發射機監控系統的通信故障及改進措施

史廣生

（江蘇省新沂市廣播電視臺，江蘇 新沂 221400）

1 發射機監控系統的通信

全固態廣播電視發射機均采用了自動監控系統（Transmitter Monitoring and Control System，TMCS）。 該系統能對廣播電視發射機運行參數與狀態實施本地及遠程監控，并具有報警記錄、數據管理與查詢等功能，從而實現遙測、遙控、遙調。發射機一般采用RS-485或RS-232協議進行通信。在維護和管理中，筆者發現不少與之有關的故障現象，集中表現為上位機與下位機之間的通信異常，這里就此方面的問題與同行進行探討。

RS-485接口采用了平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾性好，傳輸距離長。發射機監控單元的RS-485接口采用RS-232C標準的DB9格式 （9芯數據接口），部分發射機功放單元出于工藝需要采用了RJ-45的CAT5超五類線連接到本機主控單元。

工程上，在有干擾源的環境下，通常推薦使用2個60 Ω電阻和一個220 pF的電容組成T型低通濾波器替代普通的終端匹配電阻（120 Ω），接在RS-485兩端口之間，以增強對共模噪聲的濾波效果（見圖1）。

圖1 T型濾波器

需要注意：采用RS-485總線結構可連接多臺發射機，轉換器必須要接在計算機端口，缺點是總線結構中的某臺發射機通信故障會導致系統異常。采用RS-232協議的監控系統需要加長線驅動器。

2 通信故障實例分析與改進

問題一：與中心監控主機無法連接。主要出現在機器安裝調試及工作初期。但由于廠家的產品使用說明中缺少必要的聯機控制技術說明，只能依靠廠家有限的技術支持和個人摸索來解決。造成此問題的原因有：

1）接口定義不一致。由于固態發射機一般采用RS-485遙測接口，而計算機一般采用RS-232協議的COM串口，筆者所用監測主機也是如此，因此，需要外置一個RS-485/232轉換器（又稱碼轉換器）才能實現對接。但由于工業生產的執行標準不嚴格，有些廠家未采用RS-485接口，有的甚至不設通信接口。在使用杭州產HCF-300發射機時，曾遇到采用多種RS-485/232轉換器（又稱碼轉換器）仍無法實現聯機的問題。經檢測，機器通信單元及接口沒有問題。咨詢廠家后得知，該機為小功率發射機，未采用RS-485接口，采用RS-232接口，不用轉換器，可直接連上計算機COM口。

2）通信設備損壞。北京產34CH發射機，在安裝遙測功能時候，始終不能與監控計算機聯機。該發射機在軟件上設置了看門狗，需要客服提供注冊碼，才能完成安裝使用，但在計算機上運行軟件并設置后，始終顯示無法和發射機通信。檢查接線以及DB9引腳都沒有問題，檢查計算機COM口也正常，檢查通信電纜無問題，最后發現新買的轉換器中有2個是壞的，更換后開機運行正常。產品的質量是安全可靠運轉的保證，市場上的轉換器產品良莠不齊，選購時一定要仔細。

問題二：發射機機器通信異常。一般發射機由于工作環境問題（如高溫、震動等）容易出現觸點氧化，接觸電阻大，接觸不良，而電磁場能量密度大的射頻輻射很容易對數據控制處理電路造成干擾，影響到機器的安全、可靠運行。

北京產GME1013發射機在一次例行維護后開機，發現整機功率只有額定功率的一半多一點。通過檢查機器面板功能按鍵，是PA1（第一路功放單元盒）不能正常工作。打開機器前面板，從供電電源的電壓來看，PA1在直流狀態正常，指示燈狀態也與PA2一致；再從監控主機運行的日志和記錄數據來看，確定PA1沒有工作，但PA1突然損壞的幾率較小，估計由接觸不良造成。把2個PA交換位置，PA1在原PA2的位置可正常工作，PA2無功率輸出，由此判斷可能PA1的插槽有問題。檢查背板的所有接插點與微動保護開關（工作中發現這個開關在拔插功放單元盒的過程中用力不當容易損壞）及定位銷長度都檢查恢復后，試機故障依舊。再次分析后估計是檢測電路檢測不到PA1，打開后蓋檢查RJ-45通信接口。這里采用RJ-45接口主要是方便、經濟，但易氧化、松動，逐一對照檢查沒有發現明顯問題。懷疑超五類電纜有問題，拔下按腳位一一對測，發現其中的2腳不通，把該腳壓緊接通，開機整機功率升到正常數值。后來換成了可靠的優質金屬屏蔽水晶頭。

