基于C#.NET 框架下天線交換控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

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(fā)射機的輸出必須按運行圖的規(guī)定時間、頻率和發(fā)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(jù)進行自動控制。但天線控制必須與發(fā)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(tài)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(fā)射機運行圖表中規(guī)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(fā)現(xiàn)有誤立即告警；

1.3 檢測天線現(xiàn)場實際執(zhí)行狀態(tài)，有故障立即報警；

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

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

2 上位機操作系統(tǒng)主要功能

天線交換控制系統(tǒng)主要分為兩部分：上位機操作界面系統(tǒng)和下位機邏輯控制系統(tǒng)。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(zhí)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(fā)，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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)，運行圖與設備狀態(tài)數(shù)據(jù)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(tǒng)上位機，人機交互界面，進行天線倒換操作，系統(tǒng)設計了運行時刻表、調(diào)度令查詢、系統(tǒng)信息查詢、系統(tǒng)日志、系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(fā)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(shù)據(jù)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(tǒng)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(zhí)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(fā)射機號，可在時刻表上顯示PLC 的運行信息。

d.調(diào)度令查詢

調(diào)度令信息查詢在系統(tǒng)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(nèi)的調(diào)度令信息。在選中的調(diào)度令信息中調(diào)度令信息欄左右拖動，可以查看到0-24 小時的調(diào)度令信息。

2.2 系統(tǒng)信息查詢

系統(tǒng)信息查詢功能主要從系統(tǒng)信息欄中可以查看到操作過程中所出現(xiàn)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(zhí)行。

2.3 系統(tǒng)日志

點擊菜單欄上的“系統(tǒng)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(fā)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(fā)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(xiàn)

單機系統(tǒng)和天控系統(tǒng)中，天控系統(tǒng)作為服務器端申請一個socket 用來監(jiān)聽綁定到一個IP 地址和一個端口上開啟監(jiān)聽，等待客戶端的連接天控系統(tǒng)和機房監(jiān)控系統(tǒng)中，天控系統(tǒng)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(tǒng)與發(fā)射機自動化系統(tǒng)運行模式有密切的關系，發(fā)射機自動化系統(tǒng)分為3 種運行方式，這3 種運行方式直接影響天控系統(tǒng)的運行。

4.1 發(fā)射機自動模式

發(fā)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(nèi)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(fā)射機自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)進行對比，如果一致發(fā)射機才可以運行，否則進行報警提示。

4.2 發(fā)射機手動模式

當發(fā)射機在手動狀態(tài)下運行時，發(fā)射機自動化系統(tǒng)和天控柜系統(tǒng)只接收運行圖，但是不運行，仍然執(zhí)行當前的運行圖，發(fā)射機運行狀態(tài)不發(fā)生改變。

4.3 檢修模式

控制機柜上裝有個鑰匙聯(lián)鎖系統(tǒng)可供打到檢修狀態(tài)，鑰匙的優(yōu)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(tài)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(tài)，在檢修狀態(tài)下，系統(tǒng)不接收下發(fā)的運行時間表，僅上傳工作狀態(tài)。

結束語

短波發(fā)射機與中波發(fā)射機的不同是需要頻繁的倒換頻率，天線交換控制系統(tǒng)在短波發(fā)射機中起到至關重要的一個環(huán)節(jié)。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。