简析发射机故障分析预警系统的设计

2020-08-14贺喆

数字传媒研究 2020年6期

贺喆

内蒙古新闻出版广电局839台内蒙古呼和浩特市 010050

发射机是广播发射台安全、优质播出的基础，根据广播发射台工作的实际情况，大多数发射台均存在着播出时间长、负荷重的现象，造成发射机长时间工作在高功率状态下，难免会出现故障，影响正常播出。因而，应该采取故障前置预警机制以减少在播音状态下的故障发生率。

1 发射机故障预警的主要内容和意义

目前，大多数发射机均采用后置报警方式实现故障提示，即发射机已经出现故障，以声、光方式提醒值守人员对发射机进行检修，普遍在故障前置预测方面不足。

发射机采用后置报警方式，说明发射机已经出现故障，只有当值守人员通过声、光、味、直接掉电或故障信号等异常察觉到故障，才可以组织检修，但实际上已经造成了损失。

在发射机工作状态下，通常伴有高压甚至超高压，如发射机不提供状态监测显示功能，是无法在工作状态下监测发射机各主要部件的运行状态及剩余寿命，更无法检测发射机主要部件的状态，导致零部件最终“死”在发射机上，造成事故。建立故障预测机制，就是要对这两种不足做出应对，以更好的保障高质量、不间断的播出。

2 ARMA模型简述

下位机的作用是记录各个传感器获取到的实时监测数据和特征数据，这些数据均带有时间戳，将这些数据代入一个时间序列中可以作为分析的基本元素。时间序列分析法是一种较为成熟的故障预测分析方法，而其中的自回归滑动平均模型（ARMA）是使用较为广泛的一种。

ARMA，全称为Autoregressive moving average model，是一种研究平稳随机过程的典型方法，可用于很多实际问题。当满足以下条件的模型，就可称为ARMA模型。

ARMA 模型具有平稳性、周期性、随机性的特性。基于它的平稳性，建立ARMA 模型必须为平稳序列，如果不是平稳序列，可利用差分的方式将其化为新的平稳序列之后，再建立模型并对所需的未来趋势进行预测。

3 系统功能构架设计

在设计故障预测软件过程中，根据需求分析，分别设置用户模块、数据库模块、数据管理模块、故障预测模块。以上四个模块需要做出图形界面，使得用户可以便捷的操作软件。

故障预测软件大体可分为如下几个部分，结构方框图，如图1所示。

软件的整体工作流程，如图2所示。

图1 结构方框图

图2 软件工作流程

4 故障预测系统主要功能模块的设计

4.1 数据库模块

数据库模块主要的功能是各类数据的读、写、存储。数据库管理的数据类型有如下几种：①用户信息；②被检测部件数据；③实时表数据；④预测值。数据库关系图，如图3所示。

图3 数据库关系图

4.2 用户管理模块

用户管理模块是软件中第一个交互界面，其功能是管理已注册的用户数据和进行权限管理，识别非注册用户并加以限制，以保证数据安全。为区分普通用户和管理及用户，需要在数据库中设定单独字段对权限加以判断。

图4、图5、图6 所示，分别为设计具体流程、登录界面和注册界面。

图4 用户管理模块流程

图5 登录界面

4.3 实时监控模块

实时状态监控模块的主要功能是将一些发射机常用的状态数据，从下位机中提取出来以幅度的形式来显示出来，其中各个滚动条的取值范围需要根据发射机实际情况设计，软件采集包括各类电压、电流、场强、调幅度等实时数据用于显示。其工作流程如图7 所示，工作界面如图8 所示。

图6 注册界面

图7 实时监控模块工作流程图

4.4 故障预测模块

故障预测模块是故障预测软件的核心，这一模块界面有自动和手动两种呈现方式，手动方式是方便值守人员对某一发射机的某个数据进行预测，从而对判断给出参考；自动方式则由系统调用，此时系统已判断某发射机的某部件，在未来周期的某个时间段内即将出现故障，故弹出界面予以警示。故障预测模块结果的精度取决于模型选取是否适合，同时需要多年来维护的经验加以辅助，以求得更高隶属度从而将计算精度最大限度提升。故障预测趋势界面，如图10所示。