《通信电源(第4版)》课件第10章 通信电源集中监控系统.ppt
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- 通信电源第4版 通信电源第4版课件第10章 通信电源集中监控系统 通信 电源 课件 10 集中 监控 系统
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1、1第第10章章 通信电源集中监控通信电源集中监控系统系统210.1 通信电源集中监控系统概述通信电源集中监控系统概述10.1.1 作用及主要功能作用及主要功能 通信电源集中监控系统的通信电源集中监控系统的作用作用是:对监控范围是: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,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
2、源、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。可靠性和通信设备的安全性。3通信电源集中监控系统的通信电源集中监控系统的主要功能主要功能(1)实时监视功能)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。等。(2)远程控制功能)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。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)故障诊断和报警功能 监控系统
3、能根据被监控设备的工作状态和参数变化趋势,及时、准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。时地采取措施。(4)数据查询和报表功能)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。相关报表,便于维护人员分析。410.1.2
4、 对通信电源集中监控的一般要求对通信电源集中监控的一般要求 1可靠性可靠性 2可扩充性可扩充性 3实时性实时性 4安全性安全性 5测量精度测量精度 6电源电源 7接地接地 8电磁兼容性电磁兼容性 9硬件硬件 10软件软件见教材见教材P280281对通信电源集中监控测量精度的要求对通信电源集中监控测量精度的要求n直流电压的测量精度应优于直流电压的测量精度应优于0.5%;n蓄电池电压测量误差应不大于蓄电池电压测量误差应不大于5mV(2V电电池)、池)、10mV(6V电池)、电池)、20mV(12V电池);电池);n其他电量的测量精度应优于其他电量的测量精度应优于2%;n非电量的测量精度一般应优于非
5、电量的测量精度一般应优于5%。5610.2 集中监控系统的监控对象及监控内容集中监控系统的监控对象及监控内容10.2.1 监控对象监控对象 1被监控设备被监控设备n监控对象监控对象按用途按用途,可分为电源系统和环境系统两大类。,可分为电源系统和环境系统两大类。电源系统电源系统是是监控的主要对象,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、用发电机组、UPS、逆变器、整流配电设备、蓄电池组、直流、逆变器、整流配电设备、蓄电池组、直流-直流直流变换器等;变换器等;环境系统环境系统包括空调、局房环境、安全保卫系统等。包括空调、局房环
6、境、安全保卫系统等。n监控对象监控对象按其本身的特性按其本身的特性,可分为智能设备和非智能设备。其中,可分为智能设备和非智能设备。其中智智能设备能设备本身能采集和处理数据,并带有智能通信接口(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),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)。而非智能设备非智能设备本身不能采集和处理数据,没有智能通信接本身不能采集和处理数据,没有智能通信接口,如一般的低压交
7、流配电柜、蓄电池组等,需要通过数据采集控口,如一般的低压交流配电柜、蓄电池组等,需要通过数据采集控制设备(制设备(数据采集器数据采集器)才能接入监控系统,每个数据采集控制设备)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(作为一个监控模块(SM)。)。72被监控信号被监控信号n被监控信号可分为电量信号和非电量信号,也可分为模拟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般要经过传感传感、变送变送、转换转换过程,才能转换为计算机内的过程,才能转换为计算机内的数字信号。数字信
8、号。n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,需要通过进行测量,需要通过传感器传感器/变送器变送器先将这些电量信号或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。非电量信号变成标准电量信号,方可接入数据采集器。n数据采集器一般可直接测量的模拟量信号范围是数据采集器一般可直接测量的模拟量信号范围是:直流电:直流电压压-410V,直流电流,直流电流020mA,交流电压,交流电压02.5V;可直接测量的开关量信号范围是可直接测量的开关量信号范围是:直流电压:直流电压030V,交,交流电压流电压020V。8被监控
9、信号(续被监控信号(续1)n传感器将非电量信号变换成标准电量信号传感器将非电量信号变换成标准电量信号。监控现场遇到的监控现场遇到的非电量信号有非电量信号有:温度、湿度、液位等,监控现场:温度、湿度、液位等,监控现场需要测量的开关量有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外探测器、感烟探测器、门磁开关、水浸探测器等转换
10、成标准电量信号后,才能被数据采集器采集。号后,才能被数据采集器采集。n变送器将非标准的电量信号变换成标准电量信号变送器将非标准的电量信号变换成标准电量信号。监控现场监控现场遇到的模拟电量数值较大、范围较宽,如交流电压遇到的模拟电量数值较大、范围较宽,如交流电压220V、380V,交,交流电流流电流0200A,直流电压,直流电压24V、48V,直流电流,直流电流01000A,频率,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(如变成直流420mA或或05V等),才能被数据采集器采集。常等),才能被数据采集器采集。
