計(jì)算機(jī)技術(shù)在廣播發(fā)射設(shè)備上的應(yīng)用

黃維東

摘要：文章介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)在廣播發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。利用計(jì)算機(jī)對(duì)模擬發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，包括：系統(tǒng)的構(gòu)建，計(jì)算機(jī)軟件和硬件的設(shè)計(jì)，人機(jī)交互和系統(tǒng)的擴(kuò)展應(yīng)用。利用計(jì)算機(jī)把廣播發(fā)射臺(tái)組建成一個(gè)整體。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；廣播發(fā)射機(jī)；系統(tǒng)構(gòu)成；監(jiān)測(cè)控制

中圖分類號(hào)：TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145(2009)06-0123-02

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及，其在廣播發(fā)射設(shè)備上的應(yīng)用也得到進(jìn)一步的提高。為了保障廣播發(fā)射機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，我臺(tái)開發(fā)了發(fā)射機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)應(yīng)用在大連中波發(fā)射臺(tái)，使我臺(tái)在技術(shù)更新與設(shè)備改造上又邁上了一個(gè)新臺(tái)階。現(xiàn)結(jié)合本臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)改造和相關(guān)計(jì)劃作一概述。

一、系統(tǒng)構(gòu)成

在組建本系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)發(fā)射臺(tái)工作運(yùn)行環(huán)境的特殊性，以及發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)，最終確定將系統(tǒng)分為三層，即下位機(jī)層(前端機(jī)，又叫控制器)，數(shù)據(jù)通訊、服務(wù)器層(服務(wù)器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器等)，上位機(jī)層(客戶機(jī)或稱操作機(jī)，局域網(wǎng))。

(一)下位機(jī)層

下位機(jī)(控制器)直接安裝在發(fā)射機(jī)上。它可以獨(dú)立地運(yùn)行，也可以與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。下位機(jī)具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，因?yàn)橄挛粰C(jī)連續(xù)地對(duì)發(fā)射機(jī)的各種模擬量、開關(guān)量進(jìn)行采集和控制，實(shí)時(shí)性就顯得非常重要。下位機(jī)的另一個(gè)功能是進(jìn)行命令解釋，包括下位機(jī)本身的鍵盤操作，以及通訊端口傳輸來(lái)的命令進(jìn)行解釋后執(zhí)行。

下位機(jī)的輸入信號(hào)有開關(guān)量(邏輯)信號(hào)和模擬量，所有這些量通常稱為信號(hào)監(jiān)視，因?yàn)樗从嘲l(fā)射機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。開關(guān)量的輸入采用光電隔離技術(shù)，對(duì)模擬量進(jìn)行MD轉(zhuǎn)換、信號(hào)調(diào)理、濾波等處理。數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的校正我們稱為歸一化，這主要是針對(duì)所有的模擬量。

(二)數(shù)據(jù)通訊、服務(wù)器層

廣播發(fā)射臺(tái)是一個(gè)強(qiáng)電磁干擾環(huán)境，數(shù)據(jù)傳輸易受干擾。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用RS-422串行通訊總線信號(hào)，采用差分傳輸，抗電磁干擾能力強(qiáng)。在傳輸速率為9600BIT／S情況下，最大傳輸距離達(dá)1000米。

數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器選用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、可靠性高：可以在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下工作，比如高溫、低溫、多塵、有害氣體、強(qiáng)震、高噪聲及各類強(qiáng)電子干擾等，具有堅(jiān)固耐用、抗震、抗干擾、抗腐蝕的特點(diǎn)。工控機(jī)的元器件、接插件、電源機(jī)箱、外設(shè)都具有高可靠性。整機(jī)的平均無(wú)故障時(shí)間要遠(yuǎn)高于普通PC機(jī)。

2、組建系統(tǒng)靈活方便：工控機(jī)采用了系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于工程和系統(tǒng)設(shè)計(jì)者根據(jù)需要組建系統(tǒng)。

系統(tǒng)通訊是由硬件與軟件來(lái)保障，采用RS-422通訊方式配合軟件糾錯(cuò)方法，可避免因干擾造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤?？刂破魍ㄟ^(guò)全隔離的RS-422／RS-232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與服務(wù)器相連。

(三)局域網(wǎng)