還發現過HCF-300發射機工作時面板功能按鍵不能操作的問題，觸發功能鍵不能點亮LCM的背景燈，重新開機就可恢復正常，后來還多次出現。后聯系廠家后得知機器存在設計上的瑕疵。打開機器上面板，右側小盒子為數據處理單元，邊上有個小開關，遇到這種情況，關掉再開即可，不用整機重啟。經分析估計是機器電控部分容易受到干擾進入死循環失去作用，只有重新復位，才能正常。

3 通信故障的解決策略

如何有效解決監控系統數據通信存在的問題呢？

1）（針對廠商）設計標準統一，技術說明規范。比如，廠家在設計和制造時要嚴格執行行業規范，統一通信接口協議和通信接口硬件類型。前面提到，有的機器使用RS-232接口，有的用DR9公頭，還有的用DB9母頭，在很多中小城市里很難買到轉換配件。技術說明書太過籠統，對于接口定義、連接電路都沒有清楚給出。

2）（針對廠商）軟件安全高效，設計簡潔周到。有些廠家不重視售后服務，無法做到及時響應。如有的發射機產品的監控、監測軟件是后配的，功能簡單，無法提供運行數據參考；有的監控軟件設計安全性差，存在性能缺陷；有的軟件產品設計繁雜，但不實用，容易誤操作；有的在同一軟件平臺同時監測多機（同品牌）的功能不是很可靠，互相有影響。

3）提高接插件、連接線材的質量。選用達標的優質器材，決不用劣質材料。為保證數據傳輸安全，新沂臺所有的RS-485/232聯機數據線都采用優質的雙芯屏蔽線，也可采用優質的超五類網線。

4）采用優質的RS-485/232轉換器。按轉換器電路結構可分無源和有源2種。無源的適合單機、短距離連接，實際應用以500 m為宜；有源的帶負載能力強，可以遠距離通信、多機共用，一般可達到1 500 m。

5）解決監測主機的通信接口不足問題。一般的計算機主板只有1個COM口，帶2個COM口的主板較少，而在機房建設過程中還需要通過1個COM口用計算機控制切換器的應急切換。如果采購之初沒有定制多COM口主機，后期多采用USB轉COM的轉換器來實現多COM口需求。筆者選用了力特的轉換器，使用中要注意端口的選擇。此外，還有個解決辦法就是增加RS-485通信板卡。今后，計算機的串口有被取代的趨勢，發射機廠商在產品設計時也要考慮這一點。

6）根據情況改進電路與與設置參數。對于通信不穩定或者監測軟件聯機失敗的情況，還可嘗試：一是在轉換器的2個輸入端子間接120 Ω匹配電阻；二是根據距離遠近和工作環境適當設置通信速率。筆者選擇的原則是：距離近可以選擇較高速率，距離遠則選擇較低速率。當選擇較低速率時，若發現比正常速度慢得多，很可能線路已受到干擾，除盡量排除干擾外，還可以嘗試采取適當提高通信速率的方法，快速通過線路，減少干擾的影響。

7）合理布線，遠離干擾源。布線原則：通信數據線纜應盡量遠離電源線、日光燈、大型電機、可控硅調光調壓等干擾源，避免與電源線并行，更不能捆扎在一起，無法避開時，應與電源線垂直，無法避免平行敷線時最好能相距10 cm以上（或走金屬線管及線槽），并選用優質線材；采用截面不小于0.3 mm2的屏蔽雙絞線，總長不宜超過1 200 m；采用握手布線方式，杜絕星型接法和分叉連接。另外，交流供電的被監測設備與控制設備機箱一定要真實接地，用雙絞線的屏蔽層將每臺設備的地（GND）連接起來。

總體來看，現在發射機的整體技術還是成熟的，但由于各廠家實力不同，產品性能還存在差異，產品售后服務也有優劣之分。作為基層臺播出發射人員，應該：不斷增加對設備與技術的了解，提高應急處理能力；注重日常維護，避免機器帶病工作，做到“望聞問切”、定時巡查；結合“周檢”、“月檢”、“季檢”、“年檢”，認真記錄維護檢修表，繪制設備運行曲線圖表；綜合分析計算機實時監測數據，制作機房設備月度維護保養報告，年終進行歸納總結，作為技術檔案入檔備查。這樣也有利于提高基層臺站對機房發射設備的綜合維護水平。