广播是一个高科技产业,其中很多都处于前沿,比如基于以太网的IP音频。我们的行业在许多领域都采用了最新的技术,例如使用编码算法来降低比特率和远程广播。但是,当涉及到控制发射机发出的无线电信号时,大多数电台仍在以它们长期以来的方式做同样的事情。

控制连接到天线的广播硬件以及相关的传输功率、源和设施仍然是低技术的。通常,广播工程师会上车,开到无人值守的发射器、转换器或中继器站点(图1)来翻转开关并进行其他手动调整。

在广播和电视广播中,很容易被音响、麦克风和音频处理分散注意力。但关注传输系统也很重要,因为演播室里所有辛苦工作都是在这里传播给听众的。

我热爱广播行业,已经在这个行业工作了46年。我一直在使用可编程逻辑控制器(plc)来自动化传统上非常手动的广播功能,或者最好是自定义和半自动的广播功能。本文展示了我如何自动化天线和发射机系统的切换和备份功能,以改进操作、削减成本和提高可靠性。它还为业内其他人提供了一条途径,使他们的广播和其他设施通过plc实现自动化,就像我所做的那样。

为南加州

iHeartMedia在一个面积相当于南卡罗来纳州的地理区域内管理着10个广播电台。洛杉矶大都会地区人口众多,这带来了机遇和挑战。除了广播电台,iHeartMedia还拥有户外广告,并以iHeartRADIO应用程序的形式拥有大量的在线广播业务。该电台以数字、高清广播和老式调频广播的形式广播。

iheatmedia网站(www.iheatmedia.com)声称,美国每月有超过25亿听众,是美国广播和电视媒体中覆盖面最大的。它拥有并运营858个广播电台,服务于全美150多个市场,因此有许多发射机站点控制AM和FM无线电信号传输。

在过去,控制音频、天线和发射机都是一个严格的手动过程。在最近的时代,特定于广播的远程控制系统已经部署,通过拨号调制解调器提供基本的控制。通过这些系统,可以设置警报,在出现问题时通过电话或电子邮件通知工作人员。这些系统也可以通过编写宏来处理自动功能。问题在于,这些系统的成本、可靠性和简便性都无法接近PLC所能提供的。

与plc的接口和控制

在广播中使用plc来控制发射机功能是广播工程师不太了解的一个课题。讨论一种常见的广播设备,如音频混频器和音频分布放大器,在广播行业中是很容易理解的。而使用plc来执行广播功能则不是。梯子逻辑和标记数据库不是很好理解,所以学习曲线是陡峭的。

可编程逻辑控制器改善了对无线电广播的控制

许多发射器站点(例如洛杉矶的Klac广播电站设施)都是远程和无人看管的。

虽然许多广播工程师没有意识到,但工业自动化常用的硬件均适用于控制和监控传输设施。50,000瓦的变送器站点消耗约150千瓦的电源,包含空调,配电和备用电源系统。

多年来,广播工程师通过使用装满继电器、计时器、二极管和电容器的定制电气柜,升级了传输设施的人工监控。有些人甚至使用接触器和继电器将树莓派与电机或鼓风机连接起来,这不是最简单、最具成本效益或最坚固的设计。相比之下,PLC的设计是为了在工业环境中可靠地控制接触器、继电器和其他组件。

许多广播工程师花费大量时间开发音频设备不同组件和项目之间的接口。他们把一家公司制造的发射机、另一家公司制造的音频处理器和另一家制造商制造的远程控制系统,与空调、配电板和排气鼓风机连接在一起。然后,他们找到一种方法将所有这些集成到一个系统中,但他们使用的控制硬件往往不适合这项任务。

自动化广播功能

自动故障切换和远程访问在广播中是非常必要的,因为许多远程发射器站点不容易访问,特别是在恶劣天气期间。多年来,离散制造业和过程控制行业一直采用可编程逻辑控制器实现自动化,以提供远程访问和其他高级功能,我们现在正在将这项技术应用于广播。

我们在万博官网手机登陆洛杉矶的道奇旗舰站KLAC AM 570上有一个突出PLC在广播行业使用的应用程序。在这个应用程序中,我们使用AutomationDirect Productivity2000控制器(图2)作为天线/发射机控制器,我们选择这个PLC有很多原因。

