自動化監控系統分析研究
時間:2022-06-26 10:19:35
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摘要:隨著中波廣播發射機技術的不斷發展,自動化監控系統應運而生,為廣播事業發展起到了一定的推動作用。發射臺自動化監控不僅降低了相關工作人員的工作強度,而且還能夠進一步保障節目的安全播出。在此背景下,本文重點對發射臺全面自動化新型管理體系進行解析。
關鍵詞:中波發射機;自動化;遠程監控系統;音頻比對
系統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,廣東省惠州中波轉播臺正是在這樣一個大環境下,對形勢進行了反思,提出了應用先進的科學技術改進自動監控發射機的管理模式,而不是以前的人力管理機管理模式。在先進的監控設備和科學的管理理念的基礎上,有效地提高了播出效率,確保了發射臺的安全播出。本文以筆者工作單位DAM10KW中波廣播發射機為參考對象,對其中的信號源及自動化監控系統進行解析,希望讀者能夠對該設備的自動化監控系統有更加深入的認識和了解。
1.發射臺自動化監控系統的建設目標與結構的組成
中波發射臺從技術層面的組成包括發射機體系、節目傳輸體系、信號源體系、天饋線體系、供電體系和其他附屬設備構成。此次我臺自動化系統建設的具體目標如下。(1)發射機體系。采用哈廣DAM10KW中波廣播發射機(5主5備),建設發射機自動監控系統,通過采集器實現發射機參數的采集與控制,實現了發射機自動故障備用機、自動開關機功能。(2)節目傳輸體系。采用數字微波、衛星接收天線、調頻接收機,各套節目的主、備用節目源通過音頻切換器分別進行數字處理,并各自經過自動/手動切換,分別選擇一路信號,經數字音頻處理器輸出數字音頻和模擬音頻信號,送到發射機、信源監聽、監測以及監控系統。(3)信號源體系。采用音頻比對系統、音頻監控慢錄音系統,對每一套節目的信號源和解調信號進行比較和監測、監視,如有異常會提示某套節目信源(或解調)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、天調網絡、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天線自動/手動轉換。(5)供電體系。采用2路獨立市電供電、2臺140KW柴油發電機,對供電系統的溫度、濕度、煙霧參數和三相電壓、電流的采集,實現BP機報警功能。(6)管理系統。采用指紋管理系統、報警系統,通過身份認證對人員實行權限管理,構建多層次報警系統,對重要參數進行短消息報警,為構建全方位智能監控系統打下堅實基礎。MW站自動化控制系統是利用分布式工業以太網技術,分散控制與集中管理的思想,將控制與管理分離開來,PC具有集中監控與管理的功能,每臺設備在機內分配、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。工業以太網技術的使用,符合當前網絡主流技術,也是當前時代的技術需要,這樣就沒有網絡集成問題。分散結構的發射臺各設備,不同的工作環節需要處理,從而最大限度地避免了系統的風險,也擺脫了PC主導的控制模式。中波發射臺監測系統是一個由構件組成的監測網絡系統。該系統根據用戶的需要不同,功能也可以簡化。每個監控設備彼此獨立,并且可以通過網絡彼此交互。具體結構圖如圖1。
2.發射臺自動化監控系統功能的解析
2.1信源監控系統的配置與功能。我臺發射5套廣播節目,其中5套節目主用節目源采用數字微波傳輸;4套采用備用節目源采用衛星接收機接收解碼后,輸出數字基帶(AES/EBU)節目源信號;剩余1套備用節目源采用調頻接收信號,每套節目均有兩路節目源。信源智能切換系統對接收的各套節目的主、備用節目源信號分別進行數字處理,并各自經過自動/手動切換,分別選擇一路信號,經數字音頻處理器輸出數字音頻和模擬音頻信號,送至發射機、監聽、監測及監控系統。信源自動切換處理器運用數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急墊音(1000KHZ)。主路信號源恢復正常時,發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、應急手動切換、斷電于一體,而且將輸入輸出信號分配環出,提供全面的監控信號,進一步提高廣播效率,解決了信源的各個盲區,達到統攬全局的目標。2.2采集器的工作原理及發射機控制的特點。采集器采用兩種形式完成了對哈廣DAM發射機數據采集:第一種方式:哈廣DAM發射機在設計時就預留了模擬監控接口,包括狀態量接口、模擬量接口與控制量接口。