程小龙

（作者单位：宁夏广播电视台六盘山电视调频转播台）



基于PAC的广播电视发射机智能监控系统

程小龙

（作者单位：宁夏广播电视台六盘山电视调频转播台）

摘 要：本文主要对以PAL作为技术基础的广播电视发射机智能监控系统进行综述，探讨该种系统工作的原理和设计的方法。

关键词：PAC；广播电视发射机；智能监控系统

广播电视播出系统包括2个部分，主体结构是信号广播终端的一部分，另一部分是发射机。当地面广播，在户外终端程序发送的信号电缆发射台，信号调节和功率的变化，通过无线电广播，此时监控系统主要负责对发射机的信号质量和其他设备的工作情况进行检测；同时，判断监控设备的参数、状态和数据统计分析等是否在正常的范围之内。目前，实现智能监控系统的方法主要包括单片机、PLC和微机等。

1 PAC可编程自动化控制器的基本概述

PAC，是一种以PC构架作为主要结构的可编程自动化控制器。PAC综合了PLC与PC的优势，把PC的计算能力、通信能及网络能力和PLC的可靠性进行融合，在智能化领域中占有重要的位置。

以PAC作为技术基础的广播电视发射机智能监控主要构成部分包括服务器、前端智能控制器、通信网络等。在系统的前端是智能控制器，主要工作任务是采集发射机的数据及执行任务。智能控制器作为一个现场智能设备，具有相对独立性，能够独自执行监控任务。一旦监控对象的参数不符合正常范围的要求，控制器会立即进行控制，避免出现通信网络不顺畅的情况出现。智能控制器的主要构成部分包括数据的输入和输出接口，用来输入和输出模拟量和数字量；包括串行通信接口、以太网接口、小键盘及液晶显示器等。

在C/S模式网络系统中，它的主要组成结构有2个：数据服务器、现场控制器。其中，数据服务器的主要任务在于采集现场数据及接受来自于智能控制器的参数；而现场控制器负责报告数据，属于客户机，所报告的数据从数据服务器发出来，并且接受从服务器发出的控制命令。

监控主机，在整个系统中是作为人机交互的平台，主要任务在于运行监控管理软件，从而实现监控管理软件的功能，如发射机的定时开关机，故障自动机器和复位，故障报警，检查工作条件参数，广播数据管理、权限管理等操作。

2 PAC可编程自动化控制器的设计

2.1 硬件的设计

PAC可编程自动化控制器，它的硬件设计主要考虑的是如何不影响系统功能需求，在这个条件的基础上，使硬件设计简化，减少复杂的开发的难度。为现场控制器，处理器的设计方案是PAC可编程自动化控制器为中心，发展条件参数采集器，并与微处理器为核心，形成一个基于PAC的控制器实现收集数据资料的智能控制器的参数条件。

PAC可编程控制器的生产厂商很多，不同的控制器具有不同的用途，划分为串口控制器和网络控制器。采用7188E系列的PAC产品来设计现场控制器，其中7188EA作为中心初期，主要任务在于读取工况数据、显示参数、输入输出控制及通信等。

第一，在模拟输入模块，主模块包括2部分：一个是发射机电源监控模块，另一个是发射机状态参数监测模块。其中，电源监控模块的主要工作是监控发射机功率的参数，主要包括以下参数：电压、电流、功率、功率、功率因数和谐波分量等。电压和模拟输入模块直接连接到当前的连接之前需要通过CT变换。和发射机状态参数监测模块的主要任务是提供模拟输入，主要收集的数据包括发射机输出功率、反射功率，高电压、阴极灯丝电压和电流等。

第二，DI/DO模块。DI/DO模块的主要任务是做开关的输入和输出功能。单个模块提供的开关量输入数是8，继电器输出数字八。继电器输出通常是常开/关闭模式，脉冲模式。当使用脉冲模式下，用户可以指定关闭时间，等到指定的时间后断开。该模块的主要功能在于采集发射机开关时候的变量和输出控制。具体而言，能够实现的控制功能主要包括：开关机控制、状态监测、越限处理、采用声光信号进行报警。

第三，在LCD参数显示模块中，含有一个4×4小键盘，主要功能在于现场操作监控、现场设置报警阈值、对参数的变化进行监控等。控制器在现场，只有连接到一个显示模块，同时配备了液晶显示器。

第四，在通信接口方面，通信设计的方式主要包括2种，一种是网络方式通信，如光纤以太网、无线以太网和有线以太网等；另一种是GPRS方式或者GSM短信方式。

2.2 软件的设计

在基于7188E系列的PAC 的智能控制器中，每个模块对应的智能微处理器模块，所以智能控制器软件的设计等于智能监控模块的设计。PAC模块的关键角色扮演一个中央处理器，配有单任务操作系统，和监控应用程序中的程序属于PAC模块。

智能控制器监控软件的功能主要包括以下6个方面。一是实现系统的初始化，例如识别各个功能模块、设置各个模块的阈值和参数、读取DI数字量并且确定初始值、实现通信端口初始化以及读取系统数据并且保存等。二是读模拟量输入，例如采集监控参数、与服务器进行连接并且发送工况数据。三是显示工况参数。四是执行遥控命令，例如，执行参数社会、遥控开关机、改变功率等。五是通信，主要负责两方面任务，一方面在于和功能模块通信，并且采集参数，发出控制命令；另一方面在于和上位机通信，完成参数的上传和执行遥控命令，主要通过以太网实现。以太网在这个过程中主要执行的任务包括以下几个方面：和上位机实现TCP/IP端口连接、数据的打包、数据的解包、发送任务、处理错误的通信、读取遥控命令的执行结果及报警处理任务。六是定时中断，采集工况参数，同时把所采集的数据存入数据缓冲器。

3 故障诊断技术

根据监控的数据进行实时分析并且判断系统的控制决策，对于智能监控系统的控制非常重要。通常情况下，获取控制规则的方法主要有4种：第一，系统维护人员交流，并组织有效的控制规则；第二，研究发射机设计维护手册，从设计手册，总结了控制规则；第三，总结经验与实际维修情况下，提取控制规则；第四，从数学理论中研究控制规则。

智能监控系统不仅可以采集实时状态中的系统数据，而且可以存储数据，所以实时数据库在智能监控系统中占有重要的位置。因此，必须及时准确地分析系统的工况，这具有重要的实际性意义。基于PAC的智能监控系统开发工作需要通过PC平台实现，具有较强的通用性，同时系统构成灵活，能够更加可靠的满足控制的要求，且适应用户的要求。由此可见，基于PAC的广播电视发射机职能监控系统和网络环境的远程监控需求相适应，具有广泛的应用价值。

参考文献：

[1]周春来,赵成安,孙芳．基于嵌入式Web的发射机远程监控系统[J]．控制工程,2008(5)．

[2]朱日荣,曹兵,覃友坚．广西广播电视发射台远程网络智能化监控系统[J]．广播与电视技术,2008(4)．

[3]严贫志,温常明．单片机控制多套广播节目自动循环监听及发射机故障检测和远程报警系统[J]．声屏世界,2007(10)．

[4]王宝印,张屹．电视调频发射机计算机实时监控系统的设计与实现[J]． 广播与电视技术,2003(1)．

[5]李珠．浅谈电视发射机的维护和管理[J]．黑龙江科技信息,2014(20)．