150kW短波发射机电控系统技术方案

本实用新型专利技术是有关于一种150kW短波发射机电控系统，其包括FPGA逻辑控制主板，继电器驱动板，灯丝电压取样板，电平比较器板，水导比较器板，按键输入及显示板，其中FPGA控制主板的FPGA逻辑内部结构包含：ARM与FPGA通信模块、冷却控制模板、调压器控制模块、偏压、高前、高末加电断电控制模块。本实用新型专利技术具有数据存储、远程控制、故障诊断等网络化、智能化功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种短波发射机领域的电控系统，特别是涉及一种150kW短波发射机电控系统。其是利用FPGA控制主板，而成为一种相当具有实用性及进步性的新设计，适于产业界广泛推广应用。
技术介绍
在现有习知的150kW短波广播发射机出厂时的电控系统装置的电控逻辑设计是采用继电器逻辑的控制方式，用小型灵敏继电器的接点组合成逻辑功能。当所要求的逻辑条件满足时，输出接点信号去控制相应接触器接通。这种采用继电器逻辑的控制方式，现场调试周期长、设备可靠性差、故障频繁并且难于查找，维护检修困难，无法升级优化。随着技术的发展，FPGA现场可编程门阵列具有可编程、并行处理、运行速度快，IO管脚丰富、编程简易、模块化开发的特点，因此作为本技术的逻辑控制单元。结合ARM嵌入式系统，使本产品具备了数据存储、远程控制、故障诊断等网络化、智能化功能。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有的短波发射机现场调试周期长、设备可靠性差、故障频繁并且难于查找，维护检修困难，无法升级优化的缺陷，而提供一种新型结构的150kW短波发射机电控系统，所要解决的技术问题是使其具备自动控制、远程管理、故障诊断功能，从而更加适于实用。本技术的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本技术提出的：一种150kW短波发射机电控系统，其包括FPGA逻辑控制主板，继电器驱动板，灯丝电压取样板，电平比较器板，水导比较器板，按键输入及显示板；其中电平比较器板输入端一部分与本系统输入接口连接，另一部分与灯丝采样板的输出端连接；输出端与FPGA控制主板的光耦隔离输入电路连接；水导比较器板输入端与本系统输入接口连接，输出端与FPGA控制主板的光耦隔离输入电路连接；灯丝电压采样板输入端与变压器连接，输出端与电平比较器板输入端连接；FPGA控制主板的光耦输出电路部分与继电器驱动板连接，部分与按键输入及显示板连接；继电器驱动板与本系统输出接口连接；其中FPGA控制主板的FPGA逻辑内部结构模块包含：ARM与FPGA通信模块、冷却控制模板、调压器控制模块、加电断电控制模块，其中ARM与FPGA通信模块采集冷却控制模块、调压器控制模块、加电断电控制模块的信号送至ARM嵌入式系统。前述的一种150kW短波发射机电控系统，其中所述的FPGA控制主板包括光耦隔离输入电路、ARM嵌入式板、光耦隔离输出电路以及分别与之相连接的FPGA逻辑控制电路。前述的一种150kW短波发射机电控系统，其中所述的FPGA逻辑控制电路的内部模块包括冷却控制模块、调压器控制模块、加电断电控制模块的输入端与光耦隔离输入电路连接，输出端与光耦隔离输出电路连接。前述的一种150kW短波发射机电控系统，其中所述的光耦隔离输入电路为56路。前述的一种150kW短波发射机电控系统，其中所述的光耦隔离输出电路为64路。本技术的优点在于：可编程、并行处理、运行速度快，IO管脚丰富、编程简易、模块化开发的特点，结合ARM嵌入式系统，使本技术具备了数据存储、远程控制、故障诊断等网络化、智能化功能。附图说明图1是本技术150kW短波发射机电控系统结构图。图2是本技术FPGA光耦输入隔离及电平转换电路图。图3是本技术FPGA光耦输出隔离及电平转换电路图图4是本技术光耦隔离输入、光耦隔离输出与FPGA的连接电路图。图5是本技术冷却控制模块图。图6是本技术调压器控制模块图。图7是本技术升灯丝控制流程图。图8是本技术加电断电控制模块。图9是本技术继电器输出电路图。图10是本技术按键输入及显示面板图。图11是本技术电平比较输入电路与FPGA连接图。具体实施方式为更进一步阐述本技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提出的(名称)其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。图1为150kW短波发射机电控系统结构图，其包括ARM嵌入式核心板，FPGA控制主板，继电器驱动板，灯丝电压取样板，电平比较板，水导板，前面板按键输入及显示板。其中FPGA控制主板的FPGA逻辑内部结构模块包含：ARM与FPGA通信模块、冷却控制模板、调压器控制模块、加电断电控制模块，其中ARM与FPGA通信模块采集冷却控制模块、调压器控制模块、加电断电控制模块的信号送至ARM嵌入式系统。