变电站通信机房动力环境集中监控系统

通信机房动力环境监控系统对接入设备的要求和方法一、前言通信电源集中监控技术在通信电源的应用，标志着通信电源的维护和管理从人工看守式的维护管理模式向计算机集中监控和管理模式转换，其目的：（1）与通信技术发展相适应，提高对通信电源设备的维护管理水平。（2）提高通信电源供电质量，使供电系统有更高的可靠性和经济性。（3）充分发挥计算机技术优势，使电源设备管理向自动化、智能化方向发展。（4）实现通信电源设备少人、无人值守。（5）提高维护效率，降低维护成本。二、监控对象动力监控系统的监控对象主要分为两大类：智能设备和非智能设备，两者最大的区别在于智能设备本身具有数据采集能力并提供标准通信接口，可以直接接入监控系统，依据生产厂家提供的协议来实现三遥功能；而非智能设备必须通过增设传感器、变送器、接触器等方式的改造使其具有和智能设备相同的数据采集能力，通过标准通信接口进行数据采集实现监控。非智能设备的监控接入实现起来相对简单，而智能设备的接入调试由于涉及到的技术点比较多，相对复杂，它是监控系统准确运行和功能实现的关键。通信动力系统中智能设备种类很多，如智能空调，智能油机、智能开关柜、智能电表、智能开关电源、智能UPS等，智能的采集器也可看作是智能设备，如智能电池采集模块、智能模拟量采集模块、智能开关量输入输出模块等。这些智能设备具有以下几个方面特征：1.能够采集自身的信号，如工作电压、电流、温度等；2.能对采集的信号进行处理，如可根据信号值判断工作状态、产生告警信息等；3.都具有智能接口，常见的有串行接口和网络接口，能与计算机直接通信。三、智能设备的协议协议的内容包括电气协议、通信协议、数据包格式和数据数值的含义。1.电气协议包括接口方式、针脚定义、接线方式。1)接口方式一般有RS232/RS485/RS485三种方式，RS232方式适于点到点的通信，且传输距离不超过15米；RS422方式和RS485方式都适于点到点和多点到多点的通信，可连接多台具有相同通信协议、不同地址的智能设备，传输距离可达1000多米，区别在于RS485方式为半双工方式。2)针脚定义规定信号的收、发等针脚位置，有些智能设备还特别要求要有握手信号。3)接线方式串行电缆连接时有两类连接方式，直通线：即相同信号（RxD对RxD、TxD对TxD）相连，用于DTE（数据终端设备）与DCE（数据通信设备）相连。如计算机与MODEM；交叉线：即不同信号（RxD对TxD、TxD对RxD）相连，用于DTE（数据终端设备）与DTE（数据终端设备）相连。如计算机与计算机、计算机与智能设备.2.通信协议主要是指帧格式和速率，串行通信时数据一帧一帧地传输，帧格式包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位的组成，速率定义每秒多少位，帧格式和通信速率一起称为通信协议。在监控系统中，串口设置的通信格式为“波特率，校验方式，数据位位数，停止位位数”。如“9600，N，8，1”，即通信速率为9600bps，无校验位，数据位8位，停止位1位。中达电源为“1200，N，8，1”，即通信速率为1200bps，无校验位，数据位8位，停止位1位。西门子电源为“2400，E，8，1”，即通信速率为2400bps，偶校验，数据位8位，停止位1位。3.数据包格式是指对数据包内容的具体定义，如哪些是包头、版本号、设备类型，哪些是数据；对于数据段中各个数值表示的含义也要有明确定义。有很多的智能设备的数据包不符合相关的规范定义。四、通信接口和通信协议转换1.通信接口转换通信接口转换可以用硬件直接来实现，如JCD-PS100就是实现RS232到RS232/422/485的双向接口方式转换的设备。2.通信协议的转换通信协议的转换可以通过监控主机直接通过动态库文件进行转换，也可通过在智能设备和监控主机之间加装协议转换器来实现，如JCD-PS100智能协议处理器，它是一个具有CPU、EPROM、RAM、串行通信口等组成的一台386计算机，根据智能设备的不同，装入不同设备的设备驱动程序，将从智能设备采集的数据转换并保存下来，它按照智能设备的速率进行采集刷新，并将采集的数据转换后记录下来，当监控主机要采集这台设备数据时直接将转换后的数据上报。