发射台中央控制系统典型故障分析及维护

邹坤英

【摘 要】本文根据作者长期维护发射机主控系统设备的工作经验，针对中央控制系统中出现的典型故障进行了深刻分析，详细的介绍了处理故障的方法和思路，并且对设备的日常维护进行了探究，为广播技术人员处理类似问题提供了一定的指导作用。

【关键词】主控系统；故障分析；维护

0 前言

发射台（站）的中央控制系统是控制台站发射机操作的核心控制系统，整个主控系统采用“集中管理，集中控制”的设计理念，将整个台站的发射机、天线及各项配套设施构成一个整体。其中任一设备出现故障或维护不周都会影响电台的安全播出。随着硬件和软件的不断发展，中央控制系统设备的功能和性能也在不断完善和提高，作为一名维护主控系统设备的工作者，必须能及时准确的判断和处理设备故障，减少停播事故，保证电台安全播出。本文针对中央控系统中出现过的故障现象进行较全面的深刻的剖析，提出在实际工作中的解决方法，并对设备的日常维护进行了探究。

1 中央控制系统的组成

中央控制系统（简称中控系统）主要通过中央控制室主控计算机，管理和监控全台与播出有关的技术设备运行，整个系统主要包括数字音频矩阵系统，发射机远程控制系统，天线矩阵控制系统，电力监视系统以及大屏幕系统和与设备配套的子系统等组成。

1.1 数字音频矩阵

中央控制系统采用AD6464-110型64×64AES/EBU数字音频矩阵，用于完成发射机节目通路的选择。数字音频矩阵采用平衡输入/输出、以及电平变换，是应用在数字广播领域的高音质系统。该设备可以通过RS-232接口允许用户远程控制音频矩阵。矩阵面板的切换按钮可实现远程控制与本地控制模式倒换，在音频矩阵发生故障时，可以通过手动短接数字音频的输入和输出达到音频输出的目的。

1.2 发射机远程控制系统

发射机远程控制系统由中央控制室两台主机上安装的BCS系统软件控制。这两台主机互为热备份，通过主控计算机通讯软件DBCENTE（SCADA程序在控制系统中指DBCenter程序）同步数据。该系统具备强大的多任务，多用户处理能力。在系统中有看门狗程序，随时监控程序运行，系统重新启动后，控制程序会按照顺序启动各种进程实现控制。

1.3 天线控制系统

天线控制系统用于满足发射机对天线通路的选择，完成播出节目对频段、偏向角及服务区各项参数的匹配。BCS控制系统将天线控制系统（ACS）细分为独立的控制单元，每一个控制单元（通常与一个机房或一组发射机对应）为一套独立的天线控制系统，经过BCS组织架构整合，可在BCS控制界面上完成对若干个分散的ACS的集中控制。

1.4 电力监视系统

电力监视系统包括对变电站两路10KV进线，12部发射机高压盘、低压盘及中控室配电柜三大部分电流电压的整体监测。该系统为确保发射台站电力环节的可靠性、稳定性，提供了有力的技术保障。

1.5 大屏幕显示系统

该子系统负责将每一部发射机各项表值和重要的参数数据进行采集和处理。并最终将各项数据以图形界面的形式分屏显示到中控机房电视墙上，所有监测数据达到了秒级实时监控。

2 典型故障处理分析及维护方法

2.1 中央控制系统故障处理原则

（1）迅速倒换至备份中央控制系统播出，尽可能减少停、劣播时间。（2）故障的处理与判断按照“先内后外”的原则，对故障进行全面观察，认真分析，准确判断，尽快处理。（3）处理完毕后，经试机正常后倒回正常位置。

2.2 BCS主备机切换故障分析及维护

2.2.1 故障现象

BCS主用控制系统故障时无法自动启用备用控制系统。主用控制系统发生故障时，BCS系统软件界面上对应的所有发射机数据均不能实时更新，系统不能正确按照运行图远程控制发射机倒频，换天线及加高压操作。

2.2.2 故障设备原理分析

中央控制系统的BCS控制在设计上是按照一主一备配置的在线式实时控制系统。主备计算机通过PLC完成控制权的切换。正常运行时主用计算机取得控制权，一方面，实现对系统内所有发射机的远程控制；另一方面，主机每隔1秒钟向PLC发送“心跳”信号，从而继续保持控制权。当主机控制系统故障时其停止发送“心跳”信号，PLC连续5次未接收到此信号时，立即将整个控制系统的控制权自动切换到备用计算机，备用计算机取得控制权后能够向主机一样实现整个控制系统的全部控制功能。

2.2.3 处理方法

在正常播音时若出现此故障，应迅速使用手动模式将主控系统切换到备机运行，确保设备正常运行。事后可由主备机切换原理的分析判断出，当主机故障时未能自动切换至备机的问题必定出在PLC的控制权切换环节。因此可在无播音任务的时段中针对PLC设备处理故障。步骤如下：