本系統(tǒng)基于服務(wù)器，使用集線器構(gòu)成局域網(wǎng)，同時(shí)可提供16臺(tái)計(jì)算機(jī)(包括服務(wù)器)組建網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)線接人可任意插入16端口中的任何一端口異地計(jì)算機(jī)安裝相應(yīng)軟件后，可利用電話線進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。

二、系統(tǒng)軟件

(一)服務(wù)器

系統(tǒng)軟件主要使用Vc++語(yǔ)言和VF數(shù)據(jù)庫(kù)編寫。服務(wù)器作為此系統(tǒng)的核心單元，配備UPS電源，防止停電事故影響服務(wù)器中的各種設(shè)置的數(shù)據(jù)。服務(wù)器的操作系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)，可設(shè)密碼保護(hù)，防止未經(jīng)授權(quán)人員的誤操作。使用VF6.0創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存儲(chǔ)和調(diào)用各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

(二)客戶機(jī)

客戶機(jī)啟動(dòng)時(shí)直接登錄服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?？蛻糗浖槿粘９ぷ髦袡z測(cè)和控制所使用的。

三、客戶機(jī)應(yīng)用設(shè)置

客戶機(jī)應(yīng)用程序以發(fā)射機(jī)流程圖形式給出友好界面。通過(guò)客戶機(jī)可檢測(cè)發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率、反射功率、主電源、高頻取樣、低壓電源、發(fā)射頻率等各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行定時(shí)開關(guān)機(jī)設(shè)置。按正常的播音時(shí)間來(lái)設(shè)置發(fā)射機(jī)的播出時(shí)間，因?yàn)橹挥性诓コ鰰r(shí)間內(nèi)發(fā)射機(jī)的所有狀態(tài)信息被記錄且進(jìn)行故障判斷。

調(diào)幅度檢測(cè)和模擬量預(yù)報(bào)警功能的設(shè)置，使系統(tǒng)更加貼近實(shí)際應(yīng)用，更人性化。定時(shí)關(guān)機(jī)前，檢測(cè)是否有調(diào)幅度，以避免在特殊廣播延長(zhǎng)播出時(shí)間錯(cuò)誤關(guān)機(jī)。

四、系統(tǒng)存在的問(wèn)題

由于強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)于撥號(hào)上網(wǎng)設(shè)備構(gòu)成干擾，使遠(yuǎn)程連網(wǎng)功能受到影響。我們將針對(duì)性采取措施，如改善保護(hù)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(qiáng)的調(diào)制解調(diào)器等，解決干擾問(wèn)題。解決聯(lián)網(wǎng)功能后，對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試，以達(dá)到穩(wěn)定的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

五、系統(tǒng)的擴(kuò)展

為了充分利用現(xiàn)有資源和設(shè)備，我們對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)一步擴(kuò)大，將其它一些廣播相關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，并人系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控。

廣播發(fā)射工作對(duì)供電的要求非常高，要盡最大可能保證發(fā)射臺(tái)供電。原有的135系列柴油發(fā)電機(jī)組完全的手動(dòng)操作。操作過(guò)程一般需要五分鐘左右，在突然停電情況下進(jìn)行緊急操作，還有可能出現(xiàn)誤操作。在停電事故中如何減少停播時(shí)間，又能確保發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行供電成為我們需要解決的重要問(wèn)題。

可編程邏輯控制器(PLC)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、易于編程，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。PLC主要通過(guò)軟件控制，減少硬件開發(fā)工作和外圍電路，提高系統(tǒng)可靠性和抗干擾能力，應(yīng)用PLC的可編程控制技術(shù)，將所有的檢測(cè)、運(yùn)算、顯示等過(guò)程自動(dòng)完成，通過(guò)預(yù)留的計(jì)算機(jī)接口，可進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

使用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測(cè)控制。首先要解決相關(guān)數(shù)據(jù)的取樣(如油溫、水溫、轉(zhuǎn)速、電壓、頻率等)和傳感器的選擇安裝。

PLC對(duì)發(fā)電機(jī)的監(jiān)控執(zhí)行主要通過(guò)以下過(guò)程完成：(1)外電故障檢測(cè)與判斷；(2)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程；(3)倒閘操作與檢測(cè)；(4)外供電來(lái)電，恢復(fù)電網(wǎng)供電。