鐘明

摘要：針對DX200kW中波發(fā)射機關(guān)鍵部件在設(shè)備運行中工作過程中，過流、過壓、老化等原因出現(xiàn)溫升，溫升過高后直接影響發(fā)射機正常工作，造成播出設(shè)備故障。而現(xiàn)有手段無法直觀測量溫升情況，無法提前進行干預(yù)。系統(tǒng)通過無線溫度傳感器，建立溫度在線監(jiān)測自動預(yù)警管理平臺與溫度數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，快速準(zhǔn)確定位故障點，使值班人員能夠及時采取有效處理措施，最大限度地保障安全播出工作。

關(guān)鍵詞：播出設(shè)備；無線傳感；實時監(jiān)控；故障預(yù)警

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）14-0252-03

DX200kW中波發(fā)射機效率高、指標(biāo)優(yōu)、運行穩(wěn)定，但控制線路復(fù)雜，由成千上萬只部件組成，一只元件損壞或是一根線接觸不良，都可能造成整部發(fā)射機停播。器件長期在大電流、高電壓下工作，即使是優(yōu)良的器件也會出現(xiàn)不可預(yù)期的問題。而查找、確定故障點的時間很長，更換元器件困難，極易造成停播事故。我臺DX200kW中波發(fā)射機每天近24小時播出，日常檢修維護工作只能在每周3小時的停機時間內(nèi)完成，因沒有代播設(shè)備，為避免出現(xiàn)長時間停播，預(yù)防性維護和快速處理故障顯得異常重要。傳統(tǒng)的播出設(shè)備檢修維護手段主要是： 目檢，檢修人員用眼睛目測各器件在形狀、顏色、裂紋等方面的狀態(tài)是否發(fā)生異常來確定器件是否已變質(zhì)變壞；觸摸，斷電后，檢修人員觸摸各器件的溫度以判斷器件是否異常，是否需要更換；測試，針對大器件，如大電容、大電感，檢修人員依靠測量儀器測試器件的參數(shù)，根據(jù)參數(shù)是否偏離正常范圍而確定器件的好壞。人工檢修受停機時間、人員責(zé)任心、工作經(jīng)驗、技能技術(shù)水平的影響較大，存在漏巡，漏檢的可能性。另外，對于設(shè)備內(nèi)部的缺陷，通過簡單的檢修是不能發(fā)現(xiàn)問題的，比如發(fā)射機構(gòu)造緊湊，某些器件處于肉眼看不見的地方且不能每次進行拆卸測試和觸摸，使得設(shè)備檢修維護的有效性大打折扣。尋求一種實時、可靠、高效、自動的巡檢、并實現(xiàn)故障預(yù)警是本系統(tǒng)建設(shè)的背景。播出設(shè)備絕大部分故障原因是器件老化、過流、過壓產(chǎn)生的，其狀態(tài)表現(xiàn)為：在故障出現(xiàn)之前溫度會比正常工作時升高許多。通過溫度傳感器實現(xiàn)關(guān)鍵部件的長期在線監(jiān)測，在事故前準(zhǔn)確獲取關(guān)鍵部件的溫度變化情況，掌控播出設(shè)備器件的工作狀態(tài)，一旦某一器件溫度異常，在機器不播音時段就可以進行快速的處理與更換，同時故障發(fā)生時也能快速找到故障點，恢復(fù)播出，能有效提升安全播出保障能力。

1 發(fā)射機故障預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)主要由三部分組成：無線溫度傳感器、 無線溫度監(jiān)測網(wǎng)關(guān)、人機接口單元構(gòu)成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

無線溫度傳感器采用數(shù)字測溫芯片，實時測量發(fā)射機房關(guān)鍵部件的溫度，通過2.4G收發(fā)模塊實時傳遞至無線溫度采集器。無線溫度采集器通過2.4G無線模式組網(wǎng)測溫節(jié)點，無線溫度采集器關(guān)完成溫度數(shù)據(jù)的顯示與超限判斷，顯示各個測溫節(jié)點的工作狀態(tài)，以太網(wǎng)有線模式接入到人機接口單元中，實現(xiàn)測溫數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序交互。人機接口單元應(yīng)用程序完成數(shù)據(jù)采集包接收、命令下達(dá)、溫度數(shù)據(jù)匯總和分析、并上傳關(guān)鍵信息到機房運行監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

