(5)发射机计算机监控系统

发射机计算机监控系统PC机监控及遥控遥测功能传统发射机需人工定时监测，手工记录，这样做不仅工作量大，工作效率低，人为因素多，而且因为疲劳等因素的影响，很可能造成差错甚至事故。针对这些原因，我们开发了彩色电视发射机的计算机监控系统（TMCS）。它注重遥控遥测的实时性和监控信息的丰富性，将以往人眼“监测”和人工“巡视”的传统工作模式，转换为计算机实时“监控”的先进模式，对发射机的重点参数实行动态监测，确保发射机的稳定工作及运行指标。具体功能主要有：收集和存储发射机数据、显示和调阅数据、绘制发射机状态参数（模拟量）随时间变化的曲线、监控发射机的运行状态、生成数据报表、故障自动记录以及对激励器前面板进行调整和控制等。激励器智能化激励器是发射机的核心，是它控制着整个发射机的运行。传统激励器的控制电路完全是采用模拟硬件电路实现的，具有调整难，稳定性差、逻辑和保护功能不健全等致命弱点。我公司生产的智能激励器用微处理器完成其控制功能，具有调试简单，稳定性好，实现功能方便，有一定智能，并易于功能修改扩充等优点。智能激励器分主备两台，有三种工作状态：大环自动稳幅状态、小环自动稳幅状态和安全状态。并且在原有功能的基础上，实现了上电自检、主备自动切换、工作状态自动切换、数据采集传送、故障检测、分析以及相应的处理和保护功能。电源及冷却系统（机架测控模块）智能化电源及冷却系统是本系列发射机的新增单元，用于电源、风机和面板按键的管理。它向主控单元发送功放电源电流数据和电源及风机的工作状况。并可接受来自面板按键或上级PC机的控制指令实现自动开关机，即一键开关机，省去了原有发射机繁琐的开关机步骤。若电源或风机工作状态异常，主控单元负责报警。发射机主控单元的数据采集和指令传送功能发射机的最上部是主控单元，它是整个测控系统的核心，负责基本系统单元各参数的测量和收集激励器、功放等各功能单元的数据。对这些数据进行存储、显示和相应的分析判断。一旦某个参量超出允许范围就会立即报警并向激励器发出相应的控制指令。它还负责与上级PC机通信，上传所收集到的数据并接收其控制指令，起指令传送的作用。在主控单元通过一个16位的单行液晶显示器和一个5按键的小键盘可实现简单的人机对话。系统组成及工作原理系统组成上级测控系统组成本发射机的上级测控系统包括机房监控主机的监控和远程客户机的遥控遥测。其结构如图所示。上级测控系统结构框图本系统现可测控多达255台GME大功率发射机。每台发射机都通过主控单元的485接口与本地服务器相连。本地服务器与各发射机的最远传输距离为2000米。从而能够实现对整个发射台的集中控制，使工作人员从繁重的值机工作中解脱出来。远程客户机可通过调制解调器经电话网与本地服务器相连，实现遥控遥测。其功能与本地服务器相同。这样即使坐在家里，您也能随时监测发射台内各发射机的工作情况。考虑到网络安全问题，远程客户机的控制功能需经本地服务器授权。发射机自身测控系统组成发射机自身的测控系统主要由主控单元、激励器测控模块、电源及冷却系统测控模块和功放数据采集板组成。其结构如图所示。激励器备机测控模块功放4数据采集板主控单元本地服务器激励器主机测控模块功放1数据采集板机架测控模块发射机自身测控系统组成框图主控单元是整个测控系统的核心，它负责指挥各测控单元的工作。其他各功能单元也都有自身的测试模块，负责对自身的数据进行采集传送，其中激励器和电源及冷却系统测控模块还有控制功能。各测控模块之间都是用485接口进行通信的。7.6.2.2工作原理7.6.2.2.1各单元待测参量发射机由激励器单元、功放单元、电源及冷却系统单元和基本系统单元组成。其中激励器两台，为主备工作方式，功放4台。每一个单元都有若干参数需要测量和监视。这些参数有：激励器：本机工作状态（工作或待机）、自动增益控制（AGC）工作状态、手动增益控制（MGC）工作状态、驻波比是否超限、视频调制度、伴音频偏、AGC电压、激励功率和功率级电流。