中波發(fā)射臺自臺監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

冉秋鴻，毛玉龍，闕 勇

（重慶廣播電視技術(shù)中心廣播發(fā)射臺，重慶 400030）

0 引言

重慶廣播電視技術(shù)中心發(fā)射臺有兩套美國哈里斯50 kW 中波發(fā)射機(jī)組。由于機(jī)組設(shè)備使用時間較久，已不能完成主備機(jī)自動切換、遠(yuǎn)程操控及實(shí)時監(jiān)測等功能，運(yùn)行狀態(tài)和異態(tài)事件記錄也無法自動保存。為強(qiáng)化播出監(jiān)控手段，發(fā)射臺自主設(shè)計安裝了一套自臺監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)射系統(tǒng)的自動告警、自動記錄、主備發(fā)射機(jī)切換，以及對供電、環(huán)境、溫濕度等重要環(huán)節(jié)的實(shí)時監(jiān)控，提高了播出監(jiān)測效率和應(yīng)急處置能力，適度減輕了機(jī)房值班人員的勞動強(qiáng)度。

1 監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)采用面向?qū)ο蠛湍K化分層的設(shè)計理念，按不同的實(shí)體分列監(jiān)控對象，以各設(shè)備信息采集、接口轉(zhuǎn)換、顯示和操作等功能模塊為單元，按設(shè)備管理和實(shí)體管理兩個層面，分別制作了不同類型的獨(dú)立單元，如圖1 所示。在設(shè)備管理層，不僅為每個設(shè)備提供了不同的網(wǎng)絡(luò)連接方法和接口協(xié)議解析機(jī)制，還為監(jiān)控“實(shí)體”的運(yùn)行提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)［1］。在具體應(yīng)用中，只需在控制臺添加不同實(shí)體，并通過對實(shí)體附加屬性里的一系列參數(shù)進(jìn)行配置，即可實(shí)現(xiàn)對不同類型設(shè)備的監(jiān)控。各設(shè)備與實(shí)體層面通過各單元接口傳送信息，構(gòu)成了實(shí)體管理層和設(shè)備層模塊間既有聯(lián)系、又相對獨(dú)立的技術(shù)架構(gòu)。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 相關(guān)設(shè)備改造

2.1 發(fā)射機(jī)接口改造

由于目前使用的發(fā)射機(jī)無網(wǎng)絡(luò)通信接口，發(fā)射機(jī)的重要指標(biāo)和參數(shù)（模擬量）接入外部接線排上，不利于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。對此，重慶廣播電視技術(shù)中心與相關(guān)廠家合作開發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息采集和接口控制設(shè)備。此采集方式是在發(fā)射機(jī)的TB1，TB2 外部接口及儀表顯示電路中找出發(fā)射機(jī)的相關(guān)參數(shù)（模擬量或狀態(tài)量），通過精確測試和標(biāo)準(zhǔn)量化后，接入發(fā)射機(jī)接口控制器中。發(fā)射機(jī)接口控制器模塊將這些采集量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并處理后形成IP 數(shù)據(jù)流接入交換機(jī)［2］。發(fā)射機(jī)的開關(guān)機(jī)、復(fù)位等控制信號則通過接口控制器的4 路控制接點(diǎn)輸出。

發(fā)射機(jī)參數(shù)的采集控制以“分布式”的集散控制結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，即每臺發(fā)射機(jī)用一個接口控制器，整個發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不對發(fā)射機(jī)的正常工作產(chǎn)生任何干擾。接口控制器本身具備4 路控制接點(diǎn)、12 路A/D 量通道、8 路開關(guān)量以及1 路以太網(wǎng)通信接口。通過接口控制器將發(fā)射機(jī)的12 路模擬量和8 路開關(guān)量采集上來，完成模擬量轉(zhuǎn)換、D/I 量的采集測試以及發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)、升降功率、過載復(fù)位等狀態(tài)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(lián)機(jī)進(jìn)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(jù)24 V 直流電壓狀態(tài)進(jìn)行切換的。技術(shù)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)

