发射机监控系统的通信故障及改进措施

史广生

（江苏省新沂市广播电视台，江苏 新沂 221400）

1 发射机监控系统的通信

全固态广播电视发射机均采用了自动监控系统（Transmitter Monitoring and Control System，TMCS）。 该系统能对广播电视发射机运行参数与状态实施本地及远程监控，并具有报警记录、数据管理与查询等功能，从而实现遥测、遥控、遥调。发射机一般采用RS-485或RS-232协议进行通信。在维护和管理中，笔者发现不少与之有关的故障现象，集中表现为上位机与下位机之间的通信异常，这里就此方面的问题与同行进行探讨。

RS-485接口采用了平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好，传输距离长。发射机监控单元的RS-485接口采用RS-232C标准的DB9格式 （9芯数据接口），部分发射机功放单元出于工艺需要采用了RJ-45的CAT5超五类线连接到本机主控单元。

工程上，在有干扰源的环境下，通常推荐使用2个60 Ω电阻和一个220 pF的电容组成T型低通滤波器替代普通的终端匹配电阻（120 Ω），接在RS-485两端口之间，以增强对共模噪声的滤波效果（见图1）。

图1 T型滤波器

需要注意：采用RS-485总线结构可连接多台发射机，转换器必须要接在计算机端口，缺点是总线结构中的某台发射机通信故障会导致系统异常。采用RS-232协议的监控系统需要加长线驱动器。

2 通信故障实例分析与改进

问题一：与中心监控主机无法连接。主要出现在机器安装调试及工作初期。但由于厂家的产品使用说明中缺少必要的联机控制技术说明，只能依靠厂家有限的技术支持和个人摸索来解决。造成此问题的原因有：

1）接口定义不一致。由于固态发射机一般采用RS-485遥测接口，而计算机一般采用RS-232协议的COM串口，笔者所用监测主机也是如此，因此，需要外置一个RS-485/232转换器（又称码转换器）才能实现对接。但由于工业生产的执行标准不严格，有些厂家未采用RS-485接口，有的甚至不设通信接口。在使用杭州产HCF-300发射机时，曾遇到采用多种RS-485/232转换器（又称码转换器）仍无法实现联机的问题。经检测，机器通信单元及接口没有问题。咨询厂家后得知，该机为小功率发射机，未采用RS-485接口，采用RS-232接口，不用转换器，可直接连上计算机COM口。

2）通信设备损坏。北京产34CH发射机，在安装遥测功能时候，始终不能与监控计算机联机。该发射机在软件上设置了看门狗，需要客服提供注册码，才能完成安装使用，但在计算机上运行软件并设置后，始终显示无法和发射机通信。检查接线以及DB9引脚都没有问题，检查计算机COM口也正常，检查通信电缆无问题，最后发现新买的转换器中有2个是坏的，更换后开机运行正常。产品的质量是安全可靠运转的保证，市场上的转换器产品良莠不齐，选购时一定要仔细。

问题二：发射机机器通信异常。一般发射机由于工作环境问题（如高温、震动等）容易出现触点氧化，接触电阻大，接触不良，而电磁场能量密度大的射频辐射很容易对数据控制处理电路造成干扰，影响到机器的安全、可靠运行。

北京产GME1013发射机在一次例行维护后开机，发现整机功率只有额定功率的一半多一点。通过检查机器面板功能按键，是PA1（第一路功放单元盒）不能正常工作。打开机器前面板，从供电电源的电压来看，PA1在直流状态正常，指示灯状态也与PA2一致；再从监控主机运行的日志和记录数据来看，确定PA1没有工作，但PA1突然损坏的几率较小，估计由接触不良造成。把2个PA交换位置，PA1在原PA2的位置可正常工作，PA2无功率输出，由此判断可能PA1的插槽有问题。检查背板的所有接插点与微动保护开关（工作中发现这个开关在拔插功放单元盒的过程中用力不当容易损坏）及定位销长度都检查恢复后，试机故障依旧。再次分析后估计是检测电路检测不到PA1，打开后盖检查RJ-45通信接口。这里采用RJ-45接口主要是方便、经济，但易氧化、松动，逐一对照检查没有发现明显问题。怀疑超五类电缆有问题，拔下按脚位一一对测，发现其中的2脚不通，把该脚压紧接通，开机整机功率升到正常数值。后来换成了可靠的优质金属屏蔽水晶头。