功放：工作温度监视、过激励监视、过热监视、过载监视、交流供电电压过低监视、直流供电电压过高监视、电源过热监视、+32V电压、+28V电压、功放总电流、平衡功率、输出功率、输入功率和各级电流。电源及冷却系统单元：各电源电流数据、功放电源是否打开、功放电源是否均流、风机是否打开、风量是否充足等。基本系统单元：平衡功率、总输出功率、输出驻波比、缺相监测和工作时间累计。以上各参量一部分只监测其“是”、“非”或“有”、“无”；另一部分则要监测其具体数值。工作原理发射机主控单元是整个监控系统的核心，它主要负责收集和存储各功能单元的数据，并对这些数据进行实时监测，一旦某个参量超出允许范围，就会立即报警并发出相应的控制指令。除此之外，它还负责与本地服务器通信，上传所收集的数据并接受其控制指令。除主控单元外，其他各功能单元都有自身的测试模块，负责该单元内部各参数的测量，并上传到主控单元。其中激励器和电源及冷却系统测控模块还有控制功能，可接受来自主控单元或上级PC机的控制指令，做出相应反应。功放则是通过单独的数据采集板上传所收集到的数据。这些数据由主控单元统一管理。整个系统总体工作原理可分为以下两部分：(1)数据采集传送发射机各单元的待测参量先通过敏感元件转换成电量，然后送到各测控模块转换成数字量，最后通过485接口上传到主控单元，由主控单元存储、分析和显示。在主控单元，每一个数据记录包括测试时间（年、月、日、时、分、秒）、激励器各参数、功放各参数、电源和风机各参数和基本系统各参数。但这些参量并不每个都存储，而是每隔30分钟存储一组。共存储16个小时。这些数据还供上级PC机调用，传送到上级PC机后，将被清除。(2)指令控制与处理本系统除了数据传送功能外，还具有控制功能。首先，主控单元不仅采集和存储数据，还负责对这些数据进行实时监视，一旦某个参量超出允许范围，就会立即报警，同时发出相应的控制指令。具体表现为：激励器小功放电流不正常、功率放大器过激励、过载和过热，均由主控单元做出判断，然后向激励器发出相应的故障信息。激励器接到信息后，分析原因，做相应故障处理。其次，激励器对自身的一些故障也能做出判断，并分析处理。如有无视频信号、本振源是否锁定、是否高驻波、微处理器是否正常等。再次，电源和冷却系统单元还可接受主控单元或上级PC机的控制指令，实现自动开关机。即一键开关机。只须按下发射机前面板上的绿（红）色按键或在PC机上按开（关）机按键，整个系统就会自动完成开（关）机动作。最后，主控单元与上级PC机通信，除上传数据外，也可接收其控制指令。目前，上级PC机可实现自动开关机、调整激励器前面板等控制功能。发射机主控单元发射机的最上部是主控单元，它是整个监控系统的核心，向下负责各功能单元的数据采集、存储、监视和控制。向上负责传送数据并接收指令，是整个监控系统不可缺少的一部分。在主控单元，通过一个16位单行液晶显示器和一个5按键的小键盘可实现简单的人机对话。下面分别就其硬件组成、软件流程和操作方法进行说明。1硬件组成发射机主控单元位于整机的最上部。主要由以下部分组成如图所示：1、两个485接口，一个用于与各单元测控模块通信，另一个用于与上级PC机通信；2、一个32K存储器，用于整机所有数据的存储；3、一个实时时钟，以便在每一个数据记录中，都有一个实时的时间记录；4、一个模拟开关和一个A/D变换器，用于基本系统单元各参数的测量；5、一个16位单行液晶显示器和一个5按键的小键盘，用于简单的人机对话。6、一个看门狗，以保证单片机不死机。由图可以看出，主控单元具有对电源的缺相监测功能，但在给发射机供电的三相电中，只要有一相有电，主控单元、电源及冷却系统测控模块和功放数据采集板就能正常工作。因此不会出现发射机工作而测控系统不工作的情况。（注：激励器测控模块由自身供电）与上级PC机连接与各单元测控模块连接单片机多路开关模拟量液晶显示器实时时钟存储器485接口485接口功放数据采集板主控单元面板按键看门狗电源和冷却系统测控模块主控单元结构框图软件流程如前所述，发射机主控单元有两种功能：一个是采集、管理激励器、功放等的数据，并对它们进行控制；另一个是与上级PC机通信，上传所收集到的数据，并接受其控制指令。