1）可使用PLC钥匙将其复位重启，看能否实现自动切换。

2）若重启后可自动切换，说明PLC曾发生过死机故障，需在检修日志中做好记录，在后期工作中注意观察。

3）若是重启PLC后该故障依旧，说明PLC控制模块故障，可更换同型号控制模块（必须使用同型号，否则PLC控制模块程序需重新编写），并将原PLC模块上的程序芯片取下，重新插入新PLC控制模块上即可。

2.2.4 日常维护

检修主备控制计算机时，必须要测试中控系统主、备机的系统切换操作是否正常。平时要定期检查PLC主机模块各项指示灯是否正常，PLC各种控制线缆连接情况等，杜绝此类故障隐患。

2.3 数字音频矩阵故障分析及维护

2.3.1 故障现象

发射机音频通路不受主控系统控制，不能在BCS系统上自动或手动操作音频矩阵；BCS控制主界面上告警提示“音频矩阵通讯错误”，但在音频矩阵本地面板操作可实现音频矩阵的正常切换。

2.3.2 故障设备分析

系统软件告警提示“音频矩阵通讯错误”，且音频矩阵设备在本地操作是正常的。此故障应定位在主控系统与音频矩阵的互联通路上。主控系统与音频矩阵之间是通过交换机、网线和端口转换器实现连接的。由于主控系统是通过同一台交换机与所有远程设备通讯，且仅有音频矩阵出现通讯告警，故而排除交换机故障，应在后面两个环节找故障。

2.3.3 处理方法

出现此故障时，应首先在设备面板上手动操作音频矩阵，保证发射机节目不错播。然后用测线器测试网线是否是联通的；若网线正常则故障一定就是出在端口转换器上。

系统中使用的是NPort端口转换器DE311，它用于将串行信号转换为TCP/IP信号，实现串口设备的网络互连功能，更换的新端口转换器需要设置如下设置参数：

1）通过设置图中的拨码开关，将串口参数设置为RS232（422，485）。

表1

2）通过“超级终端”配置Nport的IP地址。

（1）进入windows系统中“开始”菜单，选择附件中“通讯”选项中的“超级终端”；

（2）在弹出的窗口中输入本次连接的名字；（可以自定义）

（3）选择连接类型为“COM1”（端口号根据设备所连接的串口确定，一般选择COM1）；

（4）选择正确的参数配置：19200，N，8，1，N；

（5）连接后可进入设备配置界面，在界面中按照提示进行转换器的IP地址配置和工作方式配置（9600，N，8，1）。

中央控制系统中除了数字音频矩阵控制使用了端口转换器，该设备还应用在多个控制节点上，如GPS与主控通讯，假负载控制和发射机配电柜电力监视。如需要更换这些节点上的端口转换器，更换的步骤是一样的，但必须设定为各自的IP地址。

2.3.4 日常维护

中央控制系统的多个控制环节上均使用了端口转换器，为了保证整个控制系统正常运行，日常检修工作中应定期对该设备精心维护： （1）该设备工作环境要求无尘，通风良好；（2）定期对表面进行除尘；（3）定期对所有连线进行检查。

2.4 GPS故障分析及维护

2.4.1 故障现象

BCS主控系统界面上频繁弹出“GPS Basic Operate”告警框。

2.4.2 故障设备分析

GPS用于实现对整个控制系统的授时功能，是发射台准时按照运行图开关机，各设备正常工作的基础。由于系统中使用的GPS设备工作上分三种模式：

1）S-C：失锁，表示未搜索到卫星信号。

2）S-c Basic：基本模式，表示接收到卫星数量小于6颗，接收到的GPS时钟状态属于临界，随时可能失去卫星信号。

3）S-C Normal模式，表示GPS接收到的卫星数量大于12颗，GPS可以接收到稳定的卫星信号。

因此从该GPS设备的工作特性分析可知，“GPS Basic Operate”告警框出现时，表明GPS接收到的卫星数量已突然从至少12颗降至小于6颗，并且随时可能中断。此类故障应从GPS接收天线端入手查找，检查是否出现了影响GPS接收天线信号的因素。

2.4.3 故障处理

应立即检查屋顶GPS天线安放位置是否有飘落下的物体遮挡，或天线附近是否出现了高大建筑影响到了信号；若室外天线未受到任何影响，则重点检查GPS天线接头处是否存在虚接。若以上情况排除后仍存在此问题，应立即整体更换GPS天线。

2.4.4 日常维护

对GPS设备的日常维护重点应放在室外天线环节上，做好以下几项工作：（1）定期查看并清除周边有可能对接收天线造成遮挡的杂物；（2）查看GPS连接头、网络接头接触是否良好，有无松动；（3）巡机时查看GPS面板指示灯是否为正常工作状态。

3 结束语

发射台中央控制系统整合了发射台所有的技术设备，所涉及设备类型及数量众多，在实际使用过程中，必然会遇到各种各样的问题。遇到故障后只要能够沉着冷静的全面观察设备故障现象，认真总结分析设备原理，就必定能找到处理故障的突破口。本文正是从这一思路出发详细介绍了工作中遇到过的三起典型故障处理方法及维护经验，希望为广大发射台从事中央控制系统设备的工作者提供帮助。