3.硬件隔离有的智能设备从接口和协议转换的角度看，可以直接接入监控主机，动力系统的安全，将监控系统和动力系统安全的考虑应从硬件进行电气隔离。通信接口和通信协议转换均具有光电隔离的功能。五、系统采集方式1.监控主机方式，如图5-1所示将监控主机安装在远端，监控主机的个通信口接入设备对应，各台设备可以和监控主机进行实时通信，利用多任务操作系统分别处理各台设备的数据。常用于设备和监测点多，且设备种类和结构复杂的局站。对于有人值守局站，值守人员可以通过监控主机进行实时操作和管理维护。优点：结构简单，只需要一台PC机加装多串口卡即可，设备投资小，可以利用现有的网络将采集数据上报给服务器，2.集中上报方式，如图5-2所示将一个局站或局房的多台设备使按照总线方式连接在一起，通过同一条总线依次上报数据。监控主机一般是安装于监控中心或区域中心，采用总线连接集中上报时要求接到总线上的智能设备接口方式相同，通信协议相同，设备的地址不同。不同设备通信协议要统一就要少不了协议转换器。由于数据是采用集中上报方式，增加了协议转换器的成本，但节省了监控主机的投资，同时协议转换器的维护量和稳定性要高于监控主机。因此适用于设备和监控点较少的局站。六、JCD-PS100智能协议处理器的功能1.转换智能设备通信协议，转换后的的通信协议符合有关规范；2.可实现RS232/422/485至RS422/485之间的单向接口方式转换；3.实现智能设备与监控系统间的隔离；自动采集和优选智能设备的数据，当接收到上位机采集指令时立即送出数据，能提高采集的响应速度；4通信协议可用软件进行任意设置，对不同的智能设备具有很强的适应能力。七、JCD-PS100智能协议处理器的应用方式采用OCE的上报方式图7-1为分别采用RS-422/485的两种上报方式。2.JCD-PS100智能协议处理器的采集方式一台OCE接入一台智能设备，如图7-2中2#OCE对智能电源的协议进行转换，将RS232接口转换为RS422接口，同时将智能电源与监控系统隔离开。对多台相同的带地址识别设备可以使用一台OCE接入，如图7-2中1#OCE接入两台智能空调，两台智能空调的协议完全相同，只是地址不同。智能空调的通信接口应为RS422或RS485接口，接口也可用接口转换器进行转换。有的智能设备从协议转换的角度看，可以直接接入监控主机，并不需要OCE，使用OCI-6进行接口转换和隔离即可，在实际应用时还是使用OCE进行接入。这是因为如果智能设备的接口方式本来就是RS422接口，与监控主机的串口卡接口方式相同时，需要两台OCI-6才能完成隔离功能，如图所示。同时监控主机对智能设备监控时采集周期要由智能设备所决定，且每个周期要将该设备的所有数据采集一遍，其中就包括了很多的无用的数据。选择OCE接入方式时，监控主机可以根据系统设置的周期下发采集信号，同时利用OCE进行数据筛选，这对在总线上连接的设备多时，提高响应速度有很大帮助，并且完成RS232/422/485至RS422/485接口方式的转换、隔离功能，只用一台OCE就完成隔离功能，并能保证监控系统的快速、稳定和组网方式的简单。如图7-3中用转换时要使用两台OCI-6且只能改变接口方式，不能改变数据量，而用一台OCE就可以改变接口方式，也可改变上报的数据量。八、结束语在监控系统中，采集接入设备的数据准确性和靠性直接影响到整个系统可靠性，正确的配置是系统功能实现的关键。在满足基本维护需求的前提下，尽量多的监测数据，以满足动力监控系统智能分析对大量原始数据的要求。动力监控系统的智能分析包括对开关电源设备的老化、磨损程度进行描述，对其可用性进行评估，对由于设备本身引起的故障进行预测，对电源系统已发生故障的原因进行分析、判断等。实现这一目标，将有大地提高维护质量，对于延长电源设备的使用寿命，保障通信通畅具有重要的意义。