發(fā)射臺中央控制系統(tǒng)典型故障分析及維護

鄒坤英

【摘 要】本文根據(jù)作者長期維護發(fā)射機主控系統(tǒng)設備的工作經(jīng)驗，針對中央控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的典型故障進行了深刻分析，詳細的介紹了處理故障的方法和思路，并且對設備的日常維護進行了探究，為廣播技術人員處理類似問題提供了一定的指導作用。

【關鍵詞】主控系統(tǒng)；故障分析；維護

0 前言

發(fā)射臺（站）的中央控制系統(tǒng)是控制臺站發(fā)射機操作的核心控制系統(tǒng)，整個主控系統(tǒng)采用“集中管理，集中控制”的設計理念，將整個臺站的發(fā)射機、天線及各項配套設施構成一個整體。其中任一設備出現(xiàn)故障或維護不周都會影響電臺的安全播出。隨著硬件和軟件的不斷發(fā)展，中央控制系統(tǒng)設備的功能和性能也在不斷完善和提高，作為一名維護主控系統(tǒng)設備的工作者，必須能及時準確的判斷和處理設備故障，減少停播事故，保證電臺安全播出。本文針對中央控系統(tǒng)中出現(xiàn)過的故障現(xiàn)象進行較全面的深刻的剖析，提出在實際工作中的解決方法，并對設備的日常維護進行了探究。

1 中央控制系統(tǒng)的組成

中央控制系統(tǒng)（簡稱中控系統(tǒng)）主要通過中央控制室主控計算機，管理和監(jiān)控全臺與播出有關的技術設備運行，整個系統(tǒng)主要包括數(shù)字音頻矩陣系統(tǒng)，發(fā)射機遠程控制系統(tǒng)，天線矩陣控制系統(tǒng)，電力監(jiān)視系統(tǒng)以及大屏幕系統(tǒng)和與設備配套的子系統(tǒng)等組成。

1.1 數(shù)字音頻矩陣

中央控制系統(tǒng)采用AD6464-110型64×64AES/EBU數(shù)字音頻矩陣，用于完成發(fā)射機節(jié)目通路的選擇。數(shù)字音頻矩陣采用平衡輸入/輸出、以及電平變換，是應用在數(shù)字廣播領域的高音質(zhì)系統(tǒng)。該設備可以通過RS-232接口允許用戶遠程控制音頻矩陣。矩陣面板的切換按鈕可實現(xiàn)遠程控制與本地控制模式倒換，在音頻矩陣發(fā)生故障時，可以通過手動短接數(shù)字音頻的輸入和輸出達到音頻輸出的目的。

1.2 發(fā)射機遠程控制系統(tǒng)

發(fā)射機遠程控制系統(tǒng)由中央控制室兩臺主機上安裝的BCS系統(tǒng)軟件控制。這兩臺主機互為熱備份，通過主控計算機通訊軟件DBCENTE（SCADA程序在控制系統(tǒng)中指DBCenter程序）同步數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)具備強大的多任務，多用戶處理能力。在系統(tǒng)中有看門狗程序，隨時監(jiān)控程序運行，系統(tǒng)重新啟動后，控制程序會按照順序啟動各種進程實現(xiàn)控制。

1.3 天線控制系統(tǒng)

天線控制系統(tǒng)用于滿足發(fā)射機對天線通路的選擇，完成播出節(jié)目對頻段、偏向角及服務區(qū)各項參數(shù)的匹配。BCS控制系統(tǒng)將天線控制系統(tǒng)（ACS）細分為獨立的控制單元，每一個控制單元（通常與一個機房或一組發(fā)射機對應）為一套獨立的天線控制系統(tǒng)，經(jīng)過BCS組織架構整合，可在BCS控制界面上完成對若干個分散的ACS的集中控制。

1.4 電力監(jiān)視系統(tǒng)

電力監(jiān)視系統(tǒng)包括對變電站兩路10KV進線，12部發(fā)射機高壓盤、低壓盤及中控室配電柜三大部分電流電壓的整體監(jiān)測。該系統(tǒng)為確保發(fā)射臺站電力環(huán)節(jié)的可靠性、穩(wěn)定性，提供了有力的技術保障。

1.5 大屏幕顯示系統(tǒng)

