中波发射台自动给水控制系统

葛会娟

（作者单位：辽宁朝阳三二八转播台）

中波发射台距市区较远,台址所在地多数不通自来水,为保证职工的生产生活用水,都需自备水井。一套功能完善、抗干扰能力强、故障率低且可靠便捷的给水系统就显得相当重要，为安全优质播出提供切实的后勤保障。为此，辽宁朝阳三二八转播台技术人员依据中波发射台特点，自行设计了一套自动给水控制系统，至今已稳定运行8年，效果良好。其特点是运行稳定可靠、抗干扰能力强、液位传感器感应电极不易结垢、灵敏准确且故障率低。

1 中波发射台自动给水系统介绍

辽宁朝阳三二八转播台位于辽宁朝阳市郊区，距市区中心15 km，市自来水公司目前管路未到达，目前职工生活工作用水依靠自备水井。辽宁朝阳三二八转播台担负辽宁广播电台辽宁之声节目、朝阳广播电台新闻综合与经济生活三套节目的发射任务，三套节目的发射机功率均为10 kM，台址所在地属于强电磁场环境。自动给水系统示意图如图1。

整个系统由扬程100 m功率1 kW三相潜水泵、5 cm上水管、具有清洗功能的5 m3304不锈钢水箱和自动上水控制器等组成。

具体工作过程如下，当水箱水位下降到设定水位时，自动控制器通过液位传感器感知到无水信号，通过微处理器PA0输出一个高电平，接通Q1，继电器1接通3、5端子，输出信号接通潜水泵三相继电器，水泵运转，开始给水。当水箱水位上升到设定水位时，自动控制器通过液位传感器感知到水满信号，通过微处理器PA0输出一个低电平，Q1截止，继电器1断开3、5端子，潜水泵三相继电器断开，水泵停止。设计时水箱安装一个手动清洗装置，当水箱工作一定时间后，水箱底部会积累一定量的污泥或杂物，通过这个装置方便对水箱进行清洗，从而保持水箱的清洁。

2 中波发射台自动给水控制系统自动控制器原理

2.1 自动控制器工作原理如图2。

该控制器由检测电路和主机电路两部分组成，检测电路负责水位的检测，由三个检测电极与单片机ATMEGA16组成，通常情况下，两个电极深入到水下，作为无水时检测；一个电极位于水箱上部，用于水满检测。主机部分包括单片机U1(ATMEGA16)、移位寄存器、三端稳压器、数码管DIS1~2、指示灯LED1~10以及外围电阻和电容；主机部分中通过探头端口PORT1和主机端口PORT2连接，PORT1和PORT2是完全相同的三芯电缆端子，其中1脚接直流电源（5 V）的正极，3脚接直流电源的接地端，2脚是数据传输线，由探头端将数据传送到主机端；主机端由核心器件ATMEGA16单片机U1、移位寄存器（74LS164）、三端稳压器（7805）、7段显示数码管DIS1~2、发光二极管LED1~10以及外围的电阻和电容器件组成，其中单片机U1是核心器件，它负责接收探头发送来的数据，然后对数据进行判断和处理，并送到数码管显示。

图1 自动给水系统示意图

图2 电路原理

VCC为+5 V稳压电源,ATmega16是单片机,为电路的核心器件。单片机PA0口驱动Q1，进而驱动继电器，控制220 V交流电源输出。PC0、PC1端口连接不锈钢电极，用于检测上、下水位；PD0、PD1连接2个按键，通常控制器通过检测水位高低，自动控制水泵启停，设置手动按键，用于人为控制上水，手动启动后当水面达到上水位时，仍然自动停止，不会导致溢出。PD2连接LED2指示灯，上水时指示灯点亮，否则熄灭。LED1指示灯用于通电指示。

2.2 检测探头原理

通常情况下，液位传感器采样时是连续不间断采样，随着时间的推移，取样电极会产生电解行为，长期使用会使电极结上一层厚厚的水垢，导致检测不准或不检测、误检测，最后造成整个自动给水系统不工作或工作不正常。解决电极检测中结垢问题的关键因素是减少离子在电极上的沉积，通过减少电极通电时间或用交流电解决这个问题，从电路运行可靠角度出发，辽宁朝阳三二八转播台设计的这套系统，电极信号的采集是间断式的，电极信号的检测在定时器中断里完成，定时器的中断时间为100 ms，由此可知电极的通电时间仅仅占1/10 000。所以，理论上电极的寿命延长了1万倍，普通方式的电极使用寿命大约是3~6个月，采用本文的方式，寿命延长1万倍。

3 中波发射台自动给水控制系统的特点

由于液位传感器与自动控制器之间采用了数据传输，可以保证信息不受线路长短的影响，避免了因线路长度不同造成误差，使得水位显示更加准确，避免辽宁朝阳三二八转播台的强磁场对感应信号产生干扰。

电极采样的特殊性巧妙地解决了电极检测中的结垢问题，使系统运行更稳定、更准确。自动控制器电路中，电源部分、信号入口、控制器件端口和按钮端口都加装了抗干扰电路，有效解决了强磁场环境下自动控制器工作不稳定问题。自动控制器设备不需要调试，工作特别稳定，成本低，方便批量生产。

该系统需要完善的地方，一是须加一套净水装置，保证水质安全；二是条件允许应安装一套负压给水装置，保证用水水压达到要求。

4 结语

该系统是辽宁朝阳三二八转播台技术人员根据中波台自身环境特点自己设计并安装调试，有一定实用价值的自动给水控制系统，可供其他台站借鉴，安装使用。