[发射台,天线,系统]PLC在发射台天线交换系统的设计与应用

PLC在发射台天线交换系统的设计与应用

摘要大功率短波广播发射台一般设有多部大功率短波发射机及多副大功率短波发射天线。为了使发射机能在不同的时间使用不同的频率对不同服务区进行广播，就必须有能把发射机灵活转接到不同天线上的天线交换系统。本文针对我台三个发射机房的十部发射机和十付发射天线交换控制系统，应用PLC可编程逻辑控制器为控制核心进行改造，使得全台天线资源得到充分利用，改造后的天线交换系统操作方法简单直观、维护方便，提高了天线使用率，减小了发射机停播时间。

关键词 PLC 短波发射机天线交换开关控制系统

Design and Application of PLC in the Transmitting

Station Antenna Switching System

LIAO Shide

（State Press and Publication Administration of Radio Qiliuyi Station， Yong'an，Fujian 366000）

Abstract Short wave radio transmitting power generally has multiple power shortwave transmitters and multiple vice power shortwave antenna. In order for the transmitter to be able to use different frequencies at different times for different broadcast service area， there must be flexible and be able to turn the transmitter to the antenna switching system on different antennas. In this paper，ten sets of three transmit transmitter for my room and pay ten transmitting antenna switching control system， PLC programmable logic controller application to control the core transformation， making the whole station antenna resources are fully utilized，after the transformation of the antenna switching system operation is simple and intuitive， easy to maintain and improve the utilization of the antenna， reducing the transmitter off the air time.

Key words PLC; shortwave transmitter; antenna switching switch; control system

0 引言

随着计算机信息技术的飞跃发展，原来大功率发射台天线交换控制系统已经告别了单纯的继电器控制，取而代之的是单片机和以PLC为核心的可编程逻辑控制器技术，同时也将过去的天线交换控制由室外切换改为室内切换。以我台而言，三个发射机房原都有独立的天线交换系统，由于发射机投产是不同年代，天线交换系统设备也就不统一，不在同一个起点;有的在室内切换、有的在室外切换，不适应信息化管理的需求。为此，我们利用PLC为核心的可编程逻辑控制器对原三个发射机房的十部发射机户内外天线控制系统进行了改造，增加了控制系统的软硬件设备设施及连接网络等;成功将三个发射机房的十数部发射机灵活转接到不同天线上。通过改造充分整合利用有效的发射天线资源，实现了发射机在不同时间使用不

同频率对不同服务区的实验广播，实现了不同机房的发射机之间及同一机房发射机之间的相互代播。

1 短波天线交换系统概述

大功率广播信号的传输方式分为平衡传输（双馈线传输）和不平衡传输（同轴馈线传输），中波广播信号一般采用不平衡的同轴馈线传输方式，短波广播信号一般采用平衡的双馈线传输方式。双馈线传输方式又分为带馈筒的屏蔽式平衡传输和不带馈筒的开放平衡传输，屏蔽式平衡传输一般用于室内，不带馈筒的开放平衡传输一般用于室外。屏蔽式平衡传输方式的传输效率高、故障率低、维护量小、相邻馈线间的干扰小。

目前，短波广播信号一般采用在平衡传输方式下进行切换，有室外切换和室内切换。由于天线交换系统是整个短波天线传输中的一个重要环节，该系统的传输质量的好坏直接影响到短波广播的传输效率和播出效果。它主要由交换单元和操作控制电路组成，交换单元的各个开关单元机械性能和可靠性是保证天线灵活、准确转换的关键，而各单元中传输的是高频大电流信号。因此，交换开关无论是机械特性，还是电气特性都有非常严格的要求，如果天线交换系统安装在室外切换，所属设备容易受到天气等气候条件的影响，故障率高、维护量大，现在都倾向于室内切换。室内短波天线交换系统随着传输技术的发展，具有传输效率高、运行稳定、故障率低特点，现以成为大功率中短波发射台的发展趋势。

2 原有短波天线交换系统存在的问题

为使发射机的输出功率尽可能多地传输到天线上，要求天线阻抗与传输馈线在工作频段上实现阻抗匹配，但天馈线系统的驻波比指标分别受天线、馈线、天馈线交换系统的状况影响，尤其是对多个机房、多部发射机、多付发射天线的天线交换系统来说各项技术指标有更高的要求。为此，选择了传输效率高、故障率低、维护量小、干扰小的屏蔽式平衡传输方式是首选;天线交换自动控制系统的核心控制器选用Allen-Bradley PLC可编程逻辑控制器。改造后三个机房10部发射机所属天线可实现天线交换开关的手动操作、电动控制和自动控制三种模式，三个机房天线频段相同可互相代播，备份机也可直接代播甲乙丙三个机房所有的发射机;三个机房根据运行时间表，实现对交换开关的自动控制;天线交换开关的路由由台运行管理系统实现，同时天线自动交换系统也保留路由计算功能;系统实现对天线工作状态的监测、监控，故障联锁、报警等功能;系统具有本地显示天线交换开关的状态及发射机高压状态以及手动/自动模式的显示;馈筒和开关部分任意通道的驻波比保持在1.15以下，保证发射机能够安全运行。

4 天线交换自动控制系统

天线交换自动控制系统，由上位控制计算机（下称上位机）、下位控制计算机（下称下位机）、控制柜，核心部件采用PLC可编程逻辑控制器及连接网络等组成。

4.1 PLC可编程逻辑控制器

根据国际电工委员会（IEC）在1985年的PLC标准草案中，对PLC作了如下定义：“是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用