基于C#.NET 框架下天線交換控制系統的設計與實現

郭秀萌

（國家廣播電視總局二O 二四臺，黑龍江 佳木斯154025）

1 概述

發射機的輸出必須按運行圖的規定時間、頻率和發射方向通過交換開關來選擇天線。交換開關的操作可以手動，也可以以定時時間脈沖為切換依據進行自動控制。但天線控制必須與發射機高壓控制閉鎖，交換開關的電機旋轉方向，開關定位狀態等必須準確設置。[1]天線切換自動化控制主要技術功能要求如下：

1.1 按發射機運行圖表中規定，自動切換相應的頻率、天線和天線方向；

1.2 巡回查詢切換結果并與運行圖表的要求進行比較，發現有誤立即告警；

1.3 檢測天線現場實際執行狀態，有故障立即報警；

1.4 顯示全臺天線和發射機的連接狀態（天線號、方向），便于隨時觀察和檢查運行圖表的執行情況；

1.5 出現故障時，可自動進行判斷故障所在，同時發出告警并可立即倒換手動狀態，以便人工干預。

2 上位機操作系統主要功能

天線交換控制系統主要分為兩部分：上位機操作界面系統和下位機邏輯控制系統。上位機界面主要負責進行人機對話操作，下位機采用PLC 進行邏輯運算，硬件設備的驅動執行和反饋信號的處理（圖1）。

上位機主要功能：

利用微軟的.net 框架開發，運行于Windows 平臺。 使用面向對象的設計方法，采用分層結構、模塊化設計。采用數據庫系統存儲數據，運行圖與設備狀態數據按采集的時間間隔分級保存。及時存儲，隨時查詢。

天線交換控制系統上位機，人機交互界面，進行天線倒換操作，系統設計了運行時刻表、調度令查詢、系統信息查詢、系統日志、系統設置、代播設置六大個主要模塊，每個模塊下包括若干個子模塊（圖2）。

圖1 數據流向圖

圖2 上位機主界面

2.1 運行時刻表功能

運行時刻表的主要功能有：編輯運行圖，下載運行圖，讀取運行圖，與數據庫進行連接進行對比，確保運行圖準確、完整。

a.編輯運行圖

正確輸入發射機號、運行圖時刻、周期、播音頻率、天線編號、天線方向、天線程式信息。如果運行圖符合要求，則將添加至數據庫，可以在時刻表下方的圖表中查看到新編輯的運行圖情況。

b.下載運行圖

運行圖編輯完成后，首先進行核對運行信息，核準信息無誤后，點擊系統主界面上的按鈕，即可將運行圖下載至PLC 中，PLC 按照編輯的運行圖進行執行。

c.讀取運行圖

讀取運行圖功能進入時刻表讀取界面，選擇發射機號，可在時刻表上顯示PLC 的運行信息。

d.調度令查詢

調度令信息查詢在系統主界面右方的欄中顯示，可以查詢當前、一個月、三個月、六個月、一年內的調度令信息。在選中的調度令信息中調度令信息欄左右拖動，可以查看到0-24 小時的調度令信息。

2.2 系統信息查詢

系統信息查詢功能主要從系統信息欄中可以查看到操作過程中所出現的故障信息，在倒換交換開關過程中是否存在交換開關沒有按照操作要求進行執行。

2.3 系統日志

點擊菜單欄上的“系統日志”項，可以分別對“操作日志”和“故障日志”進行管理。

a.操作日志管理

可以查詢相應時間段的日志信息；選中“清除”項，可以清除相應時間段的日志信息。

b.故障日志管理

選中“查詢”項，可以查詢相應時間段的故障信息；選中“清除”項，可以清除相應時間段的故障信息。

2.4 代播設置

短波發射機自臺代播和臺際代播操作比較頻繁，在代播過程中一旦上錯天線或者倒錯天線方向就會造成停播事故。如何快速、準確的選擇要代播的發射機號、天線號和角度，這是至關重要的。如圖3 所示，在選擇天線角度和天線號我們采用點擊圖框的形式并配有紅色標注，用來提示操作人員，在倒換前將會彈出“確認”對話框進行再次復核來降低出錯概率。

圖3 代播操作界面

3 信息通訊及實現

單機系統和天控系統中，天控系統作為服務器端申請一個socket 用來監聽綁定到一個IP 地址和一個端口上開啟監聽，等待客戶端的連接天控系統和機房監控系統中，天控系統作為客戶端申請一個socket 連接服務器（指明IP 地址和端口號）。

4 不同模式下運行

天線控制系統與發射機自動化系統運行模式有密切的關系，發射機自動化系統分為3 種運行方式，這3 種運行方式直接影響天控系統的運行。

4.1 發射機自動模式

發射機在自動模式下，可接收并解析運行圖指令，自動控制室內矩陣開關和室外偏向開關，轉動到目標角度位置，并將天線號和角度回傳至發射機自動化系統。系統進行對比，如果一致發射機才可以運行，否則進行報警提示。

4.2 發射機手動模式

當發射機在手動狀態下運行時，發射機自動化系統和天控柜系統只接收運行圖，但是不運行，仍然執行當前的運行圖，發射機運行狀態不發生改變。

4.3 檢修模式

控制機柜上裝有個鑰匙聯鎖系統可供打到檢修狀態，鑰匙的優先級要高于軟件界面上的檢修，界面上顯示“檢修”的按鈕，處于高亮狀態時，此時無論是機柜上或是自動化上，這時天線肯定處于檢修狀態，在檢修狀態下，系統不接收下發的運行時間表，僅上傳工作狀態。

結束語

短波發射機與中波發射機的不同是需要頻繁的倒換頻率，天線交換控制系統在短波發射機中起到至關重要的一個環節。天線控制界面需要倒頻操作簡單，天線通路顯示直觀，便于運行維護人員巡視檢查。