王殿超

【摘 要】發(fā)射機自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了發(fā)射臺站所有發(fā)射機的自動化，發(fā)射臺站可以遠程控制和監(jiān)控發(fā)射機、天線控制系統(tǒng)等與安全播出相關的技術設備，為確保發(fā)射臺站“三滿”的播出任務提供重要的技術支持。通過自動化改造，發(fā)射機自動控制系統(tǒng)更加滿足信息化建設的要求，使發(fā)射臺站的傳輸發(fā)射工作全面實現(xiàn)自動化。

【關鍵詞】自動控制系統(tǒng)；遠程控制；自動化改造

1 系統(tǒng)概述

我臺在西新工程期間引進了8部THALES公司TSW2500型500KW短波發(fā)射機和發(fā)射機自動控制系統(tǒng)（BCS）。發(fā)射機自動控制系統(tǒng)通過位于我臺中控機房的主控計算機，控制、管理和監(jiān)控全臺技術網(wǎng)內與安全播音有關的技術設備運行，主要包括發(fā)射機遠程控制系統(tǒng)、天線矩陣控制系統(tǒng)、GPS校時系統(tǒng)、電力系統(tǒng)監(jiān)視、大屏顯示系統(tǒng)、小天控盤控制系統(tǒng)和與國內設備配套的子系統(tǒng)等。

甲、乙、丙發(fā)射機房所有發(fā)射機的運行圖在位于中控機房的發(fā)射機自動控制系統(tǒng)上統(tǒng)一制作、管理。發(fā)射機自動控制系統(tǒng)控制發(fā)射機自動開關機、換頻、換天線，并能通過手動方式操作發(fā)射機和天線矩陣控制系統(tǒng)完成緊急或臨時代播任務；發(fā)射機自動控制系統(tǒng)監(jiān)測發(fā)射機高低壓及各種表值并通過大屏顯示系統(tǒng)在屏幕上顯示出來，當發(fā)射機出現(xiàn)故障時計算機顯示器上會彈出相對應的信息提示框，讓值班人員對發(fā)射機的運行工作狀態(tài)一目了然；與GPS校時系統(tǒng)保持不間斷通信，確保發(fā)射機自動控制系統(tǒng)時間是標準時間，發(fā)射機開關機、倒頻、換天線等操作按照標準時間執(zhí)行；通過小天控盤控制系統(tǒng)，備用發(fā)射機可以為甲乙發(fā)射機房的任何一部發(fā)射機代播，減少因發(fā)射機故障引起的停播。

1.1 主控計算機

整個發(fā)射機自動控制系統(tǒng)由中控機房的兩臺主機控制，這兩臺主機互為熱備份，通過主控計算機通訊程序同步數(shù)據(jù)，通過PLC（可編程邏輯控制器）控制主機、備份計算機的切換。主控計算機的操作系統(tǒng)采用Windows XP professional英文版，具有強大的多任務、多用戶處理能力。熱備份系統(tǒng)具有以下主要功能：

1）通過主用計算機程序持續(xù)升級備份計算機的運行圖文件、日志文件和系統(tǒng)文件，目的是確保切換到備份計算機工作時，主備機的運行圖文件、日志文件和系統(tǒng)文件保持一致。

2）通過監(jiān)視主用計算機運行圖程序，一旦系統(tǒng)崩潰會重新啟動程序。

3）持續(xù)監(jiān)視主用計算機運行工作狀態(tài)，一旦主用計算機出現(xiàn)問題會自動切換到備份計算機上工作。

4）重新啟動系統(tǒng)會重新啟動所有控制模塊。

5）在發(fā)射機自動控制系統(tǒng)中有看門狗程序，主用、備份計算機程序正常運行時，通過TCP/IP協(xié)議發(fā)出“心跳信號”，PLC（可編程邏輯控制器）不間斷地監(jiān)測兩臺計算機的“心跳信號”，PLC一旦監(jiān)測到信號不正常，就會重啟主用計算機，控制KVM切換器切換到備份計算機，由備份計算機控制系統(tǒng)運行，同時在發(fā)射機自動控制系統(tǒng)控制面板上顯示相應的信息。

