石家庄广播电视台调频机房监控自动化升级改造方案

石家庄广播电视台 李拥军

一、系统原状

石家庄广播电视台调频机房自动化监控系统是2012年建设并投入使用的，监控系统主要功能包括：信源自动切换处理、音频数字化监视监听、发射机自动化控制、故障报警等。监控系统采用先进的BS架构，此系统运行稳定可靠。而随着机房整体搬迁改造，需对监控系统进行相应的升级改造。

二、升级改造建议

1.发射机监控部分

台站共5套节目，目前都为单机模式，其中海纳10KW调频机本次更换为哈里斯FAX系类10KW机，将现海纳发射机采集器安装至哈里斯调频发射机，完成采集控制功能。

2.环境监测部分

夏季多发雷雨而且空调使用频繁，可能造成楼宇部分出现漏水、浸水等问题，考虑到机房设备及办公用品安全因素，系统新增环境安防监控功能，对重点位置进行实时监测。

3.视频安防部分

我台下辖部门较多，人员复杂，而且经常有外来访客，台站属于节目重要播出部门，播出安全为重中之重，所以视频安防监控是不可或缺的。在机房内外重要位置安放监控摄像头，为台站营造安全播出环境。

4.电视墙部分

由于机房空间及当时技术条件有限，对监控平台的建设较为简易，满足当时监控需求。但随着数字化技术的发展，信号源的多样化，发射环节相关设备参数的大量采集，视频安防多画面集中监看等现实情况要求我们建设一套结构稳定、功能完善、技术先进的监控平台

5.现场工程实施部分

由于整个发射系统涉及到的发射及监控设备数量及种类较多，安装及接线复杂，给项目实施增加了不小的难度，项目组克服困难，在项目实施前，我们将根据新机房环境对系统布线及设备连接做好规划，在工程细节上做到每一条线缆都有明确标识，工程及工作人员看到标识即可明确线缆走向及用途。

三、升级改造措施

1.系统整体功能介绍

发射台自动化监控系统是仍采用分布式工业以太网技术，该技术是源于集散控制理论，上位机用于集中监视管理功能，下位机分散下放到现场的各个设备，实施分布式控制。位机之间以高速通讯总线相互连接传递信息。因此，这种分布式的控制系统体系有力地克服了直接控制系统（如工控计算机监控模式）对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。同时也摆脱了PC计算机为主导的控制模式。

在原有发射台监控系统基础上结合最新的计算机应用技术、网络通讯技术、软件数据库技术、现代控制技术、管理学等多种学科的精华，对目前发射台管理体系进行一次升级改造。新的发射台自动化系统的建设是仍以“分布式”监控系统为核心，以智能监控单元为基础，涵盖了与发射环节有关的信源系统，监视监听系统，发射系统，环境安防系统，视频安防系统等多个环节，彻底摆脱了发射台自动化以计算机为核心的监控模式，大大地提高了整个监控系统安全可靠性。

2.系统模块整改措施

（1）发射机监控系统

发射机参数采集控制采用“分布式”的控制结构，采集控制器之间无任何依赖关系，某一个采集控制器出现故障，不影响整个系统的运转。

采集控制器是监控系统与发射机之间的桥梁，它负责采集发射机的相关工作参数，同时可以接受远程控制指令对发射机进行遥控操作。且具有自动倒备机和倒天馈操作的接口，实现发射机的自动倒备功能。

采集控制器本身具备10路模拟量，24路状态量，16路开关量，三路串行通讯口，一路以太网通讯接口，可面向不同品牌、不同类型的发射机，同时可适应发射机模拟或数字不同的参数接口形式，采集控制器的串行接口为RS232、RS485、RS422互换模式可适应多种类型的物理接口。

一个采集控制器可以同时完成发射机主控单元、激励器的采集控制工作，并且具有倒备接口，N+1倒备系统奠定了基础。

图2 采集器原理图

发射机的接口形式以及相应的采集方法：

模拟接口方式：发射机在设计时预留了模拟监控接口，包括模拟量接口，状态量接口以及控制量接口。采集控制器通过采集Ⅱ型（0-5v电压信号）或Ⅲ型（1-5v电压信号）仪表信号，计算后得到发射机的工作参数，通过状态量接口的采集得到发射机的工作状态以及各种故障的报警状态。通过控制量接口可以直接控制发射机的启/停，复位等操作。

数字接口：我台进口发射机在机内的控保系统中已经完成了模拟量、状态量的采集，为监控预留了数字接口，采集控制器选用与发射机接口所提供的物理接口形式，配置好接口的底层参数，按照发射机厂家提供的通讯协议要求完成发射机各种参数和状态量的采集，同样也通过发送数据命令的形式完成对发射机启/停，复位等操作。

硬件整改是将原海纳10KW发射机的采集器取下安装至哈里斯10KW发射机。

软件整改是将上位机软件针对发射机进行相应修改

（2）环境监测系统

发射台环境参数的监控是整个发射过程当中比较重要的一个环节，机房内的温度、湿度、浸水和发射机的工作状态有着密切的关系。温湿度及浸水等参数我们采用高灵敏度传感器，为解决发射台电磁干扰问题，采集信号转换成485信号（485信号采用差分电路进行信号的传输，抗干扰能力很强）进行传输，有效的解决了误报警的现象。所有采集信号送至环境采集器，经过处理后送至上位机软件。一旦参数超出报警阈值，由上位机软件进行声光报警，第一时间提醒值班人员进行处理、防范。

视频安防监控是播出监控系统中比较重要的一个环节，视频监控与发射台人员及设备的安全有着密切的关系。电视调频发射台地处电视塔，外来及观光人员较多，存在安全隐患，同时设备运行环境安全需要值机人员随时掌握，因此做出一套切合我台实际情况的视频安防监控系统，将对安全播出起到至关重要的作用。

硬盘录像机可以处理16路视频信号的画面实时监控，监控界面可以四路、九路、十六路显示，通过不同的权限进行录像回放、云台控制、用户管理。可以设定通道的录像时间让其实时录像。

（4）电视墙系统

根据我台监控内容的情况，我们计划在监控机房建设8个屏幕的电视墙进行全台信号的统一监测，主要包括：调频音频信号监测一个屏幕、发射机数据监测一个屏幕、机房环境数据监测一个屏幕、台区视频监控一个屏幕、剩余屏幕由我台自行安排使用。

硬件整改：增加电视墙系统（8块46英寸液晶屏）、4台客户端电脑

软件整改：客户端软件

四、总结

新的监控系统采用先进的技术和架构，完全满足值机和相关要求。值机人员可以随时查看了解设备的各项运行数据和设备运行环境状况，不仅方便工作，更重要的是为播出安全提供了有力的技术保障。