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【摘 要】廣播播出对覆盖区域有着明确的要求，而方位角与覆盖区域有着直接关系。本文详细介绍转动天线旋转的工作原理，并提出了一些日常维护建议。
【关键词】转动天线；处理器；模块；驱动马达
1.前言
转动天线是我国首次从法国THALES公司引进的一部500KW短波天线。能在195s内转动到任意方位从而实现360?全方位覆盖。由于电台播音的特殊性，必然要求转动天线能快速准确旋转到位。从而保证广播的实验播出任务。
2.天线转动的实现
2.1 控制系统框图
天线旋转控制部分选用SLC500模块组件来实现，经过处理器实现显示和控制。制动部分通过变频器和动态制动器来调节驱动马达的转动速度。处理器和变频器之间通过两个扫描模块来实现通信。如图1所示：
2.2 主要器件介绍
2.2.1 SLC500可编程控制器
控制系统使用的模块采用美国罗克韦尔（AB）公司生产的SLC500系列可编程控制器。
2.2.2 1336PLUS II变频器
变频器采用美国罗克韦尔（AB）公司生产的1336PLUS II型。380V交流供电，额定功率22kW，输出电压0…380/415VAC三相电，输出频率0…400Hz。其内部远程I/O通信模块提供串口通信。
2.2.3 动态制动器
动态制动器选用美国罗克韦尔（AB）公司的1336-MOD-KB010型制动器。它负责监控驱动总线。当总线电压升高时，激活制动，产生阻抗来消耗在返回到驱动马达的新生功率，从而保护驱动马达。当直流总线电压降到许可范围，动态制动器将自动关闭，从直流总线上断开。
3.天线旋转的工作原理
在触摸屏预设天线方位角，并输入执行命令后，处理器会比较预设角度和当前角度，根据高低频计算天线需要调整的角度。从而确保天线通过捷径（不大于1800）到达预设角度。转动角度的实际位置由A5板指示提供给处理器，显示在触摸屏上。预设角度和实际角度一致，控制系统将不会输出天线转动的指令。若预设和实际值不一致，会按照如下过程工作。
3.1 驱动马达启动
当天线准备转动时，A6板会输出一个控制信号来启动马达，具体工作过程如下：
A6板的0、1、2、3、5、6信道指示灯会变亮，指示输出低电平信号，给电源柜里的A1（辅助风机1开关）、A2（辅助风机2开关）、A3（液压马达1开关）、A4（液压马达2开关） 、A6（驱动马达1开关）、A7（驱动马达2开关）的K1线包，由于K1的另一端常有高电平，线包得电，K1继电器吸合，主马达启动，辅助风机启动，液压马达启动。液压马达启动后，信号指示灯变亮，指示刹车已经打开。
3.2 变频器的作用
2个驱动马达由变频器A8供电，如果转动的角度<17度（图3），天线就不能达到满意的转速。如果需要调整的角度≥17?（图2），那么变频器输出频率将由0Hz很快线性增加至最大转速46Hz，并以1.12/s高速旋转。当差9?就到预设角度时，一个电制动程序（液压制动器）将启动，变频器将很快减速到6Hz，天线也减速至最大转速的10%，并保持这个转速直到预设位置的前1?，最后天线将以很小的转速调整直至与预设角度相同。在天线转动的全过程中，其真实角度由驱动马达1上的角度编码器发送信号给A5模块来指示的。
3.3 驱动马达的停止
当实际角度与预设角度一致时，处理器会发出命令使A6模块切断相应的控制信号，液压马达会停止工作。具体工作过程如下：
A6板的2、3信道指示灯变灭，低电平信号变成高电平信号，由于K1的另一端常有24V，所以K1线包释放，K1继电器断开，液压马达停止工作。随后Q1（辅助开关）的S13开关会相继断开，切断给A4板0、1信道的低电平信号，指示灯变灭说明刹车在关闭位置。
