发射机自动控制系统分析及自动化改造

发射机自动控制系统分析及自动化改造

【摘要】发射机自动控制系统实现了发射台站所有发射机的自动化，发射台站可以远程控制和监控发射机、天线控制系统等与安全播出相关的技术设备，为确保发射台站“三满”的播出任务提供重要的技术支持。通过自动化改造，发射机自动控制系统更加满足信息化建设的要求，使发射台站的传输发射工作全面实现自动化。

【关键词】自动控制系统；远程控制；自动化改造

1 系统概述

我台在西新工程期间引进了8部THALES公司TSW2500型500KW短波发射机和发射机自动控制系统（BCS）。发射机自动控制系统通过位于我台中控机房的主控计算机，控制、管理和监控全台技术网内与安全播音有关的技术设备运行，主要包括发射机远程控制系统、天线矩阵控制系统、GPS校时系统、电力系统监视、大屏显示系统、小天控盘控制系统和与国内设备配套的子系统等。

甲、乙、丙发射机房所有发射机的运行图在位于中控机房的发射机自动控制系统上统一制作、管理。发射机自动控制系统控制发射机自动开关机、换频、换天线，并能通过手动方式操作发射机和天线矩阵控制系统完成紧急或临时代

播任务；发射机自动控制系统监测发射机高低压及各种表值并通过大屏显示系统在屏幕上显示出来，当发射机出现故障时计算机显示器上会弹出相对应的信息提示框，让值班人员对发射机的运行工作状态一目了然；与GPS校时系统保持不间断通信，确保发射机自动控制系统时间是标准时间，发射机开关机、倒频、换天线等操作按照标准时间执行；通过小天控盘控制系统，备用发射机可以为甲乙发射机房的任何一部发射机代播，减少因发射机故障引起的停播。

1.1 主控计算机

整个发射机自动控制系统由中控机房的两台主机控制，这两台主机互为热备份，通过主控计算机通讯程序同步数据，通过PLC（可编程逻辑控制器）控制主机、备份计算机的切换。主控计算机的操作系统采用Windows XP professional英

文版，具有强大的多任务、多用户处理能力。热备份系统具有以下主要功能：

1）通过主用计算机程序持续升级备份计算机的运行图

文件、日志文件和系统文件，目的是确保切换到备份计算机工作时，主备机的运行图文件、日志文件和系统文件保持一致。

2）通过监视主用计算机运行图程序，一旦系统崩溃会

重新启动程序。

3）持续监视主用计算机运行工作状态，一旦主用计算

机出现问题会自动切换到备份计算机上工作。

4）重新启动系统会重新启动所有控制模块。

5）在发射机自动控制系统中有看门狗程序，主用、备份计算机程序正常运行时，通过TCP/IP协议发出“心跳信号”，PLC（可编程逻辑控制器）不间断地监测两台计算机的“心跳信号”，PLC一旦监测到信号不正常，就会重启主用计算机，控制KVM切换器切换到备份计算机，由备份计算机控制系统运行，同时在发射机自动控制系统控制面板上显示相应的信息。

6）如果主用计算机出现故障，热备份切换的同时，会有蜂鸣器报警，直到系统正常后报警声停止。

1.2 网络结构及控制体系

发射机自动控制系统采用TCP/IP星型网络结构，各个系统设备之间通过多模光缆或双绞线连接在一起，各设备采用静态IP地址进行互相通信。这种通信方式可以保证通信的高效性，又可以保证多台控制计算机同时与某一设备连接（这对热备系统尤为重要）。对于不支持TCP/IP协议的硬件设备，可以使用设备上的串口，经过RS232到RJ45的转换器（MOXA DE-311）接入系统。同时，发射机自动控制系统通过以太网技术，将全台技术网内硬件设备连接在一起，可以实现在中控机房对各发射机房发射机、天线控制系统、GPS校时系统、大屏幕显示系统、电力设备等设备的监控。

控制系统完成对其他系统的控制要有完善的控制体系，中控机房与发射机房的控制体系基于Process、Communication、Control and Visualization三层控制原理模式设计：

1）在Process层，远程终端设备实现翻译各种设备数据的任务，能够通过数据层与控制系统进行通讯。远程终端设备包括一个带有I/O的PLC系统和处理器，具有以下功能：翻译与通讯协议有关的传感器信号；对照网络信息地址，翻译收到的信息，转换成简单的控制命令；对I/O信号进行预处理，降低主控计算机的负担。这种方式允许不同型号的发射机、天线系统、消防系统、监视系统、电力管理系统整合到控制系统，系统本身有一个清晰和标准模块化的架构，便于进行维护和升级。

2）Communication层根据设备的型号和厂商提供的通讯架构和通讯协议，可以实现分别直接连接多种网络设备，各种设备的驱动可以使控制系统学习到详细的网络协议。各种设备通过各自驱动程序的加工，能够采用相同的协议进行通讯，这对系统的整合和第三方设备的加入提供了非常有利的条件。

3）Control and Visualization依据控制系统的规范整合各种自动控制系统和智能系统。当正确定义本地数据预处理、数据传输和控制系统的数据进程，所有数据都显示在控制窗

口。所有发射机相关设备可以整合到系统的数据库，它们通过各自连接远程终端的线号和动态更新的数据表以及动态

更新的系统数据定义文件在操作窗口显示。增加新的参数不需要去修改相应的控制程序，只需修改以上文件即可。

1.3 系统特点

1）发射机自动控制系统的应用使发射台站可以不在发射机房本地就可以监控发射机和各系统设备的工作运行状态，通讯的稳定性和可靠性保证了控制系统稳定运行，采用光缆、工业级计算机等设备降低了短波发射到来的强电磁干扰；

2）整个发射台站的技术设备都可以通过中控机房的两台主控计算机进行实时监控，电力监测、天线控制等自动化子系统也可以通过SNMP协议，全部融合到控制系统中；3）本系统还增加了对DRM发射机节目源进行处理和传输的设备，为今后实现数字广播打下了基础。

2 自动化改造

发射机自动控制系统的上述特点让发射台站的值班工

作变得简单，减少了值班人员对发射机的操作，不用人工开关机、倒频等，从而降低了人为责任性事故发生的可能性，同时发射机等播出设备发生异态能及时了解从而节省了时间，为安全播出保驾护航。然而，随着信息化的飞速发展，我台的发射机自动控制系统目前已存在一些不足：现有的发