相应的，发射机主控单元的简要软件流程如图所示：在主控单元，发射机累计工作时间的最小单位是“分”，主控单元每分钟监测一次总输出功率，只要此功率大于10瓦，即进行工作时间累计。主控单元软件流程图发射机主控单元与PC机通信采用中断接收方式，其软件流程如图所示：由图可以看出，主控单元软件内有本机地址，用于机房主机与多台发射机之间的通信。当发现主机点名时，各发射机核对地址：地址不符，不予理睬；地址相符，判断指令，做出相应反应。在发射机的上传数据过程中，每发送完一条数据记录后，发送校验字节，然后等待上级PC机的确认信号，再顺序发送下一条记录。PC机的接收数据若校验错误，做丢弃处理。智能激励器测控单元激励器是发射机的核心，是它控制着整个发射机的运行。其主要作用是将No回送本机地址做什么？呼叫本机？中断入口接收上位机指令Y测试通信接收最新记录接收低16K数据接收高16K数据控制信源部分送来的音、视频信号调制到指定的频道载波上，并放大到一定电平后输出推动功率放大器。传统激励器的控制电路完全是采用模拟硬件电路实现的，不但调整难，稳定性差、而且逻辑和保护功能也有很大的局限性。激励器智能化是本发射机的一大特点。我们用微处理器完成激励器中的控制功能，具有调试简单，稳定性好，实现功能方便，有一定智能，并易于功能修改扩充等优点。下面分别就其特殊功能、测控板的硬件组成、软件流程及面板操作方法予以介绍。特殊功能此激励器与传统激励器相比的特殊功能主要有：1、数据采集传送。对自身的待测参量进行测量和处理，并上传到主控单元；2、上电自检。激励器上电后，工作状态自检，有故障报警，并且无法开机，无故障待命，此时可进行开机操作；3、主备自动切换。激励器分主备两台，正常情况下，主激励器工作，备激励器待机，但备激励器始终监视着主激励器的工作，一旦主激励器发生故障，备激励器将主动接管其工作。4、工作状态自动切换。激励器有三种工作状态：安全状态、小环自动稳幅状态和大环自动稳幅状态。在安全状态下，激励器小功放的输出功率保持在一个相对较小的电平上，不受控制。在小环自动稳幅状态，激励器小功放的输出功率稳定在自己的额定电平上。在大环自动稳幅状态，激励器小功放的输出功率以保持发射机整机输出功率稳定在额定电平上为准。三种工作状态的关系是：当大环路工作不正常时，转小环路工作，小环路也不正常时，转安全方式。5、故障检测及处理。发射机的常见故障主要有无视频、本振源失锁、激励器小功放电流不正常、高驻波、激励器微处理器失效以及功率放大器过激励、过载、过热等。当出现这些故障时，激励器将区分故障类别，采取不同的处理方法。严重的，立即关机。如果此时是双机工作，先切换到备激励器，如本振源失锁和激励器小功放电流不正常等。不太严重的，先降功率再做进一步处理。激励器测控板的硬件组成激励器测控板主要由以下部分组成如图所示：1、键盘和显示控制器。用于对键盘和面板显示进行控制。2、键盘和面板显示器件。3、一个485接口，用于与主控单元的通信。4、一个主备通信接口，为25芯插座，用连机扁缆扭接相连。以实现主备激励器的正常通信。5、一个多路开关和A\D变换器，用于激励器单元各参数的测量。6、一个看门狗，以保证单片机不死机。7、主备切换控制电路，用于控制主备激励器的切换。8、受控\安全切换电路，用于控制和切换激励器的工作状态。从图可以看出，智能激励器不仅可以实现数据采集传送，还具有主备自动切换，工作状态自动切换等功能。激励器分主备两台，正常情况下，主激励器工作，备激励器待机，一旦主激励器发生故障，备激励器将主动接管主激励器的工作。激励器的工作状态总体来说有两种，受控状态和安全状态。当受控状态工作不正常时，可自动转到安全状态，以维持继续工作。即使两台激励器的微处理器都发生故障，还可手动将激励器置于安全状态。激励器控制电路框图待测参量状态指