发射台自动化监控系统功能介绍与安装维护

内蒙古广播与电视技术２０１０年增刊３４～３７　

发射台自动化监控系统功能介绍与安装维护　

杨华涛　

内蒙古广播电影电视局满洲里７１　７发射台　内蒙古　满洲里市０２１　４００　

【摘　要】２　０　０　８年７　１　７发射台新增发射台自动化综合监控设备一套。文章主要介绍了该设备的功能以及维　

护经验，供同行参考。　

【关键词】自动化监控　信号源　通路指标　

１自动化监控设备系统功能介绍　

发射台自动化监控系统采用分布式工业以太网技　

术，该技术是源于集散控制理论，所谓集散控制系统　

（Ｄ　ＣＳ）也称为分布式控制系统，其核心思想是集中　

管理、分散控制，即管理与控制相分离。上位机用于　

集中监视管理功能，下位机分散下放到现场的各个　

设备，实施分布式控制。上、下位机之间，下位机与　

下位机之间以高速通讯总线相互连接传递信息。因　

此，这种分布式的控制系统，克服了直接控制系统　

（如工控计算机监控模式）对控制器处理能力和可靠　

性要求高的缺陷。发射台站采用工业以太网技术，迎　

合了当今网络世界的主流技术，符合骨干网的技术　要求，分布式的结构将发射台不同工作环节分化处　

理，从而最大限度地回避了系统的风险。同时也摆脱　

了Ｐ　Ｃ计算机为主导的控制模式。　

功能相对专一的智能化监控设备构成了发射台监　

控系统，它们以积木式的结构构建监控网络，系统据　

此可大可小，功能可繁可简，监控设备问既相互独　

立，又可以通过网络彼此交互信息。从整个发射台的　

工作职能上可分为信源自动控制处理子系统、发射　

机自动控制子系统、监视监听子系统和报警子系统。　

硬件设备是由计算机监控系统、发射机数据、状　态采集系统、信号源（音频、视频）自动＼手动切换　

及监听、监视系统三部分组成。此外，该监控系统通　

过一台ＣＹＫ－４３００广播无线信号监测仪，可监控四部　

电视发射机、三部调频发射机的无线信号，并通过短　

信告警平台向安全指挥中心及有关人员告警。下面　

就三个系统功能分别介绍：　

１．１计算机监控系统　

该部分可以对发射机的主要参数进行监控、并可　

与事先设定的参数进行比较，发现异态，如低于下限　

值或高于上限值告警，发现功率低于下限值发出倒　

机指令。以ＤＡＭ一１０型中波发射机为例，可以对下　

列参数进行监控：发射功率、反射功率、调幅度、功　

放电压、功放电流、滤波器零位、正负２２伏、８伏、　

相对射频、天线驻波比等。实时监控还包括：发射机　

参数柱形图动态显示、原理结构监控、历史数据回　

顾、实时曲线显示等。　

计算机监控系统还对值班员基本情况进行管理，　

主要包括：值班员个人信息、班次、上下班签到、交　

接班嘱语、交接班记录；报表管理、报表设计、报表　

填写以及自动报表的时间设定；日志管理：主要是程　

序运行状态、值班员操作过程、计算机同数据采集器　

通讯异常记录；发射机管理：通过ＣＹＫ一８００１数据采　

集器，对发射机按提前设定的时间，进行开＼关及操　

作者简介：杨华涛　内蒙古广播电影电视局满洲里７ｌ　７发射台台长工程师　

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　增刊　发射台自动化监控系统功能介绍与安装维护　

作；主／备发射机之间的切换。　

１．２采集控制器的工作原理及发射机自动化控制的特点　

发射机自动化监控系统采用互为主备的工作模式　

即Ａ／Ｂ机的方式，两部发射机之间没有固定的主备　

关系，根据预设的工作时间轮流工作互为主备，当Ａ　

机工作时Ｂ机为备机，当Ｂ工作时Ａ机为备机。互　

为主备的工作模式可以充分利用每部发射机，避免　