自臺監(jiān)控系統(tǒng)完整地實(shí)現(xiàn)了臺站對大功率發(fā)射機(jī)的監(jiān)測和控制，同時做到了對供配電和環(huán)境參數(shù)的采集與監(jiān)控，是一套符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的智能化監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)針對不同實(shí)體設(shè)計了一、二級界面，直接展示和操作被監(jiān)控對象（發(fā)射機(jī)）的更多細(xì)節(jié)。除發(fā)射機(jī)主要工作參數(shù)外，系統(tǒng)還可展示大型發(fā)射機(jī)內(nèi)部功能模塊布局和相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)針對不同廠家、不同類型大功率發(fā)射機(jī)監(jiān)控界面的不同設(shè)計要求，開發(fā)了一個獨(dú)立的界面布局生成模塊，任何一個實(shí)體都可以根據(jù)其自身的結(jié)構(gòu)、原理、界面友好性等需求自主進(jìn)行設(shè)計，將設(shè)備布局和正常顯示、故障報警等功能的細(xì)節(jié)信息納入“實(shí)體”和“設(shè)備管理”層的附加屬性和參數(shù)配置內(nèi)容，只需通過為實(shí)體配置不同的附加信息，即可動態(tài)生成不同的監(jiān)控界面，使軟件能夠容納不同發(fā)射功能的實(shí)體應(yīng)用［4］。

3.1 對發(fā)射機(jī)（實(shí)體）的監(jiān)控

監(jiān)控系統(tǒng)以每一套節(jié)目播出的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，作為一個獨(dú)立監(jiān)控實(shí)體，實(shí)現(xiàn)對一套節(jié)目發(fā)射機(jī)的播出狀態(tài)、天線狀態(tài)、備機(jī)狀態(tài)、信源狀態(tài)以及供電狀態(tài)進(jìn)行全方位監(jiān)測，同時具有異態(tài)自動倒機(jī)和手動一鍵倒機(jī)等功能，當(dāng)發(fā)射機(jī)處于remote（遠(yuǎn)程）狀態(tài)時，可通過控制臺進(jìn)行一鍵倒機(jī)，在軟件檢測到備機(jī)處于“正常待機(jī)狀態(tài)”時，自動執(zhí)行“關(guān)播出主機(jī)→切換天線→開播出備機(jī)”的控制。也可在控制臺勾選“播出異態(tài)倒機(jī)”控件，這樣軟件在循環(huán)檢測播出發(fā)射機(jī)未能恢復(fù)正常播出狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)進(jìn)行自動倒換，執(zhí)行完畢后，控件恢復(fù)默認(rèn)不勾選狀態(tài)。軟件還對發(fā)射機(jī)的實(shí)時運(yùn)行參數(shù)、供電參數(shù)及異態(tài)告警信息進(jìn)行自動記錄存表，并將生成的表格存儲于控制臺，為臺站設(shè)備的運(yùn)行和日常維護(hù)保養(yǎng)提供了有效依據(jù)。在控制臺文件包中的EXCEL 文件中可自行設(shè)置發(fā)射機(jī)運(yùn)行參數(shù)記錄表格格式、項(xiàng)目、抄表間隔以及值班信息等［5］。

3.2 對供配電、環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控

軟件專門開發(fā)了供配電實(shí)體和安防實(shí)體，在設(shè)備管理層里面對供電參數(shù)采用專門的接口設(shè)備進(jìn)行采集和管理，同時用動態(tài)生成設(shè)計操作模塊設(shè)計供電實(shí)體一級界面和二級界面。在一級界面，運(yùn)維人員可以全面地監(jiān)看每一路外供電的狀態(tài)。二級界面里設(shè)計有6 個表頭，分別指示各相供電的電壓值，有一個數(shù)據(jù)列表框?qū)﹄妷?、電流同時進(jìn)行顯示，如圖3 所示。

圖3 供配電二級界面圖

3.3 對環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測

安防實(shí)體涵蓋了臺站播出重要場所的視頻監(jiān)控、紅外監(jiān)控、煙霧探測及溫濕度等細(xì)項(xiàng)，將各硬件設(shè)備與接口控制器進(jìn)行連接，定義各個模擬量通道和開關(guān)量通道，如圖4 所示。在安防實(shí)體相關(guān)屬性里可進(jìn)行對應(yīng)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(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)最后根據(jù)軟件檢測到的數(shù)據(jù)在控制臺的表頭上進(jìn)行實(shí)時顯示。

圖4 環(huán)境參數(shù)監(jiān)測架構(gòu)圖

4 結(jié)語

本系統(tǒng)較為全面地完成了對發(fā)射系統(tǒng)和電力、環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控，符合國家廣播電視總局《廣播電視安全播出管理規(guī)定》關(guān)于自臺監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求。軟件采用分層和模塊化的設(shè)計理念，技術(shù)架構(gòu)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。