機房三級報警裝置原理解析

文/徐進

前言

安全播出是發射臺工作的第一要務，如何提高發射臺的安全播出工作成為發射臺技術工作者思考的問題。而建立直觀、可靠的設備監控、檢測及故障報警系統成為十分必要的工作。

作為省級直屬發射臺，我臺對安全播出更為重視，在播出系統異常時，能及時報警并及時處理成為我技術人員必須考慮的問題。我臺機房分為值班室、南機房、北機房、配電室等部位，面積較大，且大部分時間為一人值守，值班人員在值守及巡機時難以及時全面地觀察到整個機房的動態，因此，建立較為可靠穩定的自動報警系統尤為重要。在臺領導的要求及支持下，我臺技術人員對關鍵設備及關鍵部位的自動報警問題進行了深入分析討論，最終確定以逐級報警方式建立完整的報警系統。

機房三級報警系統框圖如圖所示。

圖1 機房報警系統框圖

1.報警系統設計思路及要求

我臺經過幾次對播出系統的改造升級后，機房自動化程度提高，現機房集中控制系統逐漸完善，但針對我臺實際情況在一些方面還略顯不足，補足不足與機房集中控制系統兼顧并行成為報警系統的主體設計思路，經過分析并對關鍵設備及關鍵部位進行取樣分析討論，最終逐級報警系統應達到以下的功能要求。

（1）我臺每套頻率3路信源，加上發射機輸出檢波后的解調信號共4路信號，在信號異常情況下信號報警裝置報警。

（2）我臺3套頻率需每日開關機一次，因此早班提前試機及每周例行檢修完成后的提前試機，為避免延誤，需接入提前試機預警裝置，在延誤試機時，開機預警裝置報警。

（3）我臺5套頻率，主/備用9部發射機，在因外供電異常或發射機故障保護掉高壓情況下掉高壓報警裝置報警。

（4）機房報警系統有較高的抗干擾能力，各故障報警有指示燈顯示功能，便于值班員直觀的觀測到報警情況。

（5）報警系統為逐級報警，第一級報警為實時報警，即外供電異常或發射機故障保護掉高壓及信號異常情況下機房值班室內蜂鳴器實時報警，第二級報警為30秒延時報警，即第一級報警故障持續存在未得到恢復或開機預警報警未得到恢復時，機房內高分貝警鈴閃爍報警，第三級報警為50秒延時報警，即前兩級報警故障持續存在未得到恢復時，院內（宿舍）內高分貝警鈴報警，此時意味著故障情況嚴重，所有值班人員應及時前往機房處理故障。

2.電路設計及原理分析

經過分析最終確定機房報警系統中應在關鍵設備及關鍵部位取樣出報警信號，與現有集中控制系統互通有無，兼顧工作，從而實現全面的的報警功能。

按設計要求電路設計圖分為兩部分。

2.1 報警取樣及第一級報警線路（如圖2）

2.1.1 信號異常報警

3路信源及發射機輸出檢波后的播出信號異常報警:該報警從彩條儀控制器中取樣，我臺彩條儀控制系統為英國Chromatec生產的多通道音頻彩條監測儀，在彩條儀控制盒報警輸出中加裝N1（4N35）進行隔離取樣，報警取樣接入機房第一級報警系統（如圖2）。

圖2 報警取樣及機房第一級報警原理圖

3路信源采樣信號從我臺信號柜中音頻分配器送入彩條儀，發射機輸出檢波后的播出采樣信號通過我臺自主設計的檢波調幅度顯示器送入彩條儀，彩條儀對每套頻率的這4路信號進行處理，若信號異常，彩條儀報警，彩條儀報警輸出加裝光耦N1（4N35）取出報警信號，接入N1/1腳、N1/2腳接地，光耦輸出為N1/4腳接地、N1/5腳接24V直流繼電器，當信號異常，彩條儀輸出報警信號時，N1/4腳、N1/5腳導通，24V直流繼電器線包帶電，接點吸合，第一級報警蜂鳴器1報警，同時將220V火線控制信號送入第二、三級信號異常報警延時線路。

2.1.2 發射機掉高壓報警

該報警從每部發射機高壓二擋繼電器中取樣，加裝繼電器J1/J2（如頻率1）[1]接入機房第一級報警系統（如圖2），我臺共5套頻率，因此掉高壓報警共設5套報警線路，在本文中以2套頻率進行介紹。

時控器選擇KG316T時間控制器，時控器設置的開啟時間與發射機播出時間一致，工作原理如下（如圖2頻率1）:繼電器J1為頻率1主機加裝的掉高壓繼電器[2]，繼電器J2為頻率1備機加裝的掉高壓繼電器[1]，繼電器J1/J2線包電壓均從發射機高壓二擋繼電器中取出。J1-1與J2-1為常閉接點，兩接點串聯；J1-2與J2-2為常開接點，兩接點并聯；時控器與手動開關1為并聯關系；手動開關的作用為:a.便于維護 b.當時控器故障時，報警功能通過手動開關仍然可以正常工作。