1.2.1 系統(tǒng)功能概述

系統(tǒng)的主要目標(biāo)是實時監(jiān)控發(fā)射機設(shè)備工作狀態(tài)，發(fā)生故障及時報警，保證發(fā)射機平穩(wěn)正常運行；對接機房運行監(jiān)控系統(tǒng)，作為子系統(tǒng)，彌補其故障預(yù)警方面的不足；通過對發(fā)射機關(guān)鍵部件溫度的數(shù)據(jù)分析，對發(fā)射機進行前瞻性維護，提升檢修質(zhì)量和工作效率。系統(tǒng)功能模塊按圖2所示設(shè)計。

1.2.2 無線溫度傳感器實現(xiàn)功能

1）在線測溫，溫度信息實時回傳；2）溫度信息數(shù)字化（IP）。

1.2.3 數(shù)據(jù)采集器實現(xiàn)功能

1）顯示下轄的溫度傳感器的狀態(tài)（信號強度與電池電壓）。并針對信號較弱或電壓電量不足的溫度傳感器進行標(biāo)示；

對于該無線溫度傳感器，在內(nèi)部電池將要耗盡時，在對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器的對應(yīng)通道前顯示電池符號，表示對應(yīng)的溫度傳感器將很快不能工作（提前半年預(yù)警）。在這種情況下，機房運行維護人員可通過更換傳感器中的電池來使傳感器恢復(fù)工作。

2）顯示前端溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度超限值對采集的溫度進行判定，超限的溫度將在屏上被標(biāo)示和報警；

3）采用Socket通信方式實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的上傳。

1.2.4 監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件實現(xiàn)功能

系統(tǒng)軟件功能從溫度數(shù)據(jù)智能分析功能、溫度趨勢圖顯示功能、溫度數(shù)據(jù)自動儲存和釋放功能、自動報警功能和安全管理功能5方面設(shè)計。

1）溫度數(shù)據(jù)智能分析功能

（1）對溫度數(shù)據(jù)進行計算，如歷史溫度最大值，歷史平均溫度值；

（2）將在線數(shù)據(jù)同歷史記錄數(shù)據(jù)以及器件正常工作時參數(shù)進行比較以發(fā)現(xiàn)異常溫度值；

（3）支持器件溫度數(shù)據(jù)檢索功能；

（4）支持異常數(shù)據(jù)單獨顯示功能。

2）溫度趨勢圖顯示功能

（1）系統(tǒng)具備近期溫度趨勢顯示功能，顯示時間段可以人工設(shè)置；

（2）某一設(shè)備或接口溫度趨勢異常時，系統(tǒng)自動優(yōu)先顯示或突出顯示該溫度趨勢，以提顯值班人員。

3）溫度數(shù)據(jù)自動儲存和釋放功能

（1）對于記錄下來的所有數(shù)據(jù)的信息，都自動存儲在數(shù)據(jù)庫中；

（2）在需要的情況下，可以根據(jù)查詢條件，釋放溫度數(shù)據(jù)；

（3）可以根據(jù)溫度數(shù)據(jù)類型和存儲時間自動釋放數(shù)據(jù)；

4）自動報警功能

（1）觸發(fā)超溫自動報警時，報警信號、內(nèi)容等可在監(jiān)控畫面自動顯示；

（2）報警可根據(jù)需要進行分級，報警信號、報警內(nèi)容可在任何畫面自動顯示；

（3）報警信息儲存管理，可以通過多種方式查詢報警信息；

（4）報警信息可以區(qū)分該報警信息是否已被用戶檢查確認(rèn)；如用戶未確認(rèn)，則在設(shè)定時間內(nèi)重發(fā)報警。

（5）重發(fā)報警時間間隔可人工設(shè)定；

（6）設(shè)備檢測溫度報警閾值可智能設(shè)置和人工設(shè)置。

（7）所有報警信息報告自動保存，所有報警信息均可查詢，有需要時可打印輸出。

5）安全管理功能

（1）系統(tǒng)保存自動生成的重要數(shù)據(jù)，包括用戶信息、報警信息、操作記錄、日志等。

（2）對自動生成的系統(tǒng)運行日志、運行曲線報告、超溫報警報告，可查詢及打印輸出。

（3）系統(tǒng)具有較強的容錯性，不會因誤操作等原因而導(dǎo)致系統(tǒng)出錯和崩潰。

1.3 人機接口單元設(shè)計

1） 主界面

人機接口單元主界面如圖3所示，工具欄有設(shè)備總況、告警管理、配置、查詢中心、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)日志和退出系統(tǒng)等七個功能導(dǎo)航菜單，可根據(jù)實際需要選擇進入相應(yīng)子菜單界面。監(jiān)測數(shù)據(jù)主要展現(xiàn)發(fā)射機房2部發(fā)射機5個部位設(shè)備的實時工作狀態(tài)。狀態(tài)方框各種顏色分別代表的意義如下：

