計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)遭雷擊癱瘓維修

劉偉

故障現(xiàn)象：2013年九月我臺(tái)100KHz、801KHz、1395KHz三頻供塔天線遭受雷擊，導(dǎo)致石墨放電球在放電過(guò)程中形成短路燒毀，與該塔相連的三部發(fā)射機(jī)功放多塊損壞，864KHz音頻處理器損壞，尤其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)整體癱瘓。

故障原因及分析：中波發(fā)射天線本身就是一個(gè)避雷針在播出時(shí)遇上雷雨天氣，天線極易遭受雷擊，而天線對(duì)地是絕緣的雷電的能量直接進(jìn)入天線匹配網(wǎng)絡(luò)，天線匹配網(wǎng)絡(luò)是由高頻電容、電感等元器件串并聯(lián)結(jié)組成，雷電的能量形成的高電壓會(huì)通過(guò)饋管竄入發(fā)射機(jī)而損壞功放。閃電的電磁脈沖輻射通過(guò)空間以電磁波的形式耦合到瞬態(tài)電磁脈沖及其敏感的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，造成整體癱瘓。

故障處理：當(dāng)天線遭受雷擊時(shí)，當(dāng)班人員反應(yīng)迅速，分工明確，首先關(guān)閉與該塔相連的三部發(fā)射機(jī)，等雷電導(dǎo)入大地后，觀察天線未見(jiàn)異常，外部金屬放電球也未有燒黑現(xiàn)象，調(diào)配室內(nèi)石墨放電球其中一半已經(jīng)燒毀，天調(diào)網(wǎng)絡(luò)各元件正常，為了保證安全播出，拆除燒毀的那一半石墨放電球，降功率開(kāi)啟發(fā)射機(jī)，維持播出。對(duì)接入音頻處理器的864KHz音頻輸入輸出進(jìn)行串接。晚上關(guān)機(jī)后，在吳臺(tái)的帶領(lǐng)下，和技術(shù)維護(hù)小組對(duì)損壞的功放、石墨放電球、音頻處理器進(jìn)行更換，與供電部門(mén)聯(lián)系，檢查、測(cè)試供電及鐵塔接地電阻一切正常。

由于當(dāng)晚時(shí)間關(guān)系，并未對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)恢復(fù)，發(fā)射機(jī)依然手動(dòng)開(kāi)、關(guān)機(jī)。事后與廠家聯(lián)系，他們懷疑各部發(fā)射機(jī)的采集器恢復(fù)默認(rèn)或集成塊燒壞，建議我們把采集器拆下來(lái)，郵寄給他們。過(guò)幾天，他們給我們的回復(fù)是采集器的采集程序已經(jīng)設(shè)置正常，但當(dāng)我們回復(fù)安裝，故障依然存在。他們打算派維修人員過(guò)來(lái)，大概維修費(fèi)用需要2萬(wàn)元左右，我們當(dāng)時(shí)就拒絕了。自己查找資料逐級(jí)排查，首先先要了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)功能：中波臺(tái)的自動(dòng)化，總的來(lái)說(shuō)就是利用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人財(cái)物的管理自動(dòng)化，以及包含機(jī)器設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制等在內(nèi)的播出自動(dòng)化。

管理自動(dòng)化 ：把日常的管理事務(wù)整理歸納成條理清晰、步驟明確的程序化模式，形成具體明確的需求交給程序員編制出應(yīng)用軟件來(lái)使用。

播出自動(dòng)化：機(jī)房環(huán)境監(jiān)測(cè)——包括溫度濕度，消防安全報(bào)警信息，門(mén)禁系統(tǒng)等等；

信號(hào)鏈路的監(jiān)測(cè)報(bào)警—— 包括對(duì)信號(hào)源進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)和監(jiān)測(cè)，以及對(duì)信號(hào)在機(jī)房?jī)?nèi)部的傳輸和分配的各個(gè)環(huán)節(jié)和最終發(fā)射效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提供故障或異常狀況的報(bào)警信息；這一功能模塊只監(jiān)測(cè)不控制。

發(fā)射機(jī)及其周邊設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制——包括自動(dòng)抄表、按時(shí)間設(shè)定自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)、按設(shè)定的條件和步驟順序進(jìn)行天線和主備機(jī)自動(dòng)切換、功率升降控制等等。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：

通信協(xié)議的收集和測(cè)試：通過(guò)測(cè)試控制單元和采集器的IP，主要是檢測(cè)主板上小模塊的網(wǎng)絡(luò)通訊功能是否正常。由于采集器的IP地址廠家已經(jīng)測(cè)試完成，我們主要完成控制單元的IP測(cè)試，用筆記本（Internet協(xié)議（TCP/IP）和控制單元IP地址要同一網(wǎng)段）和一根級(jí)聯(lián)網(wǎng)線對(duì)控制單元IP地址ping命令測(cè)試，測(cè)試之后，通訊正常。于是我就懷疑三層交換機(jī)可能壞了，建議吳臺(tái)就買(mǎi)了一個(gè)，更換之后，部分發(fā)射機(jī)恢復(fù)正常。再把另一個(gè)也更換之后，全部恢復(fù)正常。

防雷措施：

1、接地。所有設(shè)備包括采集器、值班計(jì)算機(jī)、服務(wù)器以及中間通信裝置的外殼和機(jī)架等都要做高頻接地。接地線盡量粗短。

2、布線與屏蔽。網(wǎng)絡(luò)線、采樣信號(hào)線、通信線、控制線等都采用帶屏蔽層的，布線的時(shí)候盡量貼地溝或沿機(jī)殼走線，不要懸空。屏蔽層至少兩頭接地，能多點(diǎn)接地更好。

吸取的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)：對(duì)于安全播出而言，自動(dòng)化系統(tǒng)并非是萬(wàn)能的——它只是提供遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障報(bào)警與記錄、一些定時(shí)性的和條件明確的操作，并不能自動(dòng)維護(hù)發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

機(jī)器設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，需要專(zhuān)業(yè)人員的精心設(shè)計(jì)，以及專(zhuān)業(yè)到位的技術(shù)維護(hù)。這才是安全播出的根本所在，不能因?yàn)楦阕詣?dòng)化而忽視技術(shù)維護(hù)人員和技術(shù)維護(hù)工作的重要性。