第10章通信电源集中监控系统

通信电源（第2版）漆逢吉主编1第10章通信电源集中监控系统通信电源（第2版）漆逢吉主编210.1通信电源集中监控系统概述10.1.1作用及主要功能通信电源集中监控系统的作用是：对监控范围内的电源系统、空调系统和系统内的各个设备及机房环境等进行遥测、遥信、遥控，实时监视系统和设备运行状态，记录和处理监控数据，及时侦测故障并通知维护人员处理，从而实现通信局（站）的无人或少人值守，以及电源、空调的集中维护和优化管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性。通信电源（第2版）漆逢吉主编3通信电源集中监控系统的主要功能（1）实时监视功能实时监视电源设备和空调等设备的运行状态，并随时监视局房环境等。（2）远程控制功能对被监控的设备（电源设备、空调等）进行远程手动或自动控制。（3）故障诊断和报警功能监控系统能根据被监控设备的工作状态和参数变化趋势，及时、准确地定位故障源，产生告警信息并能通过各种手段（如声、光、语音、手机短信等）将故障诊断结果通知维护人员，以便维护人员及时地采取措施。（4）数据查询和报表功能主要通过键盘和显示界面查询被监控对象的实时数据等，且能生成相关报表，便于维护人员分析。通信电源（第2版）漆逢吉主编410.1.2对通信电源集中监控的一般要求1．可靠性2．可扩充性3．实时性4．安全性5．测量精度6．电源7．接地8．电磁兼容性9．硬件10．软件见教材P267~268。通信电源（第2版）漆逢吉主编510.2通信电源集中监控对象及监控内容10.2.1监控对象1．被监控设备监控对象按用途，可分为电源系统和环境系统两大类。电源系统是监控的主要对象，包括高压配电设备、变压器、低压配电设备、备用发电机组、UPS、逆变器、整流配电设备、蓄电池组、直流—直流变换器等；环境系统包括空调、局房环境、安全保卫系统等。监控对象按其本身的特性，可分为智能设备和非智能设备。其中智能设备本身能采集和处理数据，并带有智能通信接口（RS232、RS422/485），可直接或通过协议转换的方式接入监控系统，如智能高频开关电源系统等，一般每台智能设备作为一个监控模块（SM）。而非智能设备本身不能采集和处理数据，没有智能通信接口，如低压交流配电屏、蓄电池组等，需要通过数据采集控制设备（数据采集器）才能接入监控系统，每个数据采集控制设备作为一个监控模块（SM）。通信电源（第2版）漆逢吉主编62．被监控信号被监控信号可分为电量信号和非电量信号，也可分为模拟信号和数字信号。在监控系统中，对被监控信号的处理一般要经过传感、变送、转换过程，才能转换为计算机内的数字信号。非智能设备和环境量不能直接接入数据采集器的采集通道进行测量，需要通过传感器/变送器先将这些电量信号或非电量信号变成标准电量信号，方可接入数据采集器。数据采集器一般可直接测量的模拟量信号范围是：直流电压-4～10V，直流电流0～20mA，交流电压0～2.5V；可直接测量的开关量信号范围是：直流电压0～30V，交流电压0～20V。通信电源（第2版）漆逢吉主编7被监控信号（续1）传感器将非电量信号变换成标准电量信号。监控现场遇到的非电量信号有：温度、湿度、液位等，监控现场需要测量的开关量有：红外感应、烟感、门碰、漏水等。这些非电量信号和开关量信号，需要通过相应的传感器如：温度传感器、湿度传感器、液位传感器、红外探测器、感烟探测器、门磁开关、水浸探测器等转换成标准电量信号后，才能被数据采集器采集。变送器将非标准的电量信号变换成标准电量信号。监控现场遇到的模拟电量数值较大、范围较宽，如交流电压220V、380V，交流电流0~200A，直流电压24V、48V，直流电流0~1000A，频率50Hz等，需要通过变送器将非标准电量信号变换成标准电量信号（如变成直流4～20mA或0～5V等），才能被数据采集器采集。常用的变送器有三相电压变送器、三相电流变送器、有功功率变送器、功率因数变送器、频率变送器、直流电压变送器等。