无线局的主力机型之一，在安全播出中发挥了重要作用。在实际运行过程中，发射机运行较为稳定，本文主要讨论的是改善发射机的保护系统，使发射机的稳定性将会进一步提升。

现有的保护系统中，发射机的保护信号有：高前打火、高前管打火、高末打火、高末帘栅打火和T 网络打火；高前帘栅流、高前板流、高末帘栅流、高末板流、驻波比稍大和驻波比过大、过耗；风接点和水接点信号。目前，发射机只针对高前板流、高前帘栅流、高末帘栅流和高末板流等四个电流值进行保护，一旦出现高前板流或高前帘栅流过大的情况，发射机保护系统就断开高前；出现高末帘栅流和高末板流过大的情况，发射机保护系统就断开高末。上述的电流保护措施是非常必要的，然而，这样的保护措施还是不够的。没有对水泵和气泵等辅助设备进行监测，一旦风机等设备出现三相不平衡等异态，我们就无法检测。因此，如果能够监测这些电流值，我们就很容易做出判断。

2 系统总体架构

发射机保护系统监控平台设计了服务器端和客户端软件，服务器端通过接口转换模块7520 访问牛顿模块7017，各模拟量通过滤波器连接到牛顿模块7017 各个端口。客户端通过服务器端获取相应信息。

发射机保护系统监控平台主要由28 个牛顿模块I-7017、牛顿模块I-7520、28 块滤波板、一台本地服务器等硬件构成。如图1 所示。

（1）信号处理电路：在采集模块的前端加装具有滤波、限流和稳压功能的小板进行信号处理：稳压的作用是当输入信号发生突变时能保护采集模块的安全，牛顿模块端口输入电压不能大于24V，该稳压二极管的稳压值在12v 左右，有足够的安全范围；限流的作用是因为目前的采集方式下，如果模块损坏后，会将输入的模拟量短路，造成电控小盒内所需的正常模拟量也被短路，就不能进行正常的控制操作，增加此电阻后，模块的损坏不会影响到电控小盒的正常功能，模块功能正常时，其输入阻抗足够大（高达20MΩ），因此限流电阻不会影响采样值。

（2）模拟量采集模块

本系统模拟量采集使用的牛顿模块I-7017。该模块安全性高，模块自带双看门狗，保障系统安全。通用性好，内置鸿格专利自适应芯片，方便组网连接。快速组网，仅需要两根通讯信号线就可以建立起一个多点的分布式RS-485 网络。

该模块具有如下特点：

●通道：8 路差动或6 路差动+2 路单端（跳线选择）；

●分辨率：16 位；

●输入类型：mV，V，mA（接125Ω 外电阻）；

●精度：0.1% ；

●输入阻抗：20MΩ ；

●过电压保护：35V ；

（3）接口转换模块

接口转换模块使用的是牛顿模块I-7520。

7520 的简单技术参数如下：

●输出：RS-232 协议；

●输入：RS-485 协议；

●速率：300-115200bps，自动识别；

●隔离电压：3000Vdc，保护在RS- 485 端；

●传输距离：1200m 或256 个模块。

7520 模块在这里主要用于连接上位机和采集牛顿模块7017，起到RS-485 协议和RS-232 协议之间的转换作用，并进行正常通信。

3 系统工作原理

发射机保护系统监控平台的数据采集过程：远程控制台通过网络访问本地一体化机，一体化机通过串口读取牛顿模块各端口的数值。

发射机保护系统监控平台是由软件分析采集的数据，根据结果自动做出判断，并提前预警。现有的150kW 发射机采集的数据量很少，仅限于高前级和高末级的有关电流电压等数据，监控的范围很小，很多设备没有监控，比如风机和水泵等设备。在当前，我们只能通过巡视来查看设备是否正常，而实际上，巡视中获取的信息是有限的，只能通过设备是否振动等获知设备的工作状态。还有，相比较而言，巡视所占的时间很短，不超过百分之一，大部分时间都处在非巡视时间，那么这段时间内设备的运行状况就处于无人看管的状态。发射机保护系统监控平台的作用之一就是可以实时监控电流来确定设备的工作状态，并且根据设备的运行状态提前进行预警，比如电机三相电流不平衡，可以提前警告，做到防患于未然，而不必等到巡视或者故障发生之后才发现。

发射机保护系统监控平台的作用之二就是可以根据表值变化判断发射机是否正常，及时自动发出告警信号，从而有效降低值班监控人员的工作压力。比如可以设定正常工作时的板压、板流等范围，如果采集的数据超过这个范围，就发出发射机异态信号，从而提醒值班监控人员进行相应操作。例如，一般情况下，150kW 发射机的末极栅流处于0.5A 到1.0A 之间， 如果末极栅流小于0.5A，系统提示末极栅流太小，需要增加末极栅流，值班监控人员根据表值进行调整。对值班监控人员来说，不需要查看每一个表值，只需查看监控平台是否有告警指示即可，极大提高工作效率。

4 总结

发射机保护系统监控平台不仅采集了150kW 发射机的各级电流和电压数据， 同时也采集了发射机辅助系统的电流数据，根据数值变化，软件可以自动判断发射机的工作状态，如果出现异常，能够自动判断并发出提示，有效保障发射机系统稳定运行，为发射机的检修维护提供可靠的参数，和原保护系统相比，扩大了保护的范围和类型，并且能够提前进行预警，提高保障级别。

【参考文献】

[1] 鸿格模块说明书。

图1 硬件系统架构图069

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