6）如果主用計算機出現(xiàn)故障，熱備份切換的同時，會有蜂鳴器報警，直到系統(tǒng)正常后報警聲停止。

1.2 網(wǎng)絡結構及控制體系

發(fā)射機自動控制系統(tǒng)采用TCP/IP星型網(wǎng)絡結構，各個系統(tǒng)設備之間通過多模光纜或雙絞線連接在一起，各設備采用靜態(tài)IP地址進行互相通信。這種通信方式可以保證通信的高效性，又可以保證多臺控制計算機同時與某一設備連接（這對熱備系統(tǒng)尤為重要）。對于不支持TCP/IP協(xié)議的硬件設備，可以使用設備上的串口，經過RS232到RJ45的轉換器（MOXA DE-311）接入系統(tǒng)。同時，發(fā)射機自動控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)技術，將全臺技術網(wǎng)內硬件設備連接在一起，可以實現(xiàn)在中控機房對各發(fā)射機房發(fā)射機、天線控制系統(tǒng)、GPS校時系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、電力設備等設備的監(jiān)控。

控制系統(tǒng)完成對其他系統(tǒng)的控制要有完善的控制體系，中控機房與發(fā)射機房的控制體系基于Process、Communication、Control and Visualization三層控制原理模式設計：

1）在Process層，遠程終端設備實現(xiàn)翻譯各種設備數(shù)據(jù)的任務，能夠通過數(shù)據(jù)層與控制系統(tǒng)進行通訊。遠程終端設備包括一個帶有I/O的PLC系統(tǒng)和處理器，具有以下功能：翻譯與通訊協(xié)議有關的傳感器信號；對照網(wǎng)絡信息地址，翻譯收到的信息，轉換成簡單的控制命令；對I/O信號進行預處理，降低主控計算機的負擔。這種方式允許不同型號的發(fā)射機、天線系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、電力管理系統(tǒng)整合到控制系統(tǒng)，系統(tǒng)本身有一個清晰和標準模塊化的架構，便于進行維護和升級。

2）Communication層根據(jù)設備的型號和廠商提供的通訊架構和通訊協(xié)議，可以實現(xiàn)分別直接連接多種網(wǎng)絡設備，各種設備的驅動可以使控制系統(tǒng)學習到詳細的網(wǎng)絡協(xié)議。各種設備通過各自驅動程序的加工，能夠采用相同的協(xié)議進行通訊，這對系統(tǒng)的整合和第三方設備的加入提供了非常有利的條件。

3）Control and Visualization依據(jù)控制系統(tǒng)的規(guī)范整合各種自動控制系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。當正確定義本地數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進程，所有數(shù)據(jù)都顯示在控制窗口。所有發(fā)射機相關設備可以整合到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，它們通過各自連接遠程終端的線號和動態(tài)更新的數(shù)據(jù)表以及動態(tài)更新的系統(tǒng)數(shù)據(jù)定義文件在操作窗口顯示。增加新的參數(shù)不需要去修改相應的控制程序，只需修改以上文件即可。

1.3 系統(tǒng)特點

1）發(fā)射機自動控制系統(tǒng)的應用使發(fā)射臺站可以不在發(fā)射機房本地就可以監(jiān)控發(fā)射機和各系統(tǒng)設備的工作運行狀態(tài)，通訊的穩(wěn)定性和可靠性保證了控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行，采用光纜、工業(yè)級計算機等設備降低了短波發(fā)射到來的強電磁干擾；

2）整個發(fā)射臺站的技術設備都可以通過中控機房的兩臺主控計算機進行實時監(jiān)控，電力監(jiān)測、天線控制等自動化子系統(tǒng)也可以通過SNMP協(xié)議，全部融合到控制系統(tǒng)中；

3）本系統(tǒng)還增加了對DRM發(fā)射機節(jié)目源進行處理和傳輸?shù)脑O備，為今后實現(xiàn)數(shù)字廣播打下了基礎。

2 自動化改造

發(fā)射機自動控制系統(tǒng)的上述特點讓發(fā)射臺站的值班工作變得簡單，減少了值班人員對發(fā)射機的操作，不用人工開關機、倒頻等，從而降低了人為責任性事故發(fā)生的可能性，同時發(fā)射機等播出設備發(fā)生異態(tài)能及時了解從而節(jié)省了時間，為安全播出保駕護航。然而，隨著信息化的飛速發(fā)展，我臺的發(fā)射機自動控制系統(tǒng)目前已存在一些不足：現(xiàn)有的發(fā)射機自動控制系統(tǒng)無法與臺運行管理系統(tǒng)進行兼容對接，不能將與安全播出有關的設備運行數(shù)據(jù)上傳到局安全傳輸發(fā)射管理平臺；局發(fā)調度令不能直接下發(fā)到發(fā)射機自動控制系統(tǒng)，中控機房主控計算機上節(jié)目運行圖的更新未實現(xiàn)自動化，現(xiàn)有模式是中控機房通過智能調度系統(tǒng)接收局發(fā)調度令，機房主任通過手動方式增加、修改、刪除發(fā)射機房所有發(fā)射機的節(jié)目運行圖，工作量大，復查壓力大。因此，我臺對發(fā)射機自動控制系統(tǒng)進行了自動化改造。