不同厂家的变送器外特性有差别，应按照产品说明书来安装使用。通信电源（第2版）漆逢吉主编8被监控信号（续2）智能电量变送器集成了多个电压、电流隔离变换模块，采用了可编程增益放大器、高精度A/D转换器以及单片机技术，可以实时测量几乎所有的交流电量，取代所有三相变送器，并以远程通信接口输出数字测量信号。目前这种智能电量变送器已较广泛地运用于通信电源监控系统中。在不特指时，常将传感器和变送器统称为传感器。通信电源（第2版）漆逢吉主编910.2.2监控内容遥测：对连续变化的模拟信号（如电压、电流等）进行数据采集；遥信：对离散状态的开关信号（如开关的接通/断开、设备的运行/停机、正常/故障等）进行数据采集；遥控：由监控系统发出的离散的控制命令（如控制整流器均充/浮充、控制设备的开/关机等）。此外，必要时还可进行遥调：由监控系统发出调整运行参数的控制命令。根据我国通信行业标准YD/T1363.1-2005《通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统第1部分：系统技术要求》的规定，通信电源集中监控系统的监控内容如表10.1所示（见教材P270~271）。通信电源（第2版）漆逢吉主编1010.3通信电源集中监控系统的结构和组成10.3.1集中监控系统的管理结构1．系统结构按照YD/T1363.1-2005的规定，通信电源集中监控系统采用逐级汇接的结构，一般由监控中心（SC）、区域监控中心（SS）、监控单元（SU）和监控模块（SM）组成。通信电源（第2版）漆逢吉主编11通信电源集中监控系统结构图SC网管中心SSSUSMSMSM…通信局（站）1…SS…监控中心区域监控中心通信局站设备监控SUSMSMSM…通信局（站）2SUSMSMSM…通信局（站）N其它网管A接口B接口C接口D接口…通信电源（第2版）漆逢吉主编122．对系统中各部分的功能要求（1）对监控模块（SM）的功能要求（2）对监控单元（SU）的功能要求（3）对监控站（SS）的功能要求（4）对监控中心（SC）的功能要求见教材P273。通信电源（第2版）漆逢吉主编1310.3.2通信电源集中监控系统的接口所谓接口，是指两个系统之间具体的通信协议；对于硬件设备，则是指设备的物理端口。接口的定义：①监控模块（SM）与监控单元（SU）之间的接口定义为“前端智能设备协议”——A接口。②监控单元（SU）与上级管理单位（SS或SC）之间的接口定义为“局数据接入协议”——Ｂ接口。③区域监控中心（SS）与监控中心（SC）之间，或不同监控系统之间互联的接口定义为“系统互联协议”——C接口。④监控中心与上级网管之间的接口定义为“告警协议”——Ｄ接口。A、C、D三种接口都已经制定了详细的标准，B接口暂未进行统一规范。通信电源（第2版）漆逢吉主编1410.3.3通信电源集中监控系统的传输方式1．SM与SU之间的连接监控模块（SM）与监控单元（SU）都处于监控现场，距离较近，一般采用专用数据总线连接。根据YD/T1363.1-2005，其物理接口与传输速率有以下几种a）V.11/RS4221.2kbit/s～48kbit/s；b）V.10/RS4231.2kbit/s～48kbit/s；c）RS4851.2kbit/s～48kbit/s；d）V.24/V.28/RS-232C1.2kbit/s～19.2kbit/s；e）G.70364kbit/s同向口；f）RJ4510BASE-T，10BASE-510Mbit/s。在以上几种物理接口中，RS232和RS485/422是应用最为普遍的。通信电源（第2版）漆逢吉主编15（1）RS232串行通信接口RS-232是美国电工协会EIA制定出来的串行通信标准接口，目前广泛使用的是RS-232C接口，习惯上常把RS-232C简称为RS232。其机械接口有DB9、DB25两种形式，均可分为公头（针）和母头（孔）。RS232用于组网时，只能实现点到点的通信，传输速率小于20kbps（bps即bit/s，是人们的习惯表达），传输距离15m，工作方式为全双工方式。