發射臺中央控制系統典型故障分析及維護

鄒坤英

【摘 要】本文根據作者長期維護發射機主控系統設備的工作經驗，針對中央控制系統中出現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；故障分析；維護

0 前言

發射臺（站）的中央控制系統是控制臺站發射機操作的核心控制系統，整個主控系統采用“集中管理，集中控制”的設計理念，將整個臺站的發射機、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展，中央控制系統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中出現過的故障現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 中央控制系統的組成

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

1.1 數字音頻矩陣

中央控制系統采用AD6464-110型64×64AES/EBU數字音頻矩陣，用于完成發射機節目通路的選擇。數字音頻矩陣采用平衡輸入/輸出、以及電平變換，是應用在數字廣播領域的高音質系統。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遠程控制與本地控制模式倒換，在音頻矩陣發生故障時，可以通過手動短接數字音頻的輸入和輸出達到音頻輸出的目的。

1.2 發射機遠程控制系統

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

1.3 天線控制系統

天線控制系統用于滿足發射機對天線通路的選擇，完成播出節目對頻段、偏向角及服務區各項參數的匹配。BCS控制系統將天線控制系統（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射機對應）為一套獨立的天線控制系統，經過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 電力監視系統

電力監視系統包括對變電站兩路10KV進線，12部發射機高壓盤、低壓盤及中控室配電柜三大部分電流電壓的整體監測。該系統為確保發射臺站電力環節的可靠性、穩定性，提供了有力的技術保障。

1.5 大屏幕顯示系統

該子系統負責將每一部發射機各項表值和重要的參數數據進行采集和處理。并最終將各項數據以圖形界面的形式分屏顯示到中控機房電視墻上，所有監測數據達到了秒級實時監控。

2 典型故障處理分析及維護方法

2.1 中央控制系統故障處理原則

（1）迅速倒換至備份中央控制系統播出，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 故障現象

BCS主用控制系統故障時無法自動啟用備用控制系統。主用控制系統發生故障時，BCS系統軟件界面上對應的所有發射機數據均不能實時更新，系統不能正確按照運行圖遠程控制發射機倒頻，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。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，實現對系統內所有發射機的遠程控制；另一方面，主機每隔1秒鐘向PLC發送“心跳”信號，從而繼續保持控制權。當主機控制系統故障時其停止發送“心跳”信號，PLC連續5次未接收到此信號時，立即將整個控制系統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整個控制系統的全部控制功能。

2.2.3 處理方法

在正常播音時若出現此故障，應迅速使用手動模式將主控系統切換到備機運行，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的控制權切換環節。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，看能否實現自動切換。

2）若重啟后可自動切換，說明PLC曾發生過死機故障，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主、備機的系統切換操作是否正常。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 數字音頻矩陣故障分析及維護

2.3.1 故障現象

發射機音頻通路不受主控系統控制，不能在BCS系統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音頻矩陣的正常切換。

2.3.2 故障設備分析

系統軟件告警提示“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與音頻矩陣的互聯通路上。主控系統與音頻矩陣之間是通過交換機、網線和端口轉換器實現連接的。由于主控系統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通訊告警，故而排除交換機故障，應在后面兩個環節找故障。

2.3.3 處理方法

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

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

1）通過設置圖中的撥碼開關，將串口參數設置為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”（端口號根據設備所連接的串口確定，一般選擇COM1）；

（4）選擇正確的參數配置：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）。

中央控制系統中除了數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點上，如GPS與主控通訊，假負載控制和發射機配電柜電力監視。如需要更換這些節點上的端口轉換器，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

中央控制系統的多個控制環節上均使用了端口轉換器，為了保證整個控制系統正常運行，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 故障現象

BCS主控系統界面上頻繁彈出“GPS Basic Operate”告警框。

2.4.2 故障設備分析

GPS用于實現對整個控制系統的授時功能，是發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，表示未搜索到衛星信號。

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

3）S-C Normal模式，表示GPS接收到的衛星數量大于12顆，GPS可以接收到穩定的衛星信號。

因此從該GPS設備的工作特性分析可知，“GPS Basic Operate”告警框出現時，表明GPS接收到的衛星數量已突然從至少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節上，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。

3 結束語

發射臺中央控制系統整合了發射臺所有的技術設備，所涉及設備類型及數量眾多，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驗，希望為廣大發射臺從事中央控制系統設備的工作者提供幫助。