中波發射臺自臺監控系統的實現

冉秋鴻，毛玉龍，闕 勇

（重慶廣播電視技術中心廣播發射臺，重慶 400030）

0 引言

重慶廣播電視技術中心發射臺有兩套美國哈里斯50 kW 中波發射機組。由于機組設備使用時間較久，已不能完成主備機自動切換、遠程操控及實時監測等功能，運行狀態和異態事件記錄也無法自動保存。為強化播出監控手段，發射臺自主設計安裝了一套自臺監控系統，實現了對發射系統的自動告警、自動記錄、主備發射機切換，以及對供電、環境、溫濕度等重要環節的實時監控，提高了播出監測效率和應急處置能力，適度減輕了機房值班人員的勞動強度。

1 監控系統架構

監控系統采用面向對象和模塊化分層的設計理念，按不同的實體分列監控對象，以各設備信息采集、接口轉換、顯示和操作等功能模塊為單元，按設備管理和實體管理兩個層面，分別制作了不同類型的獨立單元，如圖1 所示。在設備管理層，不僅為每個設備提供了不同的網絡連接方法和接口協議解析機制，還為監控“實體”的運行提供了統一的數據結構和標準［1］。在具體應用中，只需在控制臺添加不同實體，并通過對實體附加屬性里的一系列參數進行配置，即可實現對不同類型設備的監控。各設備與實體層面通過各單元接口傳送信息，構成了實體管理層和設備層模塊間既有聯系、又相對獨立的技術架構。

圖1 監控系統架構圖

2 相關設備改造

2.1 發射機接口改造

由于目前使用的發射機無網絡通信接口，發射機的重要指標和參數（模擬量）接入外部接線排上，不利于網絡結構系統的數據采集。對此，重慶廣播電視技術中心與相關廠家合作開發了標準的數據信息采集和接口控制設備。此采集方式是在發射機的TB1，TB2 外部接口及儀表顯示電路中找出發射機的相關參數（模擬量或狀態量），通過精確測試和標準量化后，接入發射機接口控制器中。發射機接口控制器模塊將這些采集量轉換成數字量并處理后形成IP 數據流接入交換機［2］。發射機的開關機、復位等控制信號則通過接口控制器的4 路控制接點輸出。

發射機參數的采集控制以“分布式”的集散控制結構為基礎，即每臺發射機用一個接口控制器，整個發射機監控系統不對發射機的正常工作產生任何干擾。接口控制器本身具備4 路控制接點、12 路A/D 量通道、8 路開關量以及1 路以太網通信接口。通過接口控制器將發射機的12 路模擬量和8 路開關量采集上來，完成模擬量轉換、D/I 量的采集測試以及發射機開關機、升降功率、過載復位等狀態的控制與測試等，同時完成接口控制器各個通道的定義，并聯機進行測試［3］。

2.2 天饋切換裝置改造

天饋切換裝置的核心部件是真空繼電器。繼電器兩組觸頭的動作是根據24 V 直流電壓狀態進行切換的。技術人員直接使用兩個24 V 的接觸器，通過接口控制器控制接點就完整替代了原有的手動倒換裝置。改動后的原理如圖2 所示。

圖2 天饋倒換原理圖

3 功能實現

自臺監控系統完整地實現了臺站對大功率發射機的監測和控制，同時做到了對供配電和環境參數的采集與監控，是一套符合行業標準的智能化監測系統。系統針對不同實體設計了一、二級界面，直接展示和操作被監控對象（發射機）的更多細節。除發射機主要工作參數外，系統還可展示大型發射機內部功能模塊布局和相關運行狀態。系統針對不同廠家、不同類型大功率發射機監控界面的不同設計要求，開發了一個獨立的界面布局生成模塊，任何一個實體都可以根據其自身的結構、原理、界面友好性等需求自主進行設計，將設備布局和正常顯示、故障報警等功能的細節信息納入“實體”和“設備管理”層的附加屬性和參數配置內容，只需通過為實體配置不同的附加信息，即可動態生成不同的監控界面，使軟件能夠容納不同發射功能的實體應用［4］。

3.1 對發射機（實體）的監控

監控系統以每一套節目播出的設備運行狀態和參數，作為一個獨立監控實體，實現對一套節目發射機的播出狀態、天線狀態、備機狀態、信源狀態以及供電狀態進行全方位監測，同時具有異態自動倒機和手動一鍵倒機等功能，當發射機處于remote（遠程）狀態時，可通過控制臺進行一鍵倒機，在軟件檢測到備機處于“正常待機狀態”時，自動執行“關播出主機→切換天線→開播出備機”的控制。也可在控制臺勾選“播出異態倒機”控件，這樣軟件在循環檢測播出發射機未能恢復正常播出狀態下，發射機進行自動倒換，執行完畢后，控件恢復默認不勾選狀態。軟件還對發射機的實時運行參數、供電參數及異態告警信息進行自動記錄存表，并將生成的表格存儲于控制臺，為臺站設備的運行和日常維護保養提供了有效依據。在控制臺文件包中的EXCEL 文件中可自行設置發射機運行參數記錄表格格式、項目、抄表間隔以及值班信息等［5］。

3.2 對供配電、環境參數的監控

軟件專門開發了供配電實體和安防實體，在設備管理層里面對供電參數采用專門的接口設備進行采集和管理，同時用動態生成設計操作模塊設計供電實體一級界面和二級界面。在一級界面，運維人員可以全面地監看每一路外供電的狀態。二級界面里設計有6 個表頭，分別指示各相供電的電壓值，有一個數據列表框對電壓、電流同時進行顯示，如圖3 所示。

圖3 供配電二級界面圖

3.3 對環境參數的監測

安防實體涵蓋了臺站播出重要場所的視頻監控、紅外監控、煙霧探測及溫濕度等細項，將各硬件設備與接口控制器進行連接，定義各個模擬量通道和開關量通道，如圖4 所示。在安防實體相關屬性里可進行對應的配置，如煙感的常開使用G6 的通道8，溫度使用G6 的4，6，8 通道。溫度告警的上下限、測試的電壓與溫度比例等，都需要進行設置。系統最后根據軟件檢測到的數據在控制臺的表頭上進行實時顯示。

圖4 環境參數監測架構圖

4 結語

本系統較為全面地完成了對發射系統和電力、環境參數的監控，符合國家廣播電視總局《廣播電視安全播出管理規定》關于自臺監控系統的功能要求。軟件采用分層和模塊化的設計理念，技術架構具有較強的可擴展性。