郑昆
厦门广播电视集团 361000
摘要 发射机房自动化监控是广电系统的重要研究课题，本文提出了对发射机房多种设备实现自动远程监控的解决方案。
关键词 发射机房 监控系统 PAC无人值班 VC++
一：应用背景
发射机自动化监控是广电系统的重大研究课题，近年来国内很多发射台都在积极行动研究实施发射机自动化监控。经过研究比较发现，可基于可编程自动化控制器（PAC）实现对发射机的自动化监控。本系统通过PAC实现发射机的自动开关机，实时数据采集与监控，当发射机出现异常即时处理并报警，控制器工作稳定可靠，目前已实现对多种型号发射机的远程监控，大幅度提高了广播发射的自动化水平，减轻了值班员的工作强度。
二：PAC（可编程自动化控制器）和发射机的整合
1、下位机选型
机房自动化系统的难点在于实现对发射机的远程监控。本单位采用PAC（可编程自动化控制器）在发射机端对设备进行监控。 PAC是一套完备的微机系统，具有微处理器、内存、只读存储器、串口、以太网接口，并可扩充数据采集接口。
本系统采用PAC的原因是：
(1)性能稳定价格适中。
(2)具有以太网接口，可直接接入以太网。而各个厂家的PLC出于商业利益考量，都有各自的总线规范，对于通用的以太网接口并不能很好的支持。
(3)对于一些已经具有下位机的机器(一般都是串口)，既可以通过PAC对设备进行监控，PAC本身又可以作为通讯接口转换器，从而把不具有以太网接口的设备整合到以太网内。
2、PAC与发射机的整合方式
PAC和机房设备的整合有两种方式：
方式(一)：利用数据采集模块对发射机进行数据采集和控制。本单位固态发射机提供了用于监控的外部接口，这些接口大致为三种类型：数字量输入(DI)，数字量输出(DO)，模拟量输入(AI)。而PAC本身可根据机型进行模块化堆叠，通过加在PAC上模块连接相应的发射机外部接口，可达到对发射机进行监测和控制的作用，其本身具有的以太网接口和TCP/IP协议栈，可支持远程客户通过TCP/IP协议获取发射机的DI、AI数据和对DO进行控制，达到远程监控的目的。
方式(二)：和已经具有数据接口的机器进行通讯。
本单位的M2W 10KW发射机，本身已经具有下位机，对机器的任何操作都要通过下位机，并且只开放下位机的Rs422通讯串口，用传统的PLC控制模式很难实现对其监控， 而利用PAC本身强大的计算功能和串口通讯功能，可以和下位机通讯获取发射机的状态和对其进行控制。以太网接口功能则和方式一类似。
供配电系统由电压变送器和集合式电表等进行监测，具有Rs485串行通讯口，也能够通过PAC整合到以太网络中。
3、需要克服的技术难点
1、高频干扰
高频干扰主要存在于传输线路和自制的电路，而发射机及控制器自身的防高频干扰性能较好。为了抑制干扰的产生，我们采取以下措施：
（1）传输线及网线作必要的屏蔽；
（2）发射机电源与控制器的电源严格分开；
（3）控制器部分作屏蔽良好的金属外壳。
2、双机互锁和天线倒换
我们认为发射机本机和自加硬件稳定性高于PAC控制器的处理，而PAC控制器处理的稳定性又强于两部发射机网线通讯及整合软件。基本这个考虑，我们在双机互倒方面采用以下原则：
（1）天线倒换继电器的电源由接继电器的常开点提供，中间线路接入另部机器的线路；
（2）两机进行必要的硬件联锁，而不纯粹由整合软件来控制；
三：系统结构
机房设备基于以太网通讯，整个系统共分为4个层次：
1、机房设备端：要监控的机房设备，主要是发射机和供电系统。
2、可编程自动化控制器：安装在发射机上，可独立对发射机进行控制，并通过以太网接口将采集到的发射机数据共享给局域网用户。
