程小龍

（作者單位：寧夏廣播電視臺六盤山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺）

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基于PAC的廣播電視發(fā)射機智能監(jiān)控系統(tǒng)

程小龍

（作者單位：寧夏廣播電視臺六盤山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺）

摘 要：本文主要對以PAL作為技術(shù)基礎(chǔ)的廣播電視發(fā)射機智能監(jiān)控系統(tǒng)進行綜述，探討該種系統(tǒng)工作的原理和設(shè)計的方法。

關(guān)鍵詞：PAC；廣播電視發(fā)射機；智能監(jiān)控系統(tǒng)

廣播電視播出系統(tǒng)包括2個部分，主體結(jié)構(gòu)是信號廣播終端的一部分，另一部分是發(fā)射機。當(dāng)?shù)孛鎻V播，在戶外終端程序發(fā)送的信號電纜發(fā)射臺，信號調(diào)節(jié)和功率的變化，通過無線電廣播，此時監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對發(fā)射機的信號質(zhì)量和其他設(shè)備的工作情況進行檢測；同時，判斷監(jiān)控設(shè)備的參數(shù)、狀態(tài)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等是否在正常的范圍之內(nèi)。目前，實現(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)的方法主要包括單片機、PLC和微機等。

1 PAC可編程自動化控制器的基本概述

PAC，是一種以PC構(gòu)架作為主要結(jié)構(gòu)的可編程自動化控制器。PAC綜合了PLC與PC的優(yōu)勢，把PC的計算能力、通信能及網(wǎng)絡(luò)能力和PLC的可靠性進行融合，在智能化領(lǐng)域中占有重要的位置。

以PAC作為技術(shù)基礎(chǔ)的廣播電視發(fā)射機智能監(jiān)控主要構(gòu)成部分包括服務(wù)器、前端智能控制器、通信網(wǎng)絡(luò)等。在系統(tǒng)的前端是智能控制器，主要工作任務(wù)是采集發(fā)射機的數(shù)據(jù)及執(zhí)行任務(wù)。智能控制器作為一個現(xiàn)場智能設(shè)備，具有相對獨立性，能夠獨自執(zhí)行監(jiān)控任務(wù)。一旦監(jiān)控對象的參數(shù)不符合正常范圍的要求，控制器會立即進行控制，避免出現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)不順暢的情況出現(xiàn)。智能控制器的主要構(gòu)成部分包括數(shù)據(jù)的輸入和輸出接口，用來輸入和輸出模擬量和數(shù)字量；包括串行通信接口、以太網(wǎng)接口、小鍵盤及液晶顯示器等。

在C/S模式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，它的主要組成結(jié)構(gòu)有2個：數(shù)據(jù)服務(wù)器、現(xiàn)場控制器。其中，數(shù)據(jù)服務(wù)器的主要任務(wù)在于采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)及接受來自于智能控制器的參數(shù)；而現(xiàn)場控制器負(fù)責(zé)報告數(shù)據(jù)，屬于客戶機，所報告的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出來，并且接受從服務(wù)器發(fā)出的控制命令。

監(jiān)控主機，在整個系統(tǒng)中是作為人機交互的平臺，主要任務(wù)在于運行監(jiān)控管理軟件，從而實現(xiàn)監(jiān)控管理軟件的功能，如發(fā)射機的定時開關(guān)機，故障自動機器和復(fù)位，故障報警，檢查工作條件參數(shù)，廣播數(shù)據(jù)管理、權(quán)限管理等操作。

2 PAC可編程自動化控制器的設(shè)計

2.1 硬件的設(shè)計

PAC可編程自動化控制器，它的硬件設(shè)計主要考慮的是如何不影響系統(tǒng)功能需求，在這個條件的基礎(chǔ)上，使硬件設(shè)計簡化，減少復(fù)雜的開發(fā)的難度。為現(xiàn)場控制器，處理器的設(shè)計方案是PAC可編程自動化控制器為中心，發(fā)展條件參數(shù)采集器，并與微處理器為核心，形成一個基于PAC的控制器實現(xiàn)收集數(shù)據(jù)資料的智能控制器的參數(shù)條件。

PAC可編程控制器的生產(chǎn)廠商很多，不同的控制器具有不同的用途，劃分為串口控制器和網(wǎng)絡(luò)控制器。采用7188E系列的PAC產(chǎn)品來設(shè)計現(xiàn)場控制器，其中7188EA作為中心初期，主要任務(wù)在于讀取工況數(shù)據(jù)、顯示參數(shù)、輸入輸出控制及通信等。

第一，在模擬輸入模塊，主模塊包括2部分：一個是發(fā)射機電源監(jiān)控模塊，另一個是發(fā)射機狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測模塊。其中，電源監(jiān)控模塊的主要工作是監(jiān)控發(fā)射機功率的參數(shù)，主要包括以下參數(shù)：電壓、電流、功率、功率、功率因數(shù)和諧波分量等。電壓和模擬輸入模塊直接連接到當(dāng)前的連接之前需要通過CT變換。和發(fā)射機狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測模塊的主要任務(wù)是提供模擬輸入，主要收集的數(shù)據(jù)包括發(fā)射機輸出功率、反射功率，高電壓、陰極燈絲電壓和電流等。