还发现过HCF-300发射机工作时面板功能按键不能操作的问题，触发功能键不能点亮LCM的背景灯，重新开机就可恢复正常，后来还多次出现。后联系厂家后得知机器存在设计上的瑕疵。打开机器上面板，右侧小盒子为数据处理单元，边上有个小开关，遇到这种情况，关掉再开即可，不用整机重启。经分析估计是机器电控部分容易受到干扰进入死循环失去作用，只有重新复位，才能正常。

3 通信故障的解决策略

如何有效解决监控系统数据通信存在的问题呢？

1）（针对厂商）设计标准统一，技术说明规范。比如，厂家在设计和制造时要严格执行行业规范，统一通信接口协议和通信接口硬件类型。前面提到，有的机器使用RS-232接口，有的用DR9公头，还有的用DB9母头，在很多中小城市里很难买到转换配件。技术说明书太过笼统，对于接口定义、连接电路都没有清楚给出。

2）（针对厂商）软件安全高效，设计简洁周到。有些厂家不重视售后服务，无法做到及时响应。如有的发射机产品的监控、监测软件是后配的，功能简单，无法提供运行数据参考；有的监控软件设计安全性差，存在性能缺陷；有的软件产品设计繁杂，但不实用，容易误操作；有的在同一软件平台同时监测多机（同品牌）的功能不是很可靠，互相有影响。

3）提高接插件、连接线材的质量。选用达标的优质器材，决不用劣质材料。为保证数据传输安全，新沂台所有的RS-485/232联机数据线都采用优质的双芯屏蔽线，也可采用优质的超五类网线。

4）采用优质的RS-485/232转换器。按转换器电路结构可分无源和有源2种。无源的适合单机、短距离连接，实际应用以500 m为宜；有源的带负载能力强，可以远距离通信、多机共用，一般可达到1 500 m。

5）解决监测主机的通信接口不足问题。一般的计算机主板只有1个COM口，带2个COM口的主板较少，而在机房建设过程中还需要通过1个COM口用计算机控制切换器的应急切换。如果采购之初没有定制多COM口主机，后期多采用USB转COM的转换器来实现多COM口需求。笔者选用了力特的转换器，使用中要注意端口的选择。此外，还有个解决办法就是增加RS-485通信板卡。今后，计算机的串口有被取代的趋势，发射机厂商在产品设计时也要考虑这一点。

6）根据情况改进电路与与设置参数。对于通信不稳定或者监测软件联机失败的情况，还可尝试：一是在转换器的2个输入端子间接120 Ω匹配电阻；二是根据距离远近和工作环境适当设置通信速率。笔者选择的原则是：距离近可以选择较高速率，距离远则选择较低速率。当选择较低速率时，若发现比正常速度慢得多，很可能线路已受到干扰，除尽量排除干扰外，还可以尝试采取适当提高通信速率的方法，快速通过线路，减少干扰的影响。

7）合理布线，远离干扰源。布线原则：通信数据线缆应尽量远离电源线、日光灯、大型电机、可控硅调光调压等干扰源，避免与电源线并行，更不能捆扎在一起，无法避开时，应与电源线垂直，无法避免平行敷线时最好能相距10 cm以上（或走金属线管及线槽），并选用优质线材；采用截面不小于0.3 mm2的屏蔽双绞线，总长不宜超过1 200 m；采用握手布线方式，杜绝星型接法和分叉连接。另外，交流供电的被监测设备与控制设备机箱一定要真实接地，用双绞线的屏蔽层将每台设备的地（GND）连接起来。

总体来看，现在发射机的整体技术还是成熟的，但由于各厂家实力不同，产品性能还存在差异，产品售后服务也有优劣之分。作为基层台播出发射人员，应该：不断增加对设备与技术的了解，提高应急处理能力；注重日常维护，避免机器带病工作，做到“望闻问切”、定时巡查；结合“周检”、“月检”、“季检”、“年检”，认真记录维护检修表，绘制设备运行曲线图表；综合分析计算机实时监测数据，制作机房设备月度维护保养报告，年终进行归纳总结，作为技术档案入档备查。这样也有利于提高基层台站对机房发射设备的综合维护水平。