TSW2500型500KW发射机主控系统控制体系分析与应用

【摘要】本文就对TSW2500型500KW发射机主控系统的，远程发射系统的原理、模式、和运行机制等进行详细的说明和叙述，同时全面分析控制体系，旨在帮助系统的正常运行应用和维修保养工作提供指导。

【关键词】发射机远程控制;控制体系;TSW2500型500KW发射机主控系统

TSW2500型500KW发射机主控系统是瑞士Thales公司生产的非常先进的发射控制系统，型号为SrstionMasterplusⅡ。该控制系统能够在非常强的电磁干扰情况下对大功率的发动机实现远程控制，大大提升了现代化电台的自动化水平。整个系统利用以太网技术实现了整个电台的设备连接在一起的情况，通过中央控制室的主控计算机来实行三层控制体系，把所有的技术设备均进行监控，从而使整个控制体系更加稳定。

一、TSW2500型500KW发射机控制体系

发射机主控系统若从控制体系上划分主要包括两个部分：其一是中控机房的主备机控系统，其二是远程控制结构。TSW2500型500KW发射机远程控制结构主要包括：主控计算机、各个发射机房发射极、电力监视系统的数据传递、分发、响应，和天线矩阵控制系统，该设备能够实现用户和设备之间的交互，从而完成对于发射机的操控和实时状态信息回传任务。为了增加整个控制系统的可靠性和安全性，是中控机房主备机控制的设计初衷。

1.远程控制结构

图1 控制结构

图1所显示的控制系统是比较经典的控制系统的原型模型，而TSW2500型500KW发射机远程控制结构的控制原理也是基于对显示曾、处理层、通讯层三层的原理进行设计。

（1）各种单独的设备接口：传感器和执行机构（“Process”）

在Process层。远程终端设备的任务就是将各种设备数据进行翻译，能够通过通讯层和控制系统实现通讯。完整的远程终端设备包括完整的处理器和具有输出和输入功能的PLC，它的功能主要包括三个方面：

1）所有和通讯协议相关的传感器信号均可进行翻译么;

2）将受到的信息会对照网络信息地址，进行翻译然后转化成为稍简单的控制命令;

3）能够将输入和输出信号进行预先处理，从而降低主控计算机的载荷负担。这种设计能够将不同的生产厂家设备整合到Process层，能够将不同型号的发射机、消防、天线、监视、电力管理系统均能够进行整合，从而达到增加整个系统的灵活性的目的。控制系统的模块化架构将会更加清晰，更方便去升级和维护。

（2）数据通信：所有网络设备和子系统之间、点对点连接单独设备的传感器之间的数据流

通过厂商提供的设备型号通讯协议以及通讯构架，能够实现多种网络设备分别直接进行连接的情况，而各个设备的驱动能够使整个控制系统能了解到更多更详细的网络协议。因此对于控制软件来说通讯协议的种类不是最重要的，甚至可以说不是重要的，各个通讯设备在进行各自的驱动程序加载时，实现通讯的过程中可以采用同样的通讯协议，也因此该系统便能够很好的整合第三方设备。

（3）计算机将整个发射台进行控制，同时会将重要的设备数据进行显示，进而应用这些数据

根据系统的控制规范，这种控制系统能够将各种智能系统的功能和自动控制系统均进行整合。

2.中控机房主控计算机控制结构

中控机房主控计算机不但能够将整个发射机控制系统的指令进行发起，同时还能够对于各机房的电力、发射状态、天线矩阵等进行检测，所以他就是整个控制系统的核心所在，因此它的安全性也是关乎整个系统是否能够正常运行的保证。主控计算机采取了在线式主备机互为热备的设计结构，增加了核心计算机的安全性。

（1）主控计算机热备份

中控机房的主控制系统是两台工业计算机SCADA2和SCADA1互为热备份，显示器、输入设备切换器、PLC编程控制器、控制板等构成。

图2 热备份原理框图

图2所显示的原理框图是指，在正常工作过程中，这两台计算机会同时运行，如果在运行的过程中主计算机发生状况出现错误，那么PLC便立刻回切换出键盘和鼠标再加上网络命令，将所有的设备均切换到之前备份的计算机内，因此可以正常运行。热备份系统功能如下：