該子系統(tǒng)負責將每一部發(fā)射機各項表值和重要的參數(shù)數(shù)據(jù)進行采集和處理。并最終將各項數(shù)據(jù)以圖形界面的形式分屏顯示到中控機房電視墻上，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)達到了秒級實時監(jiān)控。

2 典型故障處理分析及維護方法

2.1 中央控制系統(tǒng)故障處理原則

（1）迅速倒換至備份中央控制系統(tǒng)播出，盡可能減少停、劣播時間。（2）故障的處理與判斷按照“先內(nèi)后外”的原則，對故障進行全面觀察，認真分析，準確判斷，盡快處理。（3）處理完畢后，經(jīng)試機正常后倒回正常位置。

2.2 BCS主備機切換故障分析及維護

2.2.1 故障現(xiàn)象

BCS主用控制系統(tǒng)故障時無法自動啟用備用控制系統(tǒng)。主用控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，BCS系統(tǒng)軟件界面上對應的所有發(fā)射機數(shù)據(jù)均不能實時更新，系統(tǒng)不能正確按照運行圖遠程控制發(fā)射機倒頻，換天線及加高壓操作。

2.2.2 故障設備原理分析

中央控制系統(tǒng)的BCS控制在設計上是按照一主一備配置的在線式實時控制系統(tǒng)。主備計算機通過PLC完成控制權的切換。正常運行時主用計算機取得控制權，一方面，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)射機的遠程控制；另一方面，主機每隔1秒鐘向PLC發(fā)送“心跳”信號，從而繼續(xù)保持控制權。當主機控制系統(tǒng)故障時其停止發(fā)送“心跳”信號，PLC連續(xù)5次未接收到此信號時，立即將整個控制系統(tǒng)的控制權自動切換到備用計算機，備用計算機取得控制權后能夠向主機一樣實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)的全部控制功能。

2.2.3 處理方法

在正常播音時若出現(xiàn)此故障，應迅速使用手動模式將主控系統(tǒng)切換到備機運行，確保設備正常運行。事后可由主備機切換原理的分析判斷出，當主機故障時未能自動切換至備機的問題必定出在PLC的控制權切換環(huán)節(jié)。因此可在無播音任務的時段中針對PLC設備處理故障。步驟如下：

1）可使用PLC鑰匙將其復位重啟，看能否實現(xiàn)自動切換。

2）若重啟后可自動切換，說明PLC曾發(fā)生過死機故障，需在檢修日志中做好記錄，在后期工作中注意觀察。

3）若是重啟PLC后該故障依舊，說明PLC控制模塊故障，可更換同型號控制模塊（必須使用同型號，否則PLC控制模塊程序需重新編寫），并將原PLC模塊上的程序芯片取下，重新插入新PLC控制模塊上即可。

2.2.4 日常維護

檢修主備控制計算機時，必須要測試中控系統(tǒng)主、備機的系統(tǒng)切換操作是否正常。平時要定期檢查PLC主機模塊各項指示燈是否正常，PLC各種控制線纜連接情況等，杜絕此類故障隱患。

2.3 數(shù)字音頻矩陣故障分析及維護

2.3.1 故障現(xiàn)象

發(fā)射機音頻通路不受主控系統(tǒng)控制，不能在BCS系統(tǒng)上自動或手動操作音頻矩陣；BCS控制主界面上告警提示“音頻矩陣通訊錯誤”，但在音頻矩陣本地面板操作可實現(xiàn)音頻矩陣的正常切換。

2.3.2 故障設備分析

系統(tǒng)軟件告警提示“音頻矩陣通訊錯誤”，且音頻矩陣設備在本地操作是正常的。此故障應定位在主控系統(tǒng)與音頻矩陣的互聯(lián)通路上。主控系統(tǒng)與音頻矩陣之間是通過交換機、網(wǎng)線和端口轉換器實現(xiàn)連接的。由于主控系統(tǒng)是通過同一臺交換機與所有遠程設備通訊，且僅有音頻矩陣出現(xiàn)通訊告警，故而排除交換機故障，應在后面兩個環(huán)節(jié)找故障。

2.3.3 處理方法

出現(xiàn)此故障時，應首先在設備面板上手動操作音頻矩陣，保證發(fā)射機節(jié)目不錯播。然后用測線器測試網(wǎng)線是否是聯(lián)通的；若網(wǎng)線正常則故障一定就是出在端口轉換器上。