ARM嵌入式核心板作为电控系统的智能化单元，通过总线与FPGA逻辑控制芯片通信，读取FPGA逻辑控制芯片上传的开关量数据，将电控系统运行过程中的所有开关量秒数据及操作日志存到数据库中，日志还包括故障报警记录，故障诊断记录。通过网络接口与发射机自动化控制系统网络连接，向FPGA下发远程通信端口过来的控制命令，对发射机进行开关机控制。FPGA控制主板包含于光耦隔离输入电路、ARM嵌入式板、光耦隔离输出电路分别连接的FPGA逻辑内部结构模块。根据FPGA的供电及驱动能力的特点，发射机的一些现场开关控制信号、模拟量检测信号电平并不符合FPGA的要求，所以在使用FPGA进行电路设计时需要将这些信号转换为适合FPGA的电平要求，这里采用光耦进行电平转换；同时，通过光耦还可以使FPGA和发射机的现场信号隔离，当输入输出信号或负载出现过电压、过电流时可以保护FPGA不受损害。(1)光耦隔离输入电路灯丝电压采样板的输出端与电平比较器板的输出端分别与光耦隔离输入电路连接。光耦隔离输入电路为56路。如图2所示，U1为TLP521光电耦合器，内部基本结构是一个发光二极管和一个光敏三极管，当发光二极管导通发光时，使得光敏三极管导通，否则光敏三极管截止，从而实现输入输出两端逻辑特性相同，电路工作原理如下：R1为限流电阻，R2为输出端上拉电阻，S1是板上输入端的跳线插座，平时为开路，D1为发光二极管，用于指示逻辑状态。当输入端为低电平时，光藕内部发光二极管导通发光，发光二极管D1导通发光，并且光藕内部的发光二极管使得光敏三极管导通，使得送入FPGA的输出端和地短路，将逻辑0送入FPGA；输入端为高电平或处于悬空状态，光藕内部的发光二极管截止、发光二极管D1截止不亮，光藕内部的光敏三极管截止，由于R2上拉电阻的存在，此时将逻辑“1”送入FPGA。此电路可看出，D1指示的逻辑状态为：D1发光时为0，D1灭时为1。FPGA输入隔离及电平转换电路S1跳线插座用于逻辑测试，当输入端悬空时，S1上插上短路块，则将逻辑“0”送入FPGA，反之将逻辑“1”送入FPGA，因此当本装置现场安装前，可通过S1进行逻辑功能的测试，按发射机的开关机顺序，先后将所需信号对应的S1跳线插座短路，使信号0输入到FPGA中，经内部逻辑功能模块处理后输出信号到输出端，实现发射机的开关机等一系列操作。在本装置安装使用后，如出现信号故障，先将相应信号的S1短接，查看LED灯是否点亮，如LED灯亮，且逻辑测试正常，则说明光耦未损坏，此时再去掉S1的短接，查看此信号的LED灯是否点亮，如未点亮，可判断出是信号接入端有故障，需现场人员检查。如短接S1，相应的LED未亮，需检查电路中的LED灯是否损坏，光耦的输入端是否损坏。通过电路可看出，输入端和输出端的逻辑特性相同，只是电平不同，从而实现了电平转换，对FPGA也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种150kW短波发射机电控系统，其特征在于：包括FPGA逻辑控制主板，继电器驱动板，灯丝电压取样板，电平比较器板，水导比较器板，按键输入及显示板；其中电平比较器板输入端一部分与本系统输入接口连接，另一部分与灯丝采样板的输出端连接；输出端与FPGA控制主板的光耦隔离输入电路连接；水导比较器板输入端与本系统输入接口连接，输出端与FPGA控制主板的光耦隔离输入电路连接；灯丝电压采样板输入端与变压器连接，输出端与电平比较器板输入端连接；FPGA控制主板的光耦输出电路部分与继电器驱动板连接，部分与按键输入及显示板连接；继电器驱动板与本系统输出接口连接；其中FPGA控制主板的FPGA逻辑内部结构模块包含：ARM与FPGA通信模块、冷却控制模板、调压器控制模块、加电断电控制模块，其中ARM与FPGA通信模块采集冷却控制模块、调压器控制模块、加电断电控制模块的信号送至ARM嵌入式系统。

【技术特征摘要】
2015.12.12 CN 20152102614401.一种150kW短波发射机电控系统，其特征在于：包括FPGA逻辑控制主板，继电器驱动板，灯丝电压取样板，电平比较器板，水导比较器板，按键输入及显示板；其中电平比较器板输入端一部分与本系统输入接口连接，另一部分与灯丝采样板的输出端连接；输出端与FPGA控制主板的光耦隔离输入电路连接；水导比较器板输入端与本系统输入接口连接，输出端与FPGA控制主板的光耦隔离输入电路连接；灯丝电压采样板输入端与变压器连接，输出端与电平比较器板输入端连接；FPGA控制主板的光耦输出电路部分与继电器驱动板连接，部分与按键输入及显示板连接；继电器驱动板与本系统输出接口连接；其中FPGA控制主板的FPGA逻辑内部结构模块包含：ARM与FPGA通信模块、冷却控制模板、调压器控制模块、加电断电控制模块，其中ARM与FPGA通信模块采集冷却控制模块、调压器控制模块、加电断电控制模块的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：林大桥，
申请(专利权)人：林大桥，
类型：新型
国别省市：福建;35