自動化監(jiān)控系統(tǒng)分析研究

時間:2022-06-26 10:19:35

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自動化監(jiān)控系統(tǒng)分析研究

摘要:隨著中波廣播發(fā)射機技術(shù)的不斷發(fā)展,自動化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運而生,為廣播事業(yè)發(fā)展起到了一定的推動作用。發(fā)射臺自動化監(jiān)控不僅降低了相關(guān)工作人員的工作強度,而且還能夠進(jìn)一步保障節(jié)目的安全播出。在此背景下,本文重點對發(fā)射臺全面自動化新型管理體系進(jìn)行解析。

關(guān)鍵詞:中波發(fā)射機;自動化;遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng);音頻比對

系統(tǒng)中波廣播是一種以地波傳輸為主,天波傳輸為輔的傳播方式,將黨和國家的聲音傳到千家萬戶。近年來,隨著城市高樓大廈拔地而起,收聽效果較差,廣東省惠州中波轉(zhuǎn)播臺正是在這樣一個大環(huán)境下,對形勢進(jìn)行了反思,提出了應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)改進(jìn)自動監(jiān)控發(fā)射機的管理模式,而不是以前的人力管理機管理模式。在先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備和科學(xué)的管理理念的基礎(chǔ)上,有效地提高了播出效率,確保了發(fā)射臺的安全播出。本文以筆者工作單位DAM10KW中波廣播發(fā)射機為參考對象,對其中的信號源及自動化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行解析,希望讀者能夠?qū)υ撛O(shè)備的自動化監(jiān)控系統(tǒng)有更加深入的認(rèn)識和了解。

1.發(fā)射臺自動化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)與結(jié)構(gòu)的組成

中波發(fā)射臺從技術(shù)層面的組成包括發(fā)射機體系、節(jié)目傳輸體系、信號源體系、天饋線體系、供電體系和其他附屬設(shè)備構(gòu)成。此次我臺自動化系統(tǒng)建設(shè)的具體目標(biāo)如下。(1)發(fā)射機體系。采用哈廣DAM10KW中波廣播發(fā)射機(5主5備),建設(shè)發(fā)射機自動監(jiān)控系統(tǒng),通過采集器實現(xiàn)發(fā)射機參數(shù)的采集與控制,實現(xiàn)了發(fā)射機自動故障備用機、自動開關(guān)機功能。(2)節(jié)目傳輸體系。采用數(shù)字微波、衛(wèi)星接收天線、調(diào)頻接收機,各套節(jié)目的主、備用節(jié)目源通過音頻切換器分別進(jìn)行數(shù)字處理,并各自經(jīng)過自動/手動切換,分別選擇一路信號,經(jīng)數(shù)字音頻處理器輸出數(shù)字音頻和模擬音頻信號,送到發(fā)射機、信源監(jiān)聽、監(jiān)測以及監(jiān)控系統(tǒng)。(3)信號源體系。采用音頻比對系統(tǒng)、音頻監(jiān)控慢錄音系統(tǒng),對每一套節(jié)目的信號源和解調(diào)信號進(jìn)行比較和監(jiān)測、監(jiān)視,如有異常會提示某套節(jié)目信源(或解調(diào))比對異常報警,并可以實時查看。(4)天饋線體系。采用3座中波自立塔、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)、饋線、同軸饋管,5個頻點其中2座為雙頻共塔,1座單頻塔,通過同軸控制盒實現(xiàn)天線自動/手動轉(zhuǎn)換。(5)供電體系。采用2路獨立市電供電、2臺140KW柴油發(fā)電機,對供電系統(tǒng)的溫度、濕度、煙霧參數(shù)和三相電壓、電流的采集,實現(xiàn)BP機報警功能。(6)管理系統(tǒng)。采用指紋管理系統(tǒng)、報警系統(tǒng),通過身份認(rèn)證對人員實行權(quán)限管理,構(gòu)建多層次報警系統(tǒng),對重要參數(shù)進(jìn)行短消息報警,為構(gòu)建全方位智能監(jiān)控系統(tǒng)打下堅實基礎(chǔ)。MW站自動化控制系統(tǒng)是利用分布式工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),分散控制與集中管理的思想,將控制與管理分離開來,PC具有集中監(jiān)控與管理的功能,每臺設(shè)備在機內(nèi)分配、控制,上位機與下位機之間以高速通信總線相互連接傳輸信息。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的使用,符合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)主流技術(shù),也是當(dāng)前時代的技術(shù)需要,這樣就沒有網(wǎng)絡(luò)集成問題。分散結(jié)構(gòu)的發(fā)射臺各設(shè)備,不同的工作環(huán)節(jié)需要處理,從而最大限度地避免了系統(tǒng)的風(fēng)險,也擺脫了PC主導(dǎo)的控制模式。中波發(fā)射臺監(jiān)測系統(tǒng)是一個由構(gòu)件組成的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)用戶的需要不同,功能也可以簡化。每個監(jiān)控設(shè)備彼此獨立,并且可以通過網(wǎng)絡(luò)彼此交互。具體結(jié)構(gòu)圖如圖1。