变电站通信机房动力环境集中监控系统点击次数：525发布时间：2008-7-2517:07:231、系统概况动力环境集中监控系统（以下简称监控系统）是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，其监控对象是机房内动力设备及机房环境（含图像）。建设监控系统对充分利用人力资源，加强维护支持手段的建设，保障设备稳定运行和机房安全，提高劳动生产率和网络维护水平，实现机房从有人值守到无人值守，促进电源设备维护现代化具有积极的促进作用。动力环境监控系统拟对XX地区分布在各处的8个变电站通信机房中的动力设备及机房环境（温度、烟雾、门禁及图像）进行全面监控，采用完整2M进行数据传输。机房动力环境监控系统提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段。先进的防范理论加上高新科技成果，结合功能强大的防护网，将可破坏程度降低到最低点，为监控现场提供最安全的保证，使企业财产免受不必要的损失，以便更好地分配人力资源，直接或间接带来的经济效益是不可估量的。2、设计依据＊本系统设计本着实用、性能可靠、经济的原则；＊系统设计考虑了系统的可扩容性，多媒体联网，监视的功能；＊电信总局通信电源、空调及环境集中监控系统技术要求（暂行规定）＊电信总局通信电源、空调及环境集中监控系统选型（暂行规定）＊XT005-95《通信局（站）电源系统及技术要求》＊国标GB4064《电气设备安全设计导则》＊国标GB4889《电气设备抗干扰特性》＊系统符合《中华人民共和国公共安全行业标准》；3、设计要点3.1直观的在线实时监控功能通过遥测、遥控、遥信和遥视手段，监控对象包括高低压配电、电源、空调、油机、电池、UPS等设备以及包括温度、湿度、水浸、烟雾、门禁、图像在内的机房环境信息，实时准确的监控数据为实现无人值守奠定前提基础。3.2先进的告警专家处理功能将采集的故障或告警信息根据时长、种类等进行分类，归纳为不同告警级别，通过专家处理软件快速进行故障定位和分析，以BB机、短信息、语音等多种手段逐级上报，保证所有重要告警能及时发现和处理，并为运维人员的考核提供依据。3.3丰富的管理功能实施设备、系统、故障的集中监控后，集中式的管理成为可能，丰富的管理软件提供了系统安全管理、被监控设备的统一管理、人员管理、工程资料管理以及设备运行数据管理给电信运维体制的改革提供完善的管理功能。3.4完善的故障派单、回单等闭环流程针对被监控设备的故障，监控中心的管理员向负责该设备的维护人员发出派修单，维护人员处理完故障后派修单返回给监控中心，同时监控系统的实时监控数据对故障的维修过程时间进行记录，通过闭环的管理，加强维护工作的管理和过程跟踪，从而提高维护水平，提高绩效。3.5良好的扩展性和兼容性在动力环境集中监控管理系统的建设中，让建设方感到头痛的一个问题是如何将众多厂家的系统融合在一个管理平台上统一管理，从而实现系统扩容时的可选性与扩展性。为了实现这一目的，电总在99年颁布了《通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通信协议》的技术要求，2002年中国移动总公司也组织了B接口程序测试。根据这一要求，我公司严格按照电总99年版标准通信协议，并第一批通过中国移动总公司B接口程序测试。软、硬件全部自主开发，采用开放式平台模块化设计，既能将其他兄弟厂家的动力环境集中监控系统纳入到我公司的系统中，实现系统信息资源的共享与统一管理。4、系统实现原理4.1系统结构监控系统拟对分布在各处的8个变电站通信机房的动力设备及机房进行全面监控和管理，系统采用包括二级结构，即“监控中心（SC）—监控单元（SU）”，每个变电站通信机房设置个监控单元站点。监控单元（SU）负责对各站点机房内各动力设备、机房环境进行数据采集，采集的监控数据送到监控中心（SC），在监控中心（SC）实现对本辖区通信机房内动力环境集中监控、集中管理、集中维护的目