天线到位后，驱动马达仍然保持接通1.5s用来让变频器输出频率由6Hz降为0Hz。当变频器输出频率为0Hz时，液压制动器也随之关闭。但液压制动器需要约12s才能关闭，这段时间变频器将会由动态制动器A9供给驱动马达以直流电（转动电流的50%）。使其在直流磁场作用下被制动，以避免天线在大风的影响下发生飘动。当电动液压制动器关闭到位后，直流刹车也关闭。这样天线就被固定在正确的位置上。
3.4安全保护
如果在天线转动过程中供电电压出现故障，液压制动器和滑动离合器就会阻止天线的转动，这样就保证该天线具有一个安全的刹车系统。在供电电压恢复正常后，天线的控制系统会在30秒后重新启动。
4.维护经验
由于转动天线覆盖范围广，近几年我国已研制出国产转动天线投入使用。其在维护过程中难免会碰到一些问题。通过近9年对转动天线的维护，总结出了一些方位角不到位的维护经验，以供参考。
天线转动时要注意根据其旋转角度初步判断其转动方向，以防处理器不稳定造成错误指令。正常情况下，天线减速会在离预设角度9?的情况下开始，如果提前减速，那么天线一定不会到位。要做好应急准备。我台在维护初期就遇到过这种情况，提前减速，需等其停下马上重新执行角度命令，确保角度准确。
还有一种情况是扫描模块A2故障，造成与变频器之间的通信失败，天线不会转动。这需要观察扫描模块的指示灯闪烁是否连续，分析是模块还是变频器的问题。模块更换比较容易，可以优先考虑。这些都是常见的线路器件故障，还有一种外界风力因素。若天线转动时外界风力较大，会影响其马达停止过程，会产生2?左右的偏差，需重新执行。
参考文献：
[1]Allen-Bradley.1336PLUS II Adjustable Frequency AC Drive with SENSORLESS VECTOR [Z]. USA：Rockwell Automation，2003
[2]Allen-Bradley.Bulletin 1203 Remote I/O Communications Module[R].USA：Rockwell Automation，2002
[3]THALES.Control System Rotatable Antenna Qiqihar[R]German：BROADCAST MULTIME-DIA，2003
【关键词】转动天线；处理器；模块；驱动马达
1.前言
转动天线是我国首次从法国THALES公司引进的一部500KW短波天线。能在195s内转动到任意方位从而实现360?全方位覆盖。由于电台播音的特殊性，必然要求转动天线能快速准确旋转到位。从而保证广播的实验播出任务。
2.天线转动的实现
2.1 控制系统框图
天线旋转控制部分选用SLC500模块组件来实现，经过处理器实现显示和控制。制动部分通过变频器和动态制动器来调节驱动马达的转动速度。处理器和变频器之间通过两个扫描模块来实现通信。如图1所示：
2.2 主要器件介绍
2.2.1 SLC500可编程控制器
控制系统使用的模块采用美国罗克韦尔（AB）公司生产的SLC500系列可编程控制器。
2.2.2 1336PLUS II变频器
变频器采用美国罗克韦尔（AB）公司生产的1336PLUS II型。380V交流供电，额定功率22kW，输出电压0…380/415VAC三相电，输出频率0…400Hz。其内部远程I/O通信模块提供串口通信。
2.2.3 动态制动器
动态制动器选用美国罗克韦尔（AB）公司的1336-MOD-KB010型制动器。它负责监控驱动总线。当总线电压升高时，激活制动，产生阻抗来消耗在返回到驱动马达的新生功率，从而保护驱动马达。当直流总线电压降到许可范围，动态制动器将自动关闭，从直流总线上断开。
3.天线旋转的工作原理
在触摸屏预设天线方位角，并输入执行命令后，处理器会比较预设角度和当前角度，根据高低频计算天线需要调整的角度。从而确保天线通过捷径（不大于1800）到达预设角度。转动角度的实际位置由A5板指示提供给处理器，显示在触摸屏上。预设角度和实际角度一致，控制系统将不会输出天线转动的指令。若预设和实际值不一致，会按照如下过程工作。
3.1 驱动马达启动