為保證原系統(tǒng)的可靠性和完整性，并實現(xiàn)發(fā)射機實時狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障報警數(shù)據(jù)能及時上傳到局安全傳輸發(fā)射管理平臺，及節(jié)目運行圖下發(fā)到主控計算機，特增加數(shù)據(jù)轉發(fā)系統(tǒng)。本系統(tǒng)位于臺運行管理系統(tǒng)與發(fā)射機自動控制系統(tǒng)之間。數(shù)據(jù)轉發(fā)系統(tǒng)與臺運行管理系統(tǒng)實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，從臺運行管理系統(tǒng)接收調度令和運行圖，并解析成主控計算機系統(tǒng)默認的數(shù)據(jù)格式，同時上傳本系統(tǒng)采集到的發(fā)射機運行數(shù)據(jù)和故障報警數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)轉發(fā)系統(tǒng)與發(fā)射機自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換是單向數(shù)據(jù)傳輸，通過SNMP協(xié)議從發(fā)射機自動控制系統(tǒng)的主控計算機讀取發(fā)射機相關數(shù)據(jù)，存儲、轉發(fā)給臺運行管理系統(tǒng)，并提供數(shù)據(jù)的查詢功能，本系統(tǒng)生成新的運行圖后，系統(tǒng)自動將（下轉第161頁）（上接第97頁）節(jié)目運行圖文件覆蓋原發(fā)射機自動控制系統(tǒng)節(jié)目運行圖文件，并備份原節(jié)目運行圖文件。

數(shù)據(jù)轉發(fā)系統(tǒng)的硬件設備需要配一臺有雙網(wǎng)卡的工控機，其中一塊網(wǎng)卡接入局技術網(wǎng)，與臺運行管理系統(tǒng)通訊；另外一塊網(wǎng)卡接入臺技術網(wǎng)。

數(shù)據(jù)轉發(fā)系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能如下：

1）實時數(shù)據(jù)讀取

數(shù)據(jù)轉發(fā)系統(tǒng)通過SNMP協(xié)議，從發(fā)射機自動控制系統(tǒng)主用計算機或備份計算機讀取數(shù)據(jù)，包括發(fā)射機相關表值、發(fā)射機報警數(shù)據(jù)、天線控制系統(tǒng)中天線交換開關的狀態(tài)數(shù)據(jù)，在本地存儲數(shù)據(jù)，同時上傳到臺運行管理系統(tǒng)，并提供數(shù)據(jù)的查詢功能。

2）故障報警

通過讀取發(fā)射機自動控制系統(tǒng)報警日志信息獲取。

3）運行圖管理

數(shù)據(jù)轉發(fā)系統(tǒng)從臺運行管理系統(tǒng)接收調度令或節(jié)目運行圖，給出接收調度令或運行圖提示，本系統(tǒng)從發(fā)射機自動控制系統(tǒng)讀取頻率預置信息（發(fā)射機節(jié)目預置文檔為T01_FREQPRG.ctg文件）進行比對。如果文件內有預置信息，直接生成新的運行圖；如果文件內沒有相應的預置信息，由用戶添加后生成新運行圖。新生成的運行圖具有比對功能，新修改的部分與當前運行圖相比不用的地方可突出顯示，用戶確認后，手動生成新的運行圖文件，由系統(tǒng)自動替換并備份原運行圖，并通過手動加載發(fā)射機自動控制系統(tǒng)的主自動開關使新運行圖生效。

當網(wǎng)絡中斷無法連接局端網(wǎng)絡時，中控機房收到局電話或傳真調度后可以在數(shù)據(jù)轉發(fā)系統(tǒng)上手動修改節(jié)目運行圖以完成節(jié)目運行圖的更新，安全播音工作不會因網(wǎng)絡中斷而受影響。

3 總結

經過自動化改造后的發(fā)射機自動控制系統(tǒng)使全臺傳輸發(fā)射工作的自動化程度進一步提高，從調度令的下發(fā)更新到發(fā)射機的開關機、倒頻等操作及各技術設備的監(jiān)測管理都實現(xiàn)了自動化，減少了機房主任和值班人員對各技術設備的手動操作，從而減少了發(fā)生人為責任性事故的可能，為發(fā)射臺安全播音工作的順利進行提供了強大的技術保障。

[責任編輯：湯靜]