計算機技術在廣播發射設備上的應用

黃維東

摘要：文章介紹計算機技術在廣播發射技術領域的應用。利用計算機對模擬發射機進行監測和控制，包括：系統的構建，計算機軟件和硬件的設計，人機交互和系統的擴展應用。利用計算機把廣播發射臺組建成一個整體。

關鍵詞：計算機技術；廣播發射機；系統構成；監測控制

中圖分類號：TP274文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145(2009)06-0123-02

隨著計算機技術的發展與普及，其在廣播發射設備上的應用也得到進一步的提高。為了保障廣播發射機的安全穩定運行，充分發揮計算機技術的優勢，在現有設備基礎上，我臺開發了發射機自動監測控制系統。此系統應用在大連中波發射臺，使我臺在技術更新與設備改造上又邁上了一個新臺階。現結合本臺的實際應用對系統改造和相關計劃作一概述。

一、系統構成

在組建本系統時，根據發射臺工作運行環境的特殊性，以及發射機的特點，最終確定將系統分為三層，即下位機層(前端機，又叫控制器)，數據通訊、服務器層(服務器，數據轉換器等)，上位機層(客戶機或稱操作機，局域網)。

(一)下位機層

下位機(控制器)直接安裝在發射機上。它可以獨立地運行，也可以與服務器進行數據的交換。下位機具有較強的實時性，因為下位機連續地對發射機的各種模擬量、開關量進行采集和控制，實時性就顯得非常重要。下位機的另一個功能是進行命令解釋，包括下位機本身的鍵盤操作，以及通訊端口傳輸來的命令進行解釋后執行。

下位機的輸入信號有開關量(邏輯)信號和模擬量，所有這些量通常稱為信號監視，因為它反映發射機的運行狀態。開關量的輸入采用光電隔離技術，對模擬量進行MD轉換、信號調理、濾波等處理。數據準確性的校正我們稱為歸一化，這主要是針對所有的模擬量。

(二)數據通訊、服務器層

廣播發射臺是一個強電磁干擾環境，數據傳輸易受干擾。本系統設計采用RS-422串行通訊總線信號，采用差分傳輸，抗電磁干擾能力強。在傳輸速率為9600BIT／S情況下，最大傳輸距離達1000米。

數據通訊、數據庫服務器選用工業控制計算機，具有以下優點：

1、可靠性高：可以在惡劣的現場環境下工作，比如高溫、低溫、多塵、有害氣體、強震、高噪聲及各類強電子干擾等，具有堅固耐用、抗震、抗干擾、抗腐蝕的特點。工控機的元器件、接插件、電源機箱、外設都具有高可靠性。整機的平均無故障時間要遠高于普通PC機。

2、組建系統靈活方便：工控機采用了系列化、模塊化、標準化的開發系統結構，有利于工程和系統設計者根據需要組建系統。

系統通訊是由硬件與軟件來保障，采用RS-422通訊方式配合軟件糾錯方法，可避免因干擾造成的數據錯誤。控制器通過全隔離的RS-422／RS-232數據轉換器與服務器相連。

(三)局域網

本系統基于服務器，使用集線器構成局域網，同時可提供16臺計算機(包括服務器)組建網絡，網線接人可任意插入16端口中的任何一端口異地計算機安裝相應軟件后，可利用電話線進行遠程訪問。

二、系統軟件

(一)服務器

系統軟件主要使用Vc++語言和VF數據庫編寫。服務器作為此系統的核心單元，配備UPS電源，防止停電事故影響服務器中的各種設置的數據。服務器的操作系統在啟動時，可設密碼保護，防止未經授權人員的誤操作。使用VF6.0創建的數據庫用來存儲和調用各項數據。

(二)客戶機

客戶機啟動時直接登錄服務器，進行數據交換。客戶軟件為日常工作中檢測和控制所使用的。

三、客戶機應用設置

客戶機應用程序以發射機流程圖形式給出友好界面。通過客戶機可檢測發射機的發射功率、反射功率、主電源、高頻取樣、低壓電源、發射頻率等各項技術數據，并可進行定時開關機設置。按正常的播音時間來設置發射機的播出時間，因為只有在播出時間內發射機的所有狀態信息被記錄且進行故障判斷。

調幅度檢測和模擬量預報警功能的設置，使系統更加貼近實際應用，更人性化。定時關機前，檢測是否有調幅度，以避免在特殊廣播延長播出時間錯誤關機。

四、系統存在的問題

由于強電磁場環境對于撥號上網設備構成干擾，使遠程連網功能受到影響。我們將針對性采取措施，如改善保護接地，增加抗干擾電路，使用電源隔離變壓器。選用抗干擾能力強的調制解調器等，解決干擾問題。解決聯網功能后，對軟件進行調試，以達到穩定的遠程監控功能。

五、系統的擴展

為了充分利用現有資源和設備，我們對系統的功能進一步擴大，將其它一些廣播相關設備進行自動化改造，并人系統進行集中監控。

廣播發射工作對供電的要求非常高，要盡最大可能保證發射臺供電。原有的135系列柴油發電機組完全的手動操作。操作過程一般需要五分鐘左右，在突然停電情況下進行緊急操作，還有可能出現誤操作。在停電事故中如何減少停播時間，又能確保發電機穩定運行進行供電成為我們需要解決的重要問題。

可編程邏輯控制器(PLC)具有結構簡單、性能優越、可靠性高、抗干擾能力強、易于編程，使用方便等優點。PLC主要通過軟件控制，減少硬件開發工作和外圍電路，提高系統可靠性和抗干擾能力，應用PLC的可編程控制技術，將所有的檢測、運算、顯示等過程自動完成，通過預留的計算機接口，可進行聯網，實現計算機遠程監控。

使用PLC實現對發電機組的監測控制。首先要解決相關數據的取樣(如油溫、水溫、轉速、電壓、頻率等)和傳感器的選擇安裝。

PLC對發電機的監控執行主要通過以下過程完成：(1)外電故障檢測與判斷；(2)發電機啟動過程；(3)倒閘操作與檢測；(4)外供電來電，恢復電網供電。