2.發(fā)射臺自動化監(jiān)控系統(tǒng)功能的解析

2.1信源監(jiān)控系統(tǒng)的配置與功能。我臺發(fā)射5套廣播節(jié)目,其中5套節(jié)目主用節(jié)目源采用數(shù)字微波傳輸;4套采用備用節(jié)目源采用衛(wèi)星接收機接收解碼后,輸出數(shù)字基帶(AES/EBU)節(jié)目源信號;剩余1套備用節(jié)目源采用調(diào)頻接收信號,每套節(jié)目均有兩路節(jié)目源。信源智能切換系統(tǒng)對接收的各套節(jié)目的主、備用節(jié)目源信號分別進(jìn)行數(shù)字處理,并各自經(jīng)過自動/手動切換,分別選擇一路信號,經(jīng)數(shù)字音頻處理器輸出數(shù)字音頻和模擬音頻信號,送至發(fā)射機、監(jiān)聽、監(jiān)測及監(jiān)控系統(tǒng)。信源自動切換處理器運用數(shù)字化采樣實時斷定音頻是否正常,如主路信號源丟失,將自動切換至第二路備用信號源上,如果第二路備用信號源也丟失將自動切換到第三路應(yīng)急墊音(1000KHZ)。主路信號源恢復(fù)正常時,發(fā)射機的輸入信號會自動切回至主路信號源上。信源自動切換處理器不僅集信源智能切換、應(yīng)急手動切換、斷電于一體,而且將輸入輸出信號分配環(huán)出,提供全面的監(jiān)控信號,進(jìn)一步提高廣播效率,解決了信源的各個盲區(qū),達(dá)到統(tǒng)攬全局的目標(biāo)。2.2采集器的工作原理及發(fā)射機控制的特點。采集器采用兩種形式完成了對哈廣DAM發(fā)射機數(shù)據(jù)采集:第一種方式:哈廣DAM發(fā)射機在設(shè)計時就預(yù)留了模擬監(jiān)控接口,包括狀態(tài)量接口、模擬量接口與控制量接口。采集器運算采集儀表數(shù)據(jù),計算后得到發(fā)射機的工作參數(shù),并運用狀態(tài)量接口的采集數(shù)據(jù)獲取發(fā)射機工作狀態(tài)及各種故障報警狀態(tài),控制接口可直接控制發(fā)射機的低中高功率開機、升功率、降功率復(fù)位等操作;第二種方式,采集器采用與哈廣DAM發(fā)射機接口提供的數(shù)字接口配置接口的底層數(shù)據(jù),并根據(jù)哈廣發(fā)射機制造商提供的通信協(xié)議完成發(fā)射機的各種參數(shù)和狀態(tài)量的收集,并完成對發(fā)射機啟/停、復(fù)位等操作。其整套采集控制器工作機制用圖表表示如下:發(fā)射機采集控制器采用分布式控制結(jié)構(gòu),即每臺發(fā)射機對應(yīng)一個采集控制器,計算機系統(tǒng)采集控制器可以獨立工作,不會對發(fā)射機運行指標(biāo)和參數(shù)產(chǎn)生任何干擾。數(shù)據(jù)采集控制器之間沒有任何依賴關(guān)系,數(shù)據(jù)采集控制器故障不影響整個系統(tǒng)的運行,采集控制器是監(jiān)控系統(tǒng)與發(fā)射機之間的橋梁,負(fù)責(zé)采集發(fā)射機的相關(guān)工作參數(shù),也可以通過遠(yuǎn)程控制指令對發(fā)射機進(jìn)行遙控操作。根據(jù)各發(fā)射機工作時間參數(shù)的運行情況,在工作狀態(tài)下的主發(fā)射機,如果有故障或傳輸功率低于發(fā)射機倒機門限值以后,可實現(xiàn)無人操作進(jìn)行自動倒天饋線和倒備機播出。