（1）綠色—設(shè)備所屬的節(jié)點上傳溫度數(shù)據(jù)無異常，設(shè)備正常工作

（2）灰色—設(shè)備所屬的節(jié)點中有無法正常上傳數(shù)據(jù)的情況，可能掉線。

（3）紅色—設(shè)備所屬的節(jié)點上傳溫度數(shù)據(jù)超過告警閥值，產(chǎn)生告警信號。

（4）黃色—設(shè)備所屬的節(jié)點上傳溫度數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值，產(chǎn)生預(yù)警信號。

（5）橙色—設(shè)備所屬的節(jié)點上傳溫度數(shù)據(jù)超過越界閾值，產(chǎn)生越界信號。

信息提示欄包括無線溫度傳感器通信狀態(tài)、無線溫度傳感器的運行狀態(tài)以及用戶登錄信息。

2）設(shè)備總況

該模塊用簡單直觀的界面呈現(xiàn)發(fā)射機關(guān)鍵部件測溫點的運行狀態(tài)，點擊發(fā)射機各個部位的狀態(tài)方框，可進入對應(yīng)的設(shè)備實時數(shù)據(jù)頁面展示頁面，

3） 告警管理

告警管理界面如圖6所示，該模塊的功能是查看及處理節(jié)點產(chǎn)生的報警記錄（包含告警、預(yù)警、越界），設(shè)置節(jié)點告警閥值。設(shè)置重發(fā)報警的時間。支持搜索和導(dǎo)出excel表格配置。

4）配置

配置設(shè)置界面如圖7所示，該模塊的功能是查看和編輯所有網(wǎng)關(guān)設(shè)備和節(jié)點信息，支持導(dǎo)出excel表格。

5）查詢中心

查詢中心界面如圖8所示，該模塊的功能是根據(jù)設(shè)置的對象選擇、時間段、溫度范圍，查詢對應(yīng)的數(shù)據(jù)。其中統(tǒng)計對象是下拉列表，下拉列表的形式可以將所有節(jié)點按照所屬部位以2級從屬結(jié)構(gòu)顯示。支持導(dǎo)出excel表格。支持列表或折線圖形式展現(xiàn)數(shù)據(jù)。

6）數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理界面如圖9所示，該模塊的功能是根據(jù)設(shè)置的統(tǒng)計對象、統(tǒng)計類型、時間段、時間間隔條件，統(tǒng)計出對應(yīng)的數(shù)據(jù)。這其中統(tǒng)計對象是下拉列表，下拉列表的形式可以將所有節(jié)點按照所屬部位以2級從屬結(jié)構(gòu)顯示。統(tǒng)計類型支持平均值和最大值統(tǒng)計。時間間隔支持時、日、月統(tǒng)計。支持導(dǎo)出excel表格。支持列表或折線圖形式展現(xiàn)數(shù)據(jù)。

7）系統(tǒng)日志

系統(tǒng)日志界面如圖10所示，該模塊的功能是顯示用戶操作記錄?？筛鶕?jù)關(guān)鍵字（范圍是事件、用戶名、工號字段）搜索對應(yīng)的操作記錄，支持導(dǎo)出excel表格。

2 結(jié)束語

系統(tǒng)通過無線溫度傳感器實時采集發(fā)射機關(guān)鍵部件溫度，由人機接口單元的應(yīng)用程序?qū)Πl(fā)射機關(guān)鍵部件的運行狀態(tài)信息、溫度信息進行整合和集成，對目標(biāo)器件溫度的實時測量與分析，降低播出設(shè)備長期滿負(fù)荷運行，維護時間和維護手段單一引發(fā)的事故，取代人工巡檢，彌補現(xiàn)有發(fā)射機運行維護模式在故障預(yù)警方面的不足，智能化管理發(fā)射機設(shè)備，提升發(fā)射機維護效率。

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