采集器運算采集儀表數據,計算后得到發射機的工作參數,并運用狀態量接口的采集數據獲取發射機工作狀態及各種故障報警狀態,控制接口可直接控制發射機的低中高功率開機、升功率、降功率復位等操作;第二種方式,采集器采用與哈廣DAM發射機接口提供的數字接口配置接口的底層數據,并根據哈廣發射機制造商提供的通信協議完成發射機的各種參數和狀態量的收集,并完成對發射機啟/停、復位等操作。其整套采集控制器工作機制用圖表表示如下:發射機采集控制器采用分布式控制結構,即每臺發射機對應一個采集控制器,計算機系統采集控制器可以獨立工作,不會對發射機運行指標和參數產生任何干擾。數據采集控制器之間沒有任何依賴關系,數據采集控制器故障不影響整個系統的運行,采集控制器是監控系統與發射機之間的橋梁,負責采集發射機的相關工作參數,也可以通過遠程控制指令對發射機進行遙控操作。根據各發射機工作時間參數的運行情況,在工作狀態下的主發射機,如果有故障或傳輸功率低于發射機倒機門限值以后,可實現無人操作進行自動倒天饋線和倒備機播出。
3.遠程監控軟件系統的特點與功能
3.1遠程監控系統的特點。發射臺遠程監控系統采用開放的網絡結構、協議和開放的瀏覽器/服務器模式,從而實現資源共享,使系統具有良好的互操作性和可移植性。本系統采用了多種安全技術,重點針對冗余容錯和故障恢復問題,確保在任何情況下不破壞數據、不丟失數據,具有良好的安全性和保密性,自動清除病毒,對進入網絡的用戶實施身份驗證和單向數據流模式,即屏蔽系統的任何遠程操作的要求,并可以防止黑客混入后破壞系統;為了防止合法用戶對數據的未授權訪問,通過指紋管理系統,對值機人員還設置了合理的操作權限。3.2遠程監控系統的主要功能介紹。動態瀏覽:通過圖柱觀察各發射機的整機發射功率、調幅度實時變化。當任一發射機功率低于設定門限值,并持續超過設定時間后,將會發出報警信息。單擊任一發射機的標題,可進入該發射機詳細的實時監測。整體觀察:該界面詳細列出發射機倒備自動控制系統中的5主5備的工作狀態、播出時段、天線位置、故障倒機、開關狀態、通信故障,并可以通過控制按鈕執行“開機”“關機”“復位”。信源切換:該界面詳細列出各套節目的主、備用節目信源。系統默認為“自動模式”當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”進行手動切換。環境監測:通過溫濕度傳感器、煙感傳感器,采集各機房環境數據及狀態,一旦采集數據異常,會觸發報警。電力監測:通過電力采集器采集高壓電轉換后的低壓配電三相電壓、電流,以及柴油發電機的工作狀態。報警查詢:用戶可對查詢的設備進行選擇,選擇單個設備或者所有設備進行查詢,同時可選擇查詢的時間段查詢報警信息。歷史曲線:將發射機的所有歷史數據按曲線的形式顯示。用戶可選擇發射機起止時間段,觀察某一數據量的變化。抄表打?。簩l射機數據進行抄表統計,將發射機在查詢時間段內,間隔固定時長取一條記錄,然后羅列出來。參數設置:此界面有7個模塊,分別為播出時段設置、倒機門限設置、播出使能設置、報警彈窗設置、報警號碼設置、用戶權限管理、操作記錄。通過參數設置可以對主/備自動開關機時間段、故障倒換主/備機門限、自動開關機和自動倒備機的開啟或關閉、短信報警提示、用戶權限等功能的設置,并通過操作記錄界面,可查看用戶對系統進行的操作記錄。參數設置是該軟件系統中最重要的一環,用戶根據需求填寫好數據后通過“存數據庫”,數據將被保存到服務器數據庫中;然后通過“設置參數”,將服務器數據庫中的數據下發到發射機采集控制器上;再通過“讀取配置”,將下發到發射機采集控制器中的數據讀取上來;用戶可根據讀取上來的數據和服務器上的數據比較一下,看看數據是否成功設置到采集控制器中。3.3音頻比對軟件系統的原理與功能。音頻比對系統,是將各套節目信號源經過音頻切換處理器后去往發射機的信號與通過無線接收解調后的音頻信號進行比對、節目信號源的主用信號和備用信號進行比對,如有異常下方會提示某套節目信源(或解調)比對異常報警,并記錄在下方通知欄里,可以清晰地發現哪個環節出現了問題。根據用戶需求,將數字音頻信號解壓和解碼送至音箱監聽,服務軟件可根據用戶的需求任意組織音頻柱圖的監視畫面,并提供循環監聽和固定頻率監聽。當某一信號有報警觸發時,系統會發出語音報警信息,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、音頻質量等信息。結語通過對自動化監控系統的建設,減少了人為事故,確保廣播的安全播出。實現中波廣播發射臺自動監控系統是為了適應時代的發展,本文分析了發射臺自動化監控系統的組成結構、控制特點、功能、參數設置,希望可以為讀者提供一定的參考。
參考文獻
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作者:曾德志 單位:廣東省惠州中波轉播臺
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