广播发射台自动控制与监测系统

摘要: 该系统采用模块化的设计理念,为不同软、硬件平台之间构建良好的兼容特性。功能的模块化保证多种灵活的配置方案,可根据自己的需求和投入预算选择功能模块,并具有高可扩展性,可无缝升级扩展,添加功能。在开发过程中,应用大规模集成电路,高可靠元器件等,大大提高设备的性能、指标、稳定性和可靠性。

关键词: 监控系统;信源处理模块;发射机I/O模块

1 系统概述

本系统是由音频监控、发射机自动化、机房电源管理、射频和WEB五部分系统组成。它们相辅相成,从而实现了机房的自动化的控制。在广播发射台的日常工作中,使用本系统不仅可以降低广播发射台的日常工作强度、提高工作效率,而且可以降低人工误操作带来的风险、提高安全性、增强发射台信息管理水平。利用Web信息发布技术,通过INTERNET网,为上级领导和相关职能部门提供实时、快速、形象、准确的相关监视信息。

2 系统的组成及功能

2.1 信号源自动切换和测量系统

在广播发射的过程中,通常会有卫星、光纤、微波等多个信号源,发射机信源切换系统,可对音频信源信号进行切换和监控,主要由音频自动切换器、广播监测前端和控制主机构成。它具有自动、手动等多种工作模式。在正常工作情况下,切换器放在自动切换模式,系统行使对每路音频信源的电平值实时监测和评估,当发现输出信号小于预设的电平阈值,系统将自动切换到有正常信号的通道上,最后输出到发射机音频处理器中;在手动切换模式下,值班人员可以通过设备上的按键进行切换;另外在授权允许的情况下,可以通过控制主机对设备进行数字切换,完成遥控模式操作。广播监测前端可对音频信号或射频信号进行自动监测。

该系统通过网络接口与上位机配合工作,可实现以下功能:

1)自动监测中波、调频信号的载波、音频停播;

2)自动监测中波、调频信号的发射功率、调制度(调幅度)、频偏;

3)预置和修改节目播出时间表、监测时间表和报警门限值;

4)支持远程复位。

2.2 广播发射机自动监控及控制系统

2.2.1 发射机状态自动监控

自动监控发射机开关动作,错误动作时有声光报警。为发射机输出模拟量,进行动态数值与动态图形显示,所有开关量实时监测、动态数值显示。制定模拟量越限报警,数值正常报警自动清除。为发射机提供故障诊断并做好故障记录。对发射机的调幅度进行实时监测,在播出时间内调幅度低于设定值时系统警告同时对监控控制系统。

2.2.2 发射机的自动控制

保证发射机定时自动开机,同时在节目延后时适当延长关机时间。实现手动控制与自动控制的结合,根据数据服务器数据开、关机。用数据库服务器设置转播节目和自办节目的切换,当数据库服务器监测误操作三次、即刻声光报警。

2.2.3 参数记录、抄送和报表

对正常工作的发射机,进行各种数据的定时采集和记录,有故障随时记录、进行打印。对记录的数据保存到数据库服务器中,供随时监控显示、查询数据。按要求格式抄送数据资料,按值班表报表要求,制成发射机运行报表,内容包括各部发射机的停播次数、停播时间、播出时间、故障次数与故障类型等。

2.2.4 实现控制参数的保存修改及远程在线访问

通过身份验证和管理者授权的情况下,对发射机的各种控制参数进行修改和保存。可以实现远程实时察看发射机的参数和工作状态、历史参数曲线及相关数据记录。

2.2.5 控制系统主要设备介绍

该系统采用模块化设计,可自由组合。监控系统不对发射机的正常工作产生干扰,采集控制器无依赖关系,一个采集控制器出现故障,不影响整个系统的运转。发射机控制器是连接计算机系统与发射机之间的纽带,它采集发射机的有关工作参数,接受计算机下发的指令对发射机进行控制操作,远程遥控发射机开关机以及遥控复位功能。

1)发射机I/O模块

发射机I/O模块置于发射机、发射机备机和主电源的内部,其作用是对发射机的各个数据指标进行采集和对发射机的功能控制,并可根据发射机测试点和控制点的多少来增减I/O模块的数量以达到灵活配置。

2)发射机控制器

发射机控制器放置于机柜或控制台,它的作用是与I/O模块通讯,将采集的各发射机的状态数据汇总并发送给主控计算机,发射机控制器可脱离计算机独立工作,它的定时开关机、故障时倒备机等功能,在计算机关闭时也不受影响。

3)主控计算机

与发射机控制器连接,运行发射机控制软件,主要功能如下:

① 实时显示各个发射机的工作状态,如有异常可报警提示值班员。

② 对发射机的控制,实现开关机、升降功率等操作。

③ 设置控制器参数,如:发射机每日自动开关机时间、报警门限、调整控制器时钟等。

④ 统计报表,对每个发射机的操作和出现过的故障进行记录以便日后查询。

⑤ 发射机运行、维护日记和库存材料记录。

2.3 供电环境系统

1)发射台内部供电系统显示,对报警节点实时显示,记录数据。

2)对配电室中的温度、电源进行监测,超限发声光报警。

3)对各配电室中电源表头数值进行显示、监测、报警并可以记录相关数据。

4)记录配电室的相关数据,可以按照客户要求打印相关数据。

5)实时监测发射机烟感状态,故障声光报警。

6)硬件实施:

① 电源采集器:采集电流与电压信号。

② 电压转换盒:将高压转换为可处理的低压信号,送往。

③ 电流传感器:根据霍尔效应原理,将电流信号转换为电压信号,送往电源采集器。传感器与电源系统隔离,确保系统安全。

2.4 射频和WEB系统

1)发射设备良好的报警功能,无论是音频和射频部分发生故障,超出正常工作范围系统都会自动报警,依据故障的程度,监测出越限报警、通信中断报警及发射机各种控制过程提示性报警等等。

2)对发射设备实时故障诊断和处理,监控系统监测出射频工作不正常或某个设备发生故障时,通过中心计算机处理,自动诊断故障并显示故障部位,提供故障机号及发射设备发生故障时的采样数据,立即记录和打印故障数据,能够依据故障诊断结果以及系统运行情况自动实现故障的应急处理,主、备发射机之间的倒换,多路音频信号通道之间的切换等。

3)在发射机发生故障时,该系统会对监测到的故障数据自动记录,在需要时进行查询,同时记录的数据有:故障开始时间、结束时间、故障累计时间和停播时间等,并发送数据库服务器,做为后续查询和打印之用。

4)客户机的作用主要是接收服务器发来的所有数据并显示出来,它能对所有发射机输出模拟量和开关量进行实时监测。通过客户机可以做对发射机的各种操作,同时显示产生的故障并报警。通过客户端的数据库软件还可以查询历史数据,产生报表等功能。

5)配置一台数据库服务器,用于记录控制单元上传的数据,同时监控控制单元和采集器的网络情况,检查网络通信是否正常等,出现异常报警并指出报警通路名称。

3 结束语

系统建成后,在发射台本地可以实现对发射机的自动控制,安全监控和实时远程报警,提高发射机播出的安全性和稳定性。发射中心机房通过网络完成对远程的实时监管、考核,为实现“无人值班、有人留守”的目标迈进了一步。可以第一时间掌握发射机工作状态,使广播节目信号的发射及传输工作进入科学的现代化行业管理时代。

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