了主机长期工作，备机工作不充分的缺点，对延长发　

射机的工作寿命具有很大的作用。　

目前的发射机Ａ／Ｂ机自动化倒换控制系统采用　

集中控制一分散采集的工作方式，由一组主备式发射　

机采集控制器组成：一方面，整套系统的主控制单元　

流程包括对所有Ａ／Ｂ机的遥控、自动开关机以及发　

射机故障倒机判断等都通过主采集控制器来完成，　

另外用于发射机操作判断的自动开关机时间和使能　

设置，以及报警、倒机门限用的所有相关参数，均存　

储于主采集控制器中，主采集控制器另提供一个串　

口负责同Ａ发射机进行数据通信传输，由此来获取Ａ　

发射机的实时数据，并实现对该发射机的多种控制；　

另一方面，备采集控制器同主采集控制器之间只有　

一条串行通信线，执行主控制器过来的命令，以及返　

回Ｂ机的实时数据给主控制器，它也提供一个串口负　

责同Ｂ发射机进行数据通信传输，由此来获取Ｂ发射　

机的实时数据，并实现对该发射机的多种控制。最后　

所有Ａ／Ｂ发射机的实时数据都经主采集控制器上传　

到计算机服务器上显示。其整套工作机制用图如图１　

所示。　

结合图１，以二个重要步骤为例来讲述控制系统　

工作流程：　

１．２．１遥控开关机、倒天线　

主采集器经步骤：①接收来自计算机的各种开关　

机、倒天线等命令。如果当前是开Ａ发射机命令，首　

低Ｂ压．＠　控制　往Ｂ发刺‘机　往Ａ发射机　

往汁算机　

图１自动化倒换控制系统　先经步骤。②开启Ａ发射机低压电源，然后判断天线　

是否在Ａ机，在则直接经步骤。③开Ａ机，如不在，　

则经步骤⑤执行倒天线到Ａ机，在就位后经步骤③　

开Ａ机；Ｂ发射机开机程序同样。如果是关Ａ机命令，　

直接经步骤③关Ａ机，若干秒以后接着经步骤⑦关闭Ａ　

机低压电源；如果是关Ｂ机命令，则如同关Ａ机命令。　

１．２．２发射机自动Ａ／Ｂ互倒机　

发射机（Ａ机或Ｂ机）在开关机时段内，如果出　

现发射功率低于参数设置里设置的倒机门限值以后，　

开始按照参数设置的倒机延时计时，如果所在时间　

内功率不出现回升则首先判断备播发射机是否处于　

正常状态，如果正常，则向上位机发送倒机请求（这　

里上位机倒机请求为可选功能，可实现延时自动倒　

换，无须人为确认，此情况为默认功能），待请求确　

认后自动倒换到备播机（Ａ机或Ｂ机），如果不正常，　

则不动作，仅向上位机发报警信息，包括声光报警和　

短信报警等。当发射机出现一次倒机，则故障发射机　

将会被置故障标志，此后需待机器维修完毕并操作　

主采集器的倒机恢复按钮方可实现再次倒机功能　

（此操作可在远程实现恢复）。对Ａ／Ｂ发射机的倒机　

门限和倒机延时可单独设定，根据发射机不同和台　站情况自行设定。　

１．３信号源切换及监控系统　

主要实现对中波、电视、调频发射机的音频、视　

频进行自动＼手动切换、指示、报警、监听及远程控　

制等功能。该系统有下列单元组成：　

１．５．１　ＣＹＫ－４２２Ａ信源智能切换器（中波发射机用）　

信源的好坏是安全播出非常重要的环节，一旦信　

源丢失将会出现有载波无调制的停播状态。信源音　

频质量的大小也有可能导致过调幅、欠调幅等问题。　

从而难以达到“三满”要求。因此，不但要对音频的　

有、无做判断还要对音频的质量进行处理。信源自动　

Ａ大线控制／取样　Ｂ天线控，Ｎ／取样　切换处理器不但集信源智能切换、　

应急手动切换、断电直通、音频处　

理于一体，而且还将各路输入输出　

信号进行分配环出，提供全面的监　

测信号，从而改善了播出效果。它　

主要有以下几个模块组成。　

智能判断模块：检测信源信号　

的有无需要两个必要条件，第一实　

时判别音频信号的电平值，一旦低　