第二，DI/DO模塊。DI/DO模塊的主要任務(wù)是做開關(guān)的輸入和輸出功能。單個模塊提供的開關(guān)量輸入數(shù)是8，繼電器輸出數(shù)字八。繼電器輸出通常是常開/關(guān)閉模式，脈沖模式。當(dāng)使用脈沖模式下，用戶可以指定關(guān)閉時間，等到指定的時間后斷開。該模塊的主要功能在于采集發(fā)射機開關(guān)時候的變量和輸出控制。具體而言，能夠?qū)崿F(xiàn)的控制功能主要包括：開關(guān)機控制、狀態(tài)監(jiān)測、越限處理、采用聲光信號進行報警。

第三，在LCD參數(shù)顯示模塊中，含有一個4×4小鍵盤，主要功能在于現(xiàn)場操作監(jiān)控、現(xiàn)場設(shè)置報警閾值、對參數(shù)的變化進行監(jiān)控等?？刂破髟诂F(xiàn)場，只有連接到一個顯示模塊，同時配備了液晶顯示器。

第四，在通信接口方面，通信設(shè)計的方式主要包括2種，一種是網(wǎng)絡(luò)方式通信，如光纖以太網(wǎng)、無線以太網(wǎng)和有線以太網(wǎng)等；另一種是GPRS方式或者GSM短信方式。

2.2 軟件的設(shè)計

在基于7188E系列的PAC 的智能控制器中，每個模塊對應(yīng)的智能微處理器模塊，所以智能控制器軟件的設(shè)計等于智能監(jiān)控模塊的設(shè)計。PAC模塊的關(guān)鍵角色扮演一個中央處理器，配有單任務(wù)操作系統(tǒng)，和監(jiān)控應(yīng)用程序中的程序?qū)儆赑AC模塊。

智能控制器監(jiān)控軟件的功能主要包括以下6個方面。一是實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，例如識別各個功能模塊、設(shè)置各個模塊的閾值和參數(shù)、讀取DI數(shù)字量并且確定初始值、實現(xiàn)通信端口初始化以及讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)并且保存等。二是讀模擬量輸入，例如采集監(jiān)控參數(shù)、與服務(wù)器進行連接并且發(fā)送工況數(shù)據(jù)。三是顯示工況參數(shù)。四是執(zhí)行遙控命令，例如，執(zhí)行參數(shù)社會、遙控開關(guān)機、改變功率等。五是通信，主要負(fù)責(zé)兩方面任務(wù)，一方面在于和功能模塊通信，并且采集參數(shù)，發(fā)出控制命令；另一方面在于和上位機通信，完成參數(shù)的上傳和執(zhí)行遙控命令，主要通過以太網(wǎng)實現(xiàn)。以太網(wǎng)在這個過程中主要執(zhí)行的任務(wù)包括以下幾個方面：和上位機實現(xiàn)TCP/IP端口連接、數(shù)據(jù)的打包、數(shù)據(jù)的解包、發(fā)送任務(wù)、處理錯誤的通信、讀取遙控命令的執(zhí)行結(jié)果及報警處理任務(wù)。六是定時中斷，采集工況參數(shù)，同時把所采集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)緩沖器。

3 故障診斷技術(shù)

根據(jù)監(jiān)控的數(shù)據(jù)進行實時分析并且判斷系統(tǒng)的控制決策，對于智能監(jiān)控系統(tǒng)的控制非常重要。通常情況下，獲取控制規(guī)則的方法主要有4種：第一，系統(tǒng)維護人員交流，并組織有效的控制規(guī)則；第二，研究發(fā)射機設(shè)計維護手冊，從設(shè)計手冊，總結(jié)了控制規(guī)則；第三，總結(jié)經(jīng)驗與實際維修情況下，提取控制規(guī)則；第四，從數(shù)學(xué)理論中研究控制規(guī)則。

智能監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以采集實時狀態(tài)中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，而且可以存儲數(shù)據(jù)，所以實時數(shù)據(jù)庫在智能監(jiān)控系統(tǒng)中占有重要的位置。因此，必須及時準(zhǔn)確地分析系統(tǒng)的工況，這具有重要的實際性意義?；赑AC的智能監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)工作需要通過PC平臺實現(xiàn)，具有較強的通用性，同時系統(tǒng)構(gòu)成靈活，能夠更加可靠的滿足控制的要求，且適應(yīng)用戶的要求。由此可見，基于PAC的廣播電視發(fā)射機職能監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的遠程監(jiān)控需求相適應(yīng)，具有廣泛的應(yīng)用價值。

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