石家庄国际机场二次雷达天线电机监控系统设计及功能实现

石家庄国际机场二次雷达天线电机监控系统设计及功能实现

前言

二次雷达的天线驱动系统是由交流驱动电机提供旋转动力的，电机经过变速齿轮箱减速为雷达天线提供低速运转，同时另一个交流油泵电机为变速齿轮箱提供足量润滑油保障变速齿轮箱的齿轮稳定运行。当天线驱动电机和油泵电机其中任何一个出现故障时，都将直接影响二次雷达系统的稳定运行，严重时甚至将直接导致台站关闭。

天线驱动电机和油泵电机的运行状态可以通过电机启动时的声音和电机表面温度来判断，即电机故障时可能会出现声音异常、表面温度升高等现象。另外当环境温度过高或过低、润滑油不足等情况出现时也会影响电机正常工作。

二次雷达天线电机监控系统在不影响雷达正常工作的情况下，实现对环境温度、电机温度、变速齿轮箱油位、电机或变速齿轮箱运转声音的检测、记录，当环境温度、电机温度超过工作温度时发出报警通知值班员。

一、监控系统设计方案

1.系统主要功能：

交流驱动电机、交流油泵电机、环境温度检测;在不损伤电机基础上，利用表面温度传感器直接感应电机表面温度，并转换为电压的模拟量传送到控制主机。

表面温度传感器是由温度电阻和变送器构成，当温度变化时温度电阻的阻值将发生线性变化，温度电阻的阻值变化转换为0—20mV的电压送入监控报警主机。

变速齿轮箱、交流驱动电机、交流油泵电机声音检测;在电机房安装高保真拾音器，当设备运转异常时，拾音器拾取的声音通过光端机、光缆送入音响，使值班人员可以及时听到设备的运转声音。

实时图像监视;在电机房安装一台高清摄像机，拾取设备运转状态、变速齿轮箱油位，设备漏油情况及整个电机房图象情况。

2.系统原理及框图：

温度温度传感器采集到的温度变化信号送到报警主机后通过光钎收发器、光缆传到值班室的控制电脑上记录和显示温度变化情况，摄像机采集的图象及拾音器采集的声音信号经光端机、光缆传送到值班室的硬盘录像机上记录和显示图象及声音。系统原理图如下：

图1 二次雷达电机监控系统原理图

图2 塔台及值班机房部分示意图

二、主要设备的功能及参数

1.瑞智先科C2881报警主机

模拟量输入可方便的设置电压或电流型探头，兼容各种模拟信号设备接入; R322/485通讯方式可选;

开关量报警输出;

可方便的查询和导出监控的数据记录;

2.查询工作站（联想R4900V）

CPU：E6600

内存：2G

硬盘驱动器：160G

3.索尼SSC—CB575R摄像机

650线高清图像

1/3英寸960H EXVIEW HAD CCD

焦距2.5mm

日夜功能转换

数字降噪

4.温度传感器

测量范围：温度-20℃～70℃，湿度0～100%rh

测量精度：温度±0.5在25℃时，湿度±3%rh在25℃时

5.快鱼拾音器

监听面积：10～50平方米

频率响应：20HZ～20KHZ

灵敏度：-35db

信噪比：75db

指向特性：全向性

处理电路：数字降噪，AGC声音

6.多功能光端机

传输1路视频信号、1路音频信号、1路电话信号

三、设备安装

为提高系统的防雷和抗干扰能力，信号采用光缆传输，光缆沿塔台电机房到值班机房原有桥架，敷设到值班机房的工作台地板下面，设并用尼龙扎带捆扎。

电机温度传感器分别安装于交流驱动电机、交流油泵电机外壳的工艺孔，环境温、湿度传感器安装与空调同一面墙上，减少空调的影响。

摄像机安装在于变速齿轮箱油位相对应的墙壁上，便于采集油位图像。

拾音器固定在距电机最近的墙壁上。

报警主机固定在塔台电机房墙壁上，光钎收发器、光端机安装在壁挂的控制箱内。

查询工作站、硬盘录像机安装在值班室的工作台上。

摄像机图像显示与查询工作站通过KVM切换，共用一台显示器。

安装示意图如图2所示。

四、系统接线规范

1.RS232端口连接

RS232接口用于连接电脑，和电脑通讯的接口。

RS232接口接线定义如图3所示。

2.开关量输入接口

开关量接口输入，可接烟感、红外、门磁、浸水检测、市电检测等开关量设备。

开关量输入接口接线定义如图4所示。

提示：开关信号（烟感、漏水检测、市电等）接入：DI1、Com1为一组;DI2、Com2为一组;不区分正负。

干接点信号、电平信号接入：DI1、Com1为一组;DI2、Com2为一组;DI接正，Com接负。

3.模拟量接口

模拟量接口输入，可接入温湿度探头，电压、电流互感器等设备，并可通过拨码开关设置其类型（电压/电流型）。

模拟量输入接口接线定义如图5所示。

拨码开关设置：

拨码开关拨至A时，设置对应的设备为电流型;拨码开关拨至V时，设置对应的设备为电压型。

4.输出端口

输出端口用于接开关量设备（如风机等），报警输出及485温湿度探头。

输出接口定义如下（图从左至右）：

序号端口标识功能说明描述

1-2 DO1 开关量1输出接开关量设备（如风机等），可实现远程控制

3-4 DO2 开关量2输出

5-6 DO3 开关量3输出

7-8 DO4 开关量4输出

9 ALARM（+、-）报警信号输出+（12V）接声光报警器

10 报警信号输出-（GND）

11 RS485（A、B）485通讯A 接485温湿度探头、电量变送器

12 485通讯B

13 12V 12V电源输出接485温湿度探头电源

14 GND 12V电源地

五、结束语

石家庄机场二次雷达是石家庄地区唯一的一部二次雷达，肩负着石家庄机场和京广航路的监视任务，伴随着京广航路的日益繁忙和石家庄机场航班量的快速增长，对石家庄机场二次雷达设备安全保障的要求也越来越高。天线驱动系统作为二次雷达系统的重要组成部分，它的稳定运行直接影响到雷达系统的可靠性。

在以往的设备保障中，二次雷达值班员对雷达塔设备间需要定期巡视，但是做不到24小时不间断的监控，本套系统经过研究论证阶段，安装阶段，目前系统已经安装完毕并进入到试运行阶段。经过2个星期的试运行，本套系统工作稳定，并良好的实现了设计目的。