計算機控制系統(tǒng)遭雷擊癱瘓維修

劉偉

故障現(xiàn)象：2013年九月我臺100KHz、801KHz、1395KHz三頻供塔天線遭受雷擊，導(dǎo)致石墨放電球在放電過程中形成短路燒毀，與該塔相連的三部發(fā)射機功放多塊損壞，864KHz音頻處理器損壞，尤其計算機控制系統(tǒng)整體癱瘓。

故障原因及分析：中波發(fā)射天線本身就是一個避雷針在播出時遇上雷雨天氣，天線極易遭受雷擊，而天線對地是絕緣的雷電的能量直接進入天線匹配網(wǎng)絡(luò)，天線匹配網(wǎng)絡(luò)是由高頻電容、電感等元器件串并聯(lián)結(jié)組成，雷電的能量形成的高電壓會通過饋管竄入發(fā)射機而損壞功放。閃電的電磁脈沖輻射通過空間以電磁波的形式耦合到瞬態(tài)電磁脈沖及其敏感的計算機控制系統(tǒng)，造成整體癱瘓。

故障處理：當(dāng)天線遭受雷擊時，當(dāng)班人員反應(yīng)迅速，分工明確，首先關(guān)閉與該塔相連的三部發(fā)射機，等雷電導(dǎo)入大地后，觀察天線未見異常，外部金屬放電球也未有燒黑現(xiàn)象，調(diào)配室內(nèi)石墨放電球其中一半已經(jīng)燒毀，天調(diào)網(wǎng)絡(luò)各元件正常，為了保證安全播出，拆除燒毀的那一半石墨放電球，降功率開啟發(fā)射機，維持播出。對接入音頻處理器的864KHz音頻輸入輸出進行串接。晚上關(guān)機后，在吳臺的帶領(lǐng)下，和技術(shù)維護小組對損壞的功放、石墨放電球、音頻處理器進行更換，與供電部門聯(lián)系，檢查、測試供電及鐵塔接地電阻一切正常。

由于當(dāng)晚時間關(guān)系，并未對計算機控制系統(tǒng)恢復(fù)，發(fā)射機依然手動開、關(guān)機。事后與廠家聯(lián)系，他們懷疑各部發(fā)射機的采集器恢復(fù)默認或集成塊燒壞，建議我們把采集器拆下來，郵寄給他們。過幾天，他們給我們的回復(fù)是采集器的采集程序已經(jīng)設(shè)置正常，但當(dāng)我們回復(fù)安裝，故障依然存在。他們打算派維修人員過來，大概維修費用需要2萬元左右，我們當(dāng)時就拒絕了。自己查找資料逐級排查，首先先要了解計算機控制系統(tǒng)的功能。

計算機控制系統(tǒng)功能：中波臺的自動化，總的來說就是利用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)和計算機技術(shù)實現(xiàn)人財物的管理自動化，以及包含機器設(shè)備的實時狀態(tài)監(jiān)測和控制等在內(nèi)的播出自動化。

管理自動化 ：把日常的管理事務(wù)整理歸納成條理清晰、步驟明確的程序化模式，形成具體明確的需求交給程序員編制出應(yīng)用軟件來使用。

播出自動化：機房環(huán)境監(jiān)測——包括溫度濕度，消防安全報警信息，門禁系統(tǒng)等等；

信號鏈路的監(jiān)測報警—— 包括對信號源進行監(jiān)聽和監(jiān)測，以及對信號在機房內(nèi)部的傳輸和分配的各個環(huán)節(jié)和最終發(fā)射效果進行監(jiān)測，提供故障或異常狀況的報警信息；這一功能模塊只監(jiān)測不控制。

發(fā)射機及其周邊設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與控制——包括自動抄表、按時間設(shè)定自動開關(guān)機、按設(shè)定的條件和步驟順序進行天線和主備機自動切換、功率升降控制等等。計算機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：

通信協(xié)議的收集和測試：通過測試控制單元和采集器的IP，主要是檢測主板上小模塊的網(wǎng)絡(luò)通訊功能是否正常。由于采集器的IP地址廠家已經(jīng)測試完成，我們主要完成控制單元的IP測試，用筆記本（Internet協(xié)議（TCP/IP）和控制單元IP地址要同一網(wǎng)段）和一根級聯(lián)網(wǎng)線對控制單元IP地址ping命令測試，測試之后，通訊正常。于是我就懷疑三層交換機可能壞了，建議吳臺就買了一個，更換之后，部分發(fā)射機恢復(fù)正常。再把另一個也更換之后，全部恢復(fù)正常。

防雷措施：

1、接地。所有設(shè)備包括采集器、值班計算機、服務(wù)器以及中間通信裝置的外殼和機架等都要做高頻接地。接地線盡量粗短。

2、布線與屏蔽。網(wǎng)絡(luò)線、采樣信號線、通信線、控制線等都采用帶屏蔽層的，布線的時候盡量貼地溝或沿機殼走線，不要懸空。屏蔽層至少兩頭接地，能多點接地更好。

吸取的經(jīng)驗和教訓(xùn)：對于安全播出而言，自動化系統(tǒng)并非是萬能的——它只是提供遠程監(jiān)控、故障報警與記錄、一些定時性的和條件明確的操作，并不能自動維護發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

機器設(shè)備的穩(wěn)定運行，需要專業(yè)人員的精心設(shè)計，以及專業(yè)到位的技術(shù)維護。這才是安全播出的根本所在，不能因為搞自動化而忽視技術(shù)維護人員和技術(shù)維護工作的重要性。