当天线准备转动时，A6板会输出一个控制信号来启动马达，具体工作过程如下：
A6板的0、1、2、3、5、6信道指示灯会变亮，指示输出低电平信号，给电源柜里的A1（辅助风机1开关）、A2（辅助风机2开关）、A3（液压马达1开关）、A4（液压马达2开关） 、A6（驱动马达1开关）、A7（驱动马达2开关）的K1线包，由于K1的另一端常有高电平，线包得电，K1继电器吸合，主马达启动，辅助风机启动，液压马达启动。液压马达启动后，信号指示灯变亮，指示刹车已经打开。
3.2 变频器的作用
2个驱动马达由变频器A8供电，如果转动的角度<17度（图3），天线就不能达到满意的转速。如果需要调整的角度≥17?（图2），那么变频器输出频率将由0Hz很快线性增加至最大转速46Hz，并以1.12/s高速旋转。当差9?就到预设角度时，一个电制动程序（液压制动器）将启动，变频器将很快减速到6Hz，天线也减速至最大转速的10%，并保持这个转速直到预设位置的前1?，最后天线将以很小的转速调整直至与预设角度相同。在天线转动的全过程中，其真实角度由驱动马达1上的角度编码器发送信号给A5模块来指示的。
3.3 驱动马达的停止
当实际角度与预设角度一致时，处理器会发出命令使A6模块切断相应的控制信号，液压马达会停止工作。具体工作过程如下：
A6板的2、3信道指示灯变灭，低电平信号变成高电平信号，由于K1的另一端常有24V，所以K1线包释放，K1继电器断开，液压马达停止工作。随后Q1（辅助开关）的S13开关会相继断开，切断给A4板0、1信道的低电平信号，指示灯变灭说明刹车在关闭位置。
天线到位后，驱动马达仍然保持接通1.5s用来让变频器输出频率由6Hz降为0Hz。当变频器输出频率为0Hz时，液压制动器也随之关闭。但液压制动器需要约12s才能关闭，这段时间变频器将会由动态制动器A9供给驱动马达以直流电（转动电流的50%）。使其在直流磁场作用下被制动，以避免天线在大风的影响下发生飘动。当电动液压制动器关闭到位后，直流刹车也关闭。这样天线就被固定在正确的位置上。
3.4安全保护
如果在天线转动过程中供电电压出现故障，液压制动器和滑动离合器就会阻止天线的转动，这样就保证该天线具有一个安全的刹车系统。在供电电压恢复正常后，天线的控制系统会在30秒后重新启动。
4.维护经验
由于转动天线覆盖范围广，近几年我国已研制出国产转动天线投入使用。其在维护过程中难免会碰到一些问题。通过近9年对转动天线的维护，总结出了一些方位角不到位的维护经验，以供参考。
天线转动时要注意根据其旋转角度初步判断其转动方向，以防处理器不稳定造成错误指令。正常情况下，天线减速会在离预设角度9?的情况下开始，如果提前减速，那么天线一定不会到位。要做好应急准备。我台在维护初期就遇到过这种情况，提前减速，需等其停下马上重新执行角度命令，确保角度准确。
还有一种情况是扫描模块A2故障，造成与变频器之间的通信失败，天线不会转动。这需要观察扫描模块的指示灯闪烁是否连续，分析是模块还是变频器的问题。模块更换比较容易，可以优先考虑。这些都是常见的线路器件故障，还有一种外界风力因素。若天线转动时外界风力较大，会影响其马达停止过程，会产生2?左右的偏差，需重新执行。
参考文献：
[1]Allen-Bradley.1336PLUS II Adjustable Frequency AC Drive with SENSORLESS VECTOR [Z]. USA：Rockwell Automation，2003
[2]Allen-Bradley.Bulletin 1203 Remote I/O Communications Module[R].USA：Rockwell Automation，2002
[3]THALES.Control System Rotatable Antenna Qiqihar[R]German：BROADCAST MULTIME-DIA，2003