3.遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件系統(tǒng)的特點與功能

3.1遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特點。發(fā)射臺遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、協(xié)議和開放的瀏覽器/服務(wù)器模式,從而實現(xiàn)資源共享,使系統(tǒng)具有良好的互操作性和可移植性。本系統(tǒng)采用了多種安全技術(shù),重點針對冗余容錯和故障恢復(fù)問題,確保在任何情況下不破壞數(shù)據(jù)、不丟失數(shù)據(jù),具有良好的安全性和保密性,自動清除病毒,對進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的用戶實施身份驗證和單向數(shù)據(jù)流模式,即屏蔽系統(tǒng)的任何遠(yuǎn)程操作的要求,并可以防止黑客混入后破壞系統(tǒng);為了防止合法用戶對數(shù)據(jù)的未授權(quán)訪問,通過指紋管理系統(tǒng),對值機人員還設(shè)置了合理的操作權(quán)限。3.2遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能介紹。動態(tài)瀏覽:通過圖柱觀察各發(fā)射機的整機發(fā)射功率、調(diào)幅度實時變化。當(dāng)任一發(fā)射機功率低于設(shè)定門限值,并持續(xù)超過設(shè)定時間后,將會發(fā)出報警信息。單擊任一發(fā)射機的標(biāo)題,可進(jìn)入該發(fā)射機詳細(xì)的實時監(jiān)測。整體觀察:該界面詳細(xì)列出發(fā)射機倒備自動控制系統(tǒng)中的5主5備的工作狀態(tài)、播出時段、天線位置、故障倒機、開關(guān)狀態(tài)、通信故障,并可以通過控制按鈕執(zhí)行“開機”“關(guān)機”“復(fù)位”。信源切換:該界面詳細(xì)列出各套節(jié)目的主、備用節(jié)目信源。系統(tǒng)默認(rèn)為“自動模式”當(dāng)輸出第一路信源丟失時,自動切換至第二路信源;也可通過“手動模式”進(jìn)行手動切換。環(huán)境監(jiān)測:通過溫濕度傳感器、煙感傳感器,采集各機房環(huán)境數(shù)據(jù)及狀態(tài),一旦采集數(shù)據(jù)異常,會觸發(fā)報警。電力監(jiān)測:通過電力采集器采集高壓電轉(zhuǎn)換后的低壓配電三相電壓、電流,以及柴油發(fā)電機的工作狀態(tài)。報警查詢:用戶可對查詢的設(shè)備進(jìn)行選擇,選擇單個設(shè)備或者所有設(shè)備進(jìn)行查詢,同時可選擇查詢的時間段查詢報警信息。歷史曲線:將發(fā)射機的所有歷史數(shù)據(jù)按曲線的形式顯示。用戶可選擇發(fā)射機起止時間段,觀察某一數(shù)據(jù)量的變化。抄表打?。簩l(fā)射機數(shù)據(jù)進(jìn)行抄表統(tǒng)計,將發(fā)射機在查詢時間段內(nèi),間隔固定時長取一條記錄,然后羅列出來。參數(shù)設(shè)置:此界面有7個模塊,分別為播出時段設(shè)置、倒機門限設(shè)置、播出使能設(shè)置、報警彈窗設(shè)置、報警號碼設(shè)置、用戶權(quán)限管理、操作記錄。通過參數(shù)設(shè)置可以對主/備自動開關(guān)機時間段、故障倒換主/備機門限、自動開關(guān)機和自動倒備機的開啟或關(guān)閉、短信報警提示、用戶權(quán)限等功能的設(shè)置,并通過操作記錄界面,可查看用戶對系統(tǒng)進(jìn)行的操作記錄。參數(shù)設(shè)置是該軟件系統(tǒng)中最重要的一環(huán),用戶根據(jù)需求填寫好數(shù)據(jù)后通過“存數(shù)據(jù)庫”,數(shù)據(jù)將被保存到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中;然后通過“設(shè)置參數(shù)”,將服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)下發(fā)到發(fā)射機采集控制器上;再通過“讀取配置”,將下發(fā)到發(fā)射機采集控制器中的數(shù)據(jù)讀取上來;用戶可根據(jù)讀取上來的數(shù)據(jù)和服務(wù)器上的數(shù)據(jù)比較一下,看看數(shù)據(jù)是否成功設(shè)置到采集控制器中。3.3音頻比對軟件系統(tǒng)的原理與功能。音頻比對系統(tǒng),是將各套節(jié)目信號源經(jīng)過音頻切換處理器后去往發(fā)射機的信號與通過無線接收解調(diào)后的音頻信號進(jìn)行比對、節(jié)目信號源的主用信號和備用信號進(jìn)行比對,如有異常下方會提示某套節(jié)目信源(或解調(diào))比對異常報警,并記錄在下方通知欄里,可以清晰地發(fā)現(xiàn)哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題。根據(jù)用戶需求,將數(shù)字音頻信號解壓和解碼送至音箱監(jiān)聽,服務(wù)軟件可根據(jù)用戶的需求任意組織音頻柱圖的監(jiān)視畫面,并提供循環(huán)監(jiān)聽和固定頻率監(jiān)聽。當(dāng)某一信號有報警觸發(fā)時,系統(tǒng)會發(fā)出語音報警信息,并可以通過回放功能選擇某一時段,查看該時段的音頻信息、音頻質(zhì)量等信息。結(jié)語通過對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè),減少了人為事故,確保廣播的安全播出。實現(xiàn)中波廣播發(fā)射臺自動監(jiān)控系統(tǒng)是為了適應(yīng)時代的發(fā)展,本文分析了發(fā)射臺自動化監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、控制特點、功能、參數(shù)設(shè)置,希望可以為讀者提供一定的參考。

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作者:曾德志 單位:廣東省惠州中波轉(zhuǎn)播臺