①不断将备份计算机的系统文件和日志文件进行升级，保证在进行切换时没有任何数据缺失;

②持续监视主运行图，如果系统在运行的过程中出现崩溃，那么将会立刻进行重新启动;

③在数据通讯进程中监视Dbcenter是否异常，若出现错误则应该立即进行切换;

④如果计算机在正常工作中出现错误，则能够立刻进行切换;

⑤系统进行重启之后所有的控制模块也会随着重新启动;

⑥若主计算机上的信号没有通过交换机发出，那么PLC回报立即切换到备份的计算机上;当主计算机发生故障情况，子计算机进行热备份时警报也会随之响起，直到整个系统恢复正常。

（2）主控系统的运行方式

主控系统是由两台工业计算机构成，而且是互为热备份，在实际的系统运行过程中仅仅只有一台计算机在控制着整个系统，并且对整个系统的系统进行监控。互为热备份即就是证明了两台计算机在任何时候的数据都是同时更新的，而且保证了两台计算机数据的完整性。两台工业计算机均在PLC的检测下运行，只有当某一台计算机获得控制权之后，那么这台计算机才能实行控制整个系统，而对于远程控制工作不单单是靠主计算机，而是通过主计算机和若干个程序共同完成的，各个程序之间的联系如图3所示。

图3 主控系统和子程序之间的关系

如图3所示，当某一台计算机获得控制权之后会立刻运行类似于看门狗程序WDogI-Iot.Exe，它的作用就是将所有的动态程序进行监控，然后在传送给PLC的设备端实施控制职能，随之会启动Bcs.exe，Evelistgen.exe AutoMaster.exe Bcs.exe是广播控制系统的主控程序，能给用户提供一个图形化的控制界面;Evelistgen.exe该进程是为了发射机在各种状态下的信息进程;AutoMaster.exe该进程能够处理远端发射机的机房数据。

这三个程序所采集到的数据以及将要发出的指令均要进行汇总，然后有助控制计算机的通讯软件Dbcenter程序在整个控制系统中同步数据，而DB CENTER的程序则在后台运行，其功能就是管理整个系统中的所有通讯设备，而程序名为dbcentre.exe。他的配置文件中包括所有设备的信息。通过对DBCenter的配置，DBCenter.exe程序通过调用Windows XP底层驱动与远端设备进行通讯.

二、Thales控制体系的应用

StationMaster pluslI控制系统是一种新型的控制系统，其特点如：

①发射机的本地控制系统进行了升级，其天线控制系统和发射机控制系统均是世界先进水平;

②远程控制协议采用非TCP/IP因此可以通过网络监控系统设备的运行状况并且能够监控发射机;

③通讯的可靠和稳定是控制系统可考核稳定的基础，因此控制系统均采用工业计算机，降低了强电磁的干扰情况;

④整个控制系统的设计理念均是从工业设计的角度出发的，在网络技术和设备的运用上均是先进水平，而且还增加了系统的可靠性并简化了系统控制方法。整个电台的技术设备均可以通过中央控制室的主控计算机进行实时监控，能够整合自动化子系统等;

⑤使用模块化程序设计。提高了系统的工作效率;

⑥增加了DRM发射机节目源的处理和传送功能的设备，实现了广播的数字化，因此整个控制流程便可完成。

三、结束语

我们对Thales 500kW进行了详细的分析和研究，因而能够得出该控制系统设计非常合理，层次之间的区分比较明显，采用多模块化的数据处理方式，使得数据的处理不但可以实现其单一的功能，同时在处理数据时能够相互协调，使系统运行更加稳定。因此该系统的实际应用中，控制系统所控制的技术设备的功能和发射机的功能均处于运行良好，而且在运行的过程中安全传输发射工作非常安全和可靠。

参考文献

[1]杨凯.TSW2500型500KW发射机主控系统控制体系分析与应用[J].科技视界，2013（11）.

[2]王建华，张倬，刘志峰，杨文通，王哲.基于令牌环网串行通讯的控制系统研究[J].机械设计与制造，2009（11）.