于设定阈值条件满足，第二个条件　

为时间条件，也就是说在设定的时　

间段内第一个条件持续满足，则第　

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　内蒙古广播与电视技术　

二个条件成立。当两个条件同时满足时我们认为该　

通道信源丢失。报警门限和报警延时可预设。　

智能切换模块：　通过数字化采样实时判断音频　

有无状态，一旦主路信源丢失将自动切换到备用信　

源上，一旦主路信源恢复发射机的输入信号将自动　

切回到主路信源上。　

环出监测模块：　在中波监控系统中，为每部发　射机提供了四路信源选择，其中第一路为主信源，其　

它三路为备用信源。信源处理系统对每一路输入信　

源做环出处理提供监测信号。　

音频动态显示和远程遥控功能：该设备不但能够　

实时对输入输出信源的音频进行采集，通过ＬＥＤ动　

态柱图实时显示出来，还可对音频进行快速Ａ／Ｄ转　

换采样，通过数字接口上传到计算机终端进行监视，　

可以通过计算机发送协议进行远程遥控。　

实用性：目前，中波发射台均采用主备机播出，　

该设备将音频处理后的信源信号进行四路分配器输　

出，不但可以为主备两部发射机提供高质量的信源　信号，而且可以通过冗余信源对去往发射机的信号　

进行监测，另外还有一路信号备用。　

在中波发射过程中音频信号的电平大小直接关系　

着发射机的调幅度（响度）和边带功率，信号太小调　

幅度不够，信号太大则过调幅，这两种情况都属于劣　

播。一旦遇到音频动态范围变化过大的情况，发射机　

会过调幅。为此，系统中设计了无源型平衡式衰减　

器，它的衰减范围０～２４　ｄＢ，衰减步长为２　ｄＢ。在　

遇到音频信源变化过大时，可采用人为干预方式，对　

信号的大小进行调节。　

安全性：信源为各个发射台发射节目的重要环　

节，考虑到监测设备为播出设备服务，因此不能够串　

联人发射的环节，增加发射环节的故障率。针对于此　

设计的断电直通功能可以有效的将监测设备自身故　

障导致发射系统故障的问题避免。　

工作原理框图如图２所示。　

１．５．２　ＣＹＫ－２０１　ＡＳ信源智能切换器（调频发射机用）　

该设备功能、原理与４２２Ａ相似，有两路立体声　

输入、三路立体声平衡输出、一路不平衡输出、四路　

立体声不平衡监听输出。专设报警信息开关量输出　

口和告警指示灯，当设备无信号时发出声、光告警。　

１．５．５　ＣＹＫ－３０１　ＤＡＶ－－３视音频切换器　

视频信号的判别是依靠对同步信号的检测以及对　

Ｒ　Ｇ　Ｂ信号数字化后的分析判别，一旦检测不到同步　

信号马上做视频信号丢失处理，Ｒ　Ｇ　Ｂ量化后的数据　

通过特定的公式计算出亮度参考值，如低于设定的　

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图２信源切换工作原理框图　

阂值则认为是图像黑场，进入延时判断，一旦在一段　

时间持续为黑场的情况则认为视频丢失。　

音频信号的判别需要两个必要条件，第一实时判　

别音频信号的电平值，一旦发现低于设定阈值则此　

条件满足，第二个为时间条件，也就是说在设定的时　

间段内第一个条件持续满足，则第二个条件成立。当　

两个条件同时满足时我们认为该通道信源丢失。　

无论是视频信号丢失还是音频信号丢失都视为该　

通道信源丢失，主路信源丢失将自动切换到备用信　

源上，一旦主路信源恢复智能切换器的输出信号将　自动切回到主路信源上，同时具有主路信源可在四　

路输入信源中任意选定，设备在断电情况下具备主　

路直通的功能。　

工作原理框图如图３所示。　

图３视音频切换工作原理框图