3、后台服务器端：主要运行后台程序、数据库软件和时间同步系统。数据库保存系统的配置信息，后台程序实时将设备实时信息存入数据库。时间同步系统的时间来自于卫星导航系统，网络方式对时基于网络时间协议（NTP）[1]，局域网内的所有计算机包括可编程自动化控制器均通过时间同步系统进行时间同步。
4、自动化监控系统客户端，运行在机房值班电脑上。
四、自动化监控系统的软件开发
本系统软件采用C/S三层架构，用Visual C++原生开发自动化监控客户端和服务端后台程序，数据库选用SQL Server，并使用ADO封装数据库访问接口。ADO合并了远程数据对象(RDO)和数据访问对象(DAO)的最佳功能，并使用与简化语意类似的方便方法使其易于学习[2]。
1、客户端程序
客户端程序是发射机自动化监控系统的主要部分。功能模块有：
(1)登陆权限控制
为机房所有人设定帐户，不同帐户类型有不同登陆权限。帐户类型有：访客、值班员、机房管理员、系统管理员。其中只有值班员和机房管理员有控制发射机的权限，为了保证安全，只有具有特定特征的值班PC才能够控制发射机。访客只能够实时查看发射机运行状况，机房管理员可以对发射机运行参数进行修改，系统管理员只用于创建和分配帐户。用户的所有操作都保存在数据库中。
(2)远程实时监控和报警
以图形化的方式对发射机的模拟量、状态量、开关量进行实时检测并显示，可以设置各监测量的正常状态范围，警告范围以及故障范围，判断检测值是否正常，不同状态以不同颜色显示（正常——绿色、警告——黄色、故障——红色）、不同声音提醒。
(3)发射机参数设置
设置发射机的播音时间表、主备机设置，检测发射机参数的正常/警告/故障范围，延时/立即报警及延时时间设置。
(4)播出时间表设置
播出时间表有两种：一种是正常播音时间表，发射机在通常情况下都按照正常播音时间表工作，一种是临时播音时间表，当遇到通知发射机播音时间暂时需要更改时，可以通过设置临时开关机时间表，让发射机临时增开或者临时关机。临时播音时间表比正常播音时间表具有更高的优先级。
可以通过客户端软件设置和修改播出时间表。
(5) 历史记录查询和故障事件回放
可以通过数据库查询发射机历史事件记录，包括开关机事件、机器报警和故障事件、倒机事件及对应的时间、发射机号和当时值班员。可以查询用户对机器的操作记录。可以回放发射机故障前后一分钟内的运行状况。
(6) 报表统计
可以将查询得到的记录保存在Excel报表中，并以一定的周期生成统计报表。
(7)配电系统监测
检测高压电源三相是否有电、显示当前使用的线路；检测低压电源三相电压、电流、相序等，检测电源控制直流屏、发动机蓄电池电压，异常报警。
2、服务端后台程序
后台程序运行在服务器上。主要功能有：
(1)同步PAC的时间
发射机严格按照时间表进行开关机，所以时间同步尤为重要。时间同步有两种：定时同步——每12小时，自动同步一次；时差同步——系统时间与标准时间相差若干秒则立即同步。
(2)事件记录
自动保存事件记录。
(3)短信报警。
当发射机故障时通过短信通知机房值班员和机房管理员。
(4)故障回放支持
自动保存故障前后一分钟的实时数据并提供回放。
五 结束语
发射机房自动化监控系统功能强大，扩展性好，完全满足发射台对发射机自动监控需要，为“无人值班、有人留守”的值守模式打下坚实的技术基础。
参考文献
[1].于跃海等.《电力系统时间同步方案》[J] .电力系统自动化. 2008, 32(7)
[2].微软公司．《全面掌握Microsoft Windows C++6．0 MFC应用程序开发》 ．北京：清华大学出版社．2002