系統(tǒng)中使用的是NPort端口轉換器DE311，它用于將串行信號轉換為TCP/IP信號，實現(xiàn)串口設備的網(wǎng)絡互連功能，更換的新端口轉換器需要設置如下設置參數(shù)：

1）通過設置圖中的撥碼開關，將串口參數(shù)設置為RS232（422，485）。

表1

2）通過“超級終端”配置Nport的IP地址。

（1）進入windows系統(tǒng)中“開始”菜單，選擇附件中“通訊”選項中的“超級終端”；

（2）在彈出的窗口中輸入本次連接的名字；（可以自定義）

（3）選擇連接類型為“COM1”（端口號根據(jù)設備所連接的串口確定，一般選擇COM1）；

（4）選擇正確的參數(shù)配置：19200，N，8，1，N；

（5）連接后可進入設備配置界面，在界面中按照提示進行轉換器的IP地址配置和工作方式配置（9600，N，8，1）。

中央控制系統(tǒng)中除了數(shù)字音頻矩陣控制使用了端口轉換器，該設備還應用在多個控制節(jié)點上，如GPS與主控通訊，假負載控制和發(fā)射機配電柜電力監(jiān)視。如需要更換這些節(jié)點上的端口轉換器，更換的步驟是一樣的，但必須設定為各自的IP地址。

2.3.4 日常維護

中央控制系統(tǒng)的多個控制環(huán)節(jié)上均使用了端口轉換器，為了保證整個控制系統(tǒng)正常運行，日常檢修工作中應定期對該設備精心維護： （1）該設備工作環(huán)境要求無塵，通風良好；（2）定期對表面進行除塵；（3）定期對所有連線進行檢查。

2.4 GPS故障分析及維護

2.4.1 故障現(xiàn)象

BCS主控系統(tǒng)界面上頻繁彈出“GPS Basic Operate”告警框。

2.4.2 故障設備分析

GPS用于實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的授時功能，是發(fā)射臺準時按照運行圖開關機，各設備正常工作的基礎。由于系統(tǒng)中使用的GPS設備工作上分三種模式：

1）S-C：失鎖，表示未搜索到衛(wèi)星信號。

2）S-c Basic：基本模式，表示接收到衛(wèi)星數(shù)量小于6顆，接收到的GPS時鐘狀態(tài)屬于臨界，隨時可能失去衛(wèi)星信號。

3）S-C Normal模式，表示GPS接收到的衛(wèi)星數(shù)量大于12顆，GPS可以接收到穩(wěn)定的衛(wèi)星信號。

因此從該GPS設備的工作特性分析可知，“GPS Basic Operate”告警框出現(xiàn)時，表明GPS接收到的衛(wèi)星數(shù)量已突然從至少12顆降至小于6顆，并且隨時可能中斷。此類故障應從GPS接收天線端入手查找，檢查是否出現(xiàn)了影響GPS接收天線信號的因素。

2.4.3 故障處理

應立即檢查屋頂GPS天線安放位置是否有飄落下的物體遮擋，或天線附近是否出現(xiàn)了高大建筑影響到了信號；若室外天線未受到任何影響，則重點檢查GPS天線接頭處是否存在虛接。若以上情況排除后仍存在此問題，應立即整體更換GPS天線。

2.4.4 日常維護

對GPS設備的日常維護重點應放在室外天線環(huán)節(jié)上，做好以下幾項工作：（1）定期查看并清除周邊有可能對接收天線造成遮擋的雜物；（2）查看GPS連接頭、網(wǎng)絡接頭接觸是否良好，有無松動；（3）巡機時查看GPS面板指示燈是否為正常工作狀態(tài)。

3 結束語

發(fā)射臺中央控制系統(tǒng)整合了發(fā)射臺所有的技術設備，所涉及設備類型及數(shù)量眾多，在實際使用過程中，必然會遇到各種各樣的問題。遇到故障后只要能夠沉著冷靜的全面觀察設備故障現(xiàn)象，認真總結分析設備原理，就必定能找到處理故障的突破口。本文正是從這一思路出發(fā)詳細介紹了工作中遇到過的三起典型故障處理方法及維護經(jīng)驗，希望為廣大發(fā)射臺從事中央控制系統(tǒng)設備的工作者提供幫助。