可编程逻辑控制器改善了对无线电广播的控制

AutomationDirect Productivity2000 PLC用于在远程设施中自动执行变送器图案和备份切换。

我们已经使用了AutomationDirect Click Controller在过去进行发射机控制,它运行良好。但是,对于KLAC天线/发射器控制器,我们希望添加更多功能。随时包含电子邮件通知,系统执行发射器模式更改或发生错误,这是ProductIvey2000 PLC的内置功能。它还具有PID内置,当在未来的项目中添加时,将需要建立环境控制。

KLAC是一种定向,幅度调制(AM)无线电台。在白天,它在非定向模式下使用单个塔(天线)进行操作,这在AM站广播中很常见。在晚上,它使用两座塔来产生更定向的信号,以避免在相同频率上干扰其他站,这是所需要的,因为AM信号在夜间进一步行驶。此模式更改是必需的,并在FCC中的许可证中定义。

PLC自动在白天和夜间模式之间切换。利用控制器中的实时时钟,建立了符合FCC规范的开关时间控制表。PLC执行自动模式更改并发送电子邮件进行确认。

可靠的广播

Productivity2000 PLC和AutomationDirect C-more触摸屏显示器是自动化系统的主要部件,也用于控制和监控电站主变送器和备用变送器的状态。当我们播放一个道奇的游戏时,电视台必须是广播的,PLC的可靠性保证了信号的连续传输。

PLC监控主变送器的状态,如果发生故障,将尝试重新启动。如果不成功,它会自动切换到备用发射器。如果备份失败,它将切换到第三级发射机,并在必要时降低功率,以保持至少一个微弱的信号。

自动化系统重复人类在网站上的作用,自动处理天线切换,模式变化,参数监控等功能。它还执行每个FCC指南的数据记录,这些信息可远程可用。PLC具有内置的Web服务器,因此我们可以通过任何浏览器远程访问记录数据。在我们的情况下,这是通过网站上的思科防火墙完成的。

与先前使用的定制控制系统相比,PLC非常可靠。PLC控制各种公司制造的各种现成的音频切换器。对于无线电天线切换,PLC控制大RF接触器。我们通过混合和匹配PLC的输入和输出模块来控制这些设备,包括离散,模拟,继电器触点和串行I / O.使用这些I / O点,我们可以将PLC与我们所有的广播行业设备界面。

我们还安装了一个C-more触摸屏显示器(图3),并创建了一个带有按钮的主屏幕,用于更改操作模式或选择发射器。主屏幕还显示当前时间和当月的传输时间,以及各种模拟参数,如发射机输出、天线电流和系统状态。如果需要,可以访问校准屏幕,将模拟值缩放到实际工程单位。

测试、安装和启动

天线/发射器自动化系统的安装和启动需要大量规划,以最大限度地减少对广播的影响。建立了几种测试夹具以验证安装前的自动化系统的操作,模拟发射器内置于我们的规范,以便尽可能接近实际安装。

可编程逻辑控制器改善了对无线电广播的控制

AutomationDirect C-more触摸式面板显示提供了关于发射点的功能信息,以及手动控制和校准功能。

为了测试,我们插入了三个模拟发射器和连接射频接触器。我们模拟了由PLC控制的完整KLAC设置,并进行了数周的测试。在对PLC和C-more程序进行了一些调整和优化之后,所产生的自动化系统比安装在KLAC上的任何东西都工作得好得多。

安装按计划进行。有30多条电缆要安装,我们使用了自动直接拉链模块,大大减少了布线时间。为了将停播时间减少到绝对最小值,在测试之前,信号被跳线绕过,这样当我们安装新的自动化系统时,电台可以继续传输信号。

在现场启动期间,程序需要一些小调整。当从白天切换发射器模式时,必须静音来自发射器的RF信号,以避免通过接触器将50,000W损坏并损坏。需要调整以最小化在切换时将车站脱离空气的时间。接触器的致动时间和变送器的RF断电延迟需要微调,并且当完成时,图案切换几乎听到。

使用AutomationDirect简单明了。它们是根据成本、快速交付和易用性来选择的。送货是免费的,他们提供电子邮件状态更新。我们曾多次寻求技术支持,总是得到快速全面的答复。万博电子游戏地址

自动化直接自动化系统在偏远地区的大功率设施中完美运行。在未来,我们计划使用AutomationDirect硬件来自动化更多的广播系统,包括自动调频天线切换、功率控制、传输线加压和故障检测。

作者:Dennis Sloatman, iHeartMedia工程和信息技术副总裁,洛杉矶

数字全部由iHeartMedia提供

本文转载自2017年美国宇航局技术简报