DB9公头DB9母头123456789543219876通信电源（第2版）漆逢吉主编16（2）RS422串行通信接口一般使用四个端子即数据发送端TX+、TX-和数据接收端RX+、RX-。工作方式为全双工方式。用于组网时，能够实现点到多点的通信即构成总线通信方式，通信距离和速率为：通信距离12m,通信速率10Mbps；通信距离120m,通信速率1Mbps；通信距离1200m,通信速率100kbps。通信电源（第2版）漆逢吉主编17RS422总线组网示意图通信电源（第2版）漆逢吉主编18（3）RS485串行通信接口RS485是RS422的子集，只需要DATA+（D+）、DATA-（D-）两根线。RS485的工作方式为半双工方式。用于组网时，能够实现点到多点及多点到多点的通信，其通信距离和通信速率与RS422基本相同。通信电源（第2版）漆逢吉主编19RS485总线组网示意图通信电源（第2版）漆逢吉主编202．SU与上级监控中心之间的传输方式根据不同的情况，在可能条件下，监控单元（SU）与区域监控中心（SS）之间，宜采用两种传输手段，主辅备用，并能自动切换；区域监控中心（SS）与监控中心（SC）之间、监控中心（SC）与网管中心之间的连接，应以专线为主，计算机网或拨号公用电话网为辅，专线和拨号线之间应能自动切换。通信电源（第2版）漆逢吉主编21（1）传输手段根据YD/T1363.1-2005，SU以上，可用于监控系统的传输手段有以下几种：a）数字数据网（DDN）；b）分组交换网（PSDN）；c）帧中继（FrameRelay）；d）异步传输模式（ATM）；e）语音专线（采用Modem）；f）拨号电话线（采用Modem）；g）数据通信网（DCN）；h)其他：如ADSL（采用ADSL-Modem）。通信电源（第2版）漆逢吉主编22（2）传输规程根据YD/T1363.1-2005，传输规程可采用：a）X.25/X.28；b）IEEE802.3；c）LABP等。通信电源（第2版）漆逢吉主编23（3）物理接口与传输速率根据YD/T1363.1-2005，物理接口与传输速率可采用：a）X.21/G.70364kbit/s；b）V.3548kbit/s；c）X.21bis/V.281.2～19.2kbit/s；d）V.24/V.281.2～19.2kbit/s；e）10/100BASE-T,10/100BASE-5。通信电源（第2版）漆逢吉主编2410.3.4通信电源集中监控系统的基本组成监控中心SC服务器主监控台辅监控台…LAN传输系统监控站SS1服务器主监控台辅监控台…LAN监控站SSn服务器主监控台辅监控台…LAN…传输系统传输系统端局1前置机采集器或智能设备…端局n前置机采集器或智能设备端局1前置机采集器或智能设备…端局n前置机采集器或智能设备系统的基本组成环节包括数据采集系统、传输网络系统和中心管理系统。通信电源（第2版）漆逢吉主编251．数据采集系统数据采集系统包含SU、SM两部分。SM包括智能设备和数据采集器。SU一般由端局计算机承担，负责对SM进行监控管理，包括各种监控数据的收集、分析、处理、上报、存储和监控命令的下达等。对被监控设备数据的采集，通常采用串行通信数据采集方案。一般情况下，在端局设置前置机（监控主机），通过串口直接接入各监控模块，采用总线方式或多串口方式进行数据采集。通信电源（第2版）漆逢吉主编26总线方式的数据采集方案通信电源（第2版）漆逢吉主编27多串口方式的数据采集方案通信电源（第2版）漆逢吉主编28数据采集系统（续）当端局小或被监控设备很少时，没有必要在端局放置一台前置机，此时可将前置机移到监控站（SS）或某一个大的端局，各远端局的监控模块（SM）通过某种传输资源远程连接至该前置机的串口上。由于有多个端局的设备接入，因此该前置机称为多端局前置机。通信电源（第2版）漆逢吉主编292．传输网络系统SC和SS内部一般是由多台计算机组成