當發射機未上高壓時，J1-1與J2-1為閉合狀態；若不在開機時段內，掉高壓開關未合，時間控制器也未吸合，蜂鳴器不響，J1-2與J2-2為斷開狀態，開關指示燈不亮；若在開機時段內，掉高壓開關未合，時間控制器也會吸合，此時蜂鳴器帶電報警，J1-2與J2-2為斷開狀態，指示燈不亮；當主備發射機有一部上高壓時，J1-1與J2-1相應有一只為斷開狀態；蜂鳴器不響，J1-2與J2-2相應一只為閉合狀態，指示燈亮；去往第二、三級掉高壓報警延時線路信號由蜂鳴器前端送出220V火線控制信號； 頻率2及其他頻率掉高壓報警[3]與頻率1掉高壓報警原理一致。

2.2 開機預警報警

早班開機預警:為避免延誤開機加裝時控器進行時間預警控制，其控制信號直接接入機房第二、第三級報警系統（如圖3）。

該報警通過設置時控器KG316T送出220V火線控制信號，時控器設置的開啟時間為發射機早班試機時間，無第一級報警，直接將時控器輸出的220V火線控制信號送往第二、三級報警延時線路。

2.2.1 電源電路

如何選擇報警控制信號，是必須考慮的一個重要問題，我臺共5套頻率，總發射功率達220Kw，控制信號必須有較強的抗干擾能力，經過分析，220V作為強電，本身抗干擾能力較強，直接用220V接入時間控制器來作為報警控制信號，這樣不但線路設計簡單，且220V經電源濾波器濾波后再分壓，更加穩定可靠。

24V電源考慮到抗干擾問題，外接220V使用電源濾波器。電源選用24V/2A開關電源，提供給彩條儀第一級報警裝置及作為第二、三級報警線路偏置電源。

2.2.2 報警開關 K1

報警開關K1工作時置于開的位置，在解除報警或機房維護時使用。在正常工作時應置于“開”位置。

2.3 第二、三級報警線路（如圖3）

圖3 機房第二、三級報警原理圖

2.3.1 報警信號輸入線路

信號異常報警、未開機預警、掉高壓報警控制信號通過分壓電阻分壓后送入。以信號異常報警線路為例；當信號異常時，220V報警控制信號經R1/R2分壓電阻分壓經檢波二極管檢波，經C1/C2濾波，4—5v直流電壓使LED-1發光二極管點亮并推動N2（4N35），N2輸出4/5腳導通，4腳由高電平轉換為低電平至N3（CD4068）/2腳[4]，由N3/13腳輸出高電平至延時報警線路。

2.3.2 延時線路

當信號異常時，由N3/13腳輸出的高電平送至D4/9013[4]，D4/9013導通，LED2點亮，J5繼電器帶電吸合，220V送入J6/J7繼電器線包，此時，故障若還未解除或未關斷報警，30秒后J6延時繼電器接點吸合，第二級報警警鈴（機房警鈴）報警。此時，故障若還未解除或未關斷報警，50秒后J7延時繼電器接點吸合，第三級報警警鈴（宿舍警鈴）報警，說明故障情況嚴重，全體在臺值班人員迅速前往機房處理故障。

手動宿舍警鈴報警開關K2:機房其他異常緊急情況，需叫醒在臺人員進機房處理時，可直接打開手動宿舍警鈴開關K2報警，此時，第三級報警警鈴（宿舍警鈴）直接報警，說明故障情況嚴重，全體在臺值班人員迅速前往機房處理故障。正常工作時K2置于“關”位置。

結語

在參與人員堅持不懈的努力下，我臺報警系統從設計到安裝調試均自主完成，與現有集中控制系統兼容并行在我臺已使用多年，性能穩定，可靠實用，反應迅速，線路中各警示燈能準確反應出實時故障位置及報警情況，在實踐中得到了考驗，多次避免了停播事故，為我臺的安全播出提供了保障。

[1]陜西數字廣播通訊設備有限公司.AM103S5-Ⅲ型10KWDAM中波廣播發射機技術說明書[Z].2008:10-14.

[2]美國哈里斯公司.Harris 3DX100 AM TRANSMITTER 100KW3DX中波廣播發射機技術說明書[Z].2010:22-28.

[3]上海市廣播科學研究所.10KW中波全固態數字調幅（DAM）發射機說明書[Z].1998:8-10.

[4]張輝，曹麗娜.現代通信原理與技術[M].第二版，西安:西安電子科技大學出版社，2008（7）:42-48.