11、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、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。器外特性有差别,应按照产品说明书来安装使用。9被监控信号(续被监控信号(续2)n智能电量变送器智能电量变送器集成了多个电压、电流隔离变换模块,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、高精度采用了可编程增益放大器、高精度A/D转换器以及单片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
12、所有机技术,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。系统中。n在不特指时,常将传感器和变送器统称为传感器。在不特指时,常将传感器和变送器统称为传感器。1010.2.2 监控内容监控内容n遥测遥测:对连续变化的模拟信号(如电压、电流等)进行:对连续变化的模拟信号(如电压、电流等)进行数据采集;数据采集;n遥信遥信:对离散状态的开关信号(如开关的接通:对离散状态的开关信号(如开关的接通/断开、设断开、
13、设备的运行备的运行/停机、正常停机、正常/故障等)进行数据采集;故障等)进行数据采集;n遥控遥控:由监控系统发出的离散的控制命令(如控制整流:由监控系统发出的离散的控制命令(如控制整流器均充器均充/浮充、控制设备的开浮充、控制设备的开/关机等)。关机等)。n此外,必要时还可进行此外,必要时还可进行遥调遥调:由监控系统发出调整运行:由监控系统发出调整运行参数的控制命令。参数的控制命令。n根据我国通信行业标准根据我国通信行业标准YD/T1363.1-2005通信局通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统(站)电源、空调及环境集中监控管理系统 第第1部分:部分:系统技术要求系统技术要求的规定,通
14、信电源集中监控系统的的规定,通信电源集中监控系统的监控监控内容如表内容如表10.1所示所示(见教材(见教材P283284)。)。1110.3 通信电源集中监控系统的结构和组成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集中监控系统的管理结构 1系统结构系统结构 按照按照YD/T1363.1-2005的规定,通信电源集中的规定,通信电源集中监控系统采用逐级汇接的结构,一般由监控系统采用逐级汇接的结构,一般由监控中心监控中心(SC)、区域监控中心(区域监控中心(SS)、)、监控单元(监控单元(SU)和和监控模块(监控模块(SM)组成。组成。12通信电源集中监控系统结构图通信
15、电源集中监控系统结构图 132对系统中各部分的功能要求对系统中各部分的功能要求(1)对监控模块()对监控模块(SM)的功能要求)的功能要求(2)对监控单元()对监控单元(SU)的功能要求)的功能要求(3)对监控站()对监控站(SS)的功能要求)的功能要求(4)对监控中心()对监控中心(SC)的功能要求)的功能要求见教材见教材P286。14 10.3.2 通信电源集中监控系统的接口通信电源集中监控系统的接口n所谓所谓接口接口,是指两个系统之间具体的,是指两个系统之间具体的通信协议通信协议;对于硬件设备,则;对于硬件设备,则是指设备的是指设备的物理端口物理端口。n接口的定义:接口的定义:监控模块(
16、监控模块(SM)与监控单元()与监控单元(SU)之间的接口定义为)之间的接口定义为“前端智前端智能设备协议能设备协议”A接口接口。SU与与SM的通信方式为主从方式。的通信方式为主从方式。监控单元(监控单元(SU)与上级管理单位()与上级管理单位(SS或或SC)之间的接口定义为)之间的接口定义为“局数据接入协议局数据接入协议”接口接口。区域监控中心(区域监控中心(SS)与监控中心()与监控中心(SC)之间,或不同监控系统)之间,或不同监控系统之间互联的接口定义为之间互联的接口定义为“系统互联协议系统互联协议”C接口接口。C接口基于接口基于TCP/IP方式工作;采用客户机方式工作;采用客户机/服务
17、器的体系结构(服务器的体系结构(SC作为客户)。作为客户)。监控中心与上级网管之间的接口定义为监控中心与上级网管之间的接口定义为“告警协议告警协议”接口接口。nA、C、D三种接口都已经制定了详细的标准,三种接口都已经制定了详细的标准,B接口暂未进行统一接口暂未进行统一规范。规范。1510.3.3 通信电源集中监控系统的传输方式通信电源集中监控系统的传输方式1SM与与SU之间的连接之间的连接n监控模块(监控模块(SM)与监控单元()与监控单元(SU)都处于监控现场,距)都处于监控现场,距离较近,一般采用专用数据总线连接。根据离较近,一般采用专用数据总线连接。根据YD/T1363.1-2005,其
18、物理接口与传输速率有以下几种,其物理接口与传输速率有以下几种 a)V.11/RS422 1.248kbit/s;b)V.10/RS423 1.248kbit/s;c)RS485 1.248kbit/s;d)V.24/V.28/RS-232C 1.219.2kbit/s;e)G.703 64kbit/s同向口;同向口;f)RJ45 10 BASE-T,10 BASE-5 10Mbit/s。n在以上几种物理接口中,在以上几种物理接口中,RS232和和RS422/RS485是应是应用最为普遍的。用最为普遍的。16(1)RS232串行通信接口串行通信接口nRS-232是美国电子工业协会是美国电子工业协
19、会EIA制定出来的串行通信制定出来的串行通信标准接口,目前广泛使用的是标准接口,目前广泛使用的是RS-232C接口,习惯上接口,习惯上常把常把RS-232C简称为简称为RS232。其机械接口有其机械接口有DB9、DB25两种形式,均可分为公头(针)和母头(孔)。两种形式,均可分为公头(针)和母头(孔)。nRS232用于组网时,用于组网时,只能实现点到点的通信只能实现点到点的通信,传输速,传输速率小于率小于20 bit/s,传输距离小于,传输距离小于15m,工作方式为,工作方式为全全双工方式双工方式。DB9公头DB9母头1 2 3 4 56 7 8 95 4 3 2 19 8 7 617(2)R
20、S422串行通信接口串行通信接口n一般使用四个端子即数据发送端一般使用四个端子即数据发送端TX+、TX-和数和数据接收端据接收端RX+、RX-。工作方式为。工作方式为全双工方式全双工方式。n用于组网时,用于组网时,能够实现点到多点的通信能够实现点到多点的通信即构成总即构成总线通信方式,通信距离和速率为:线通信方式,通信距离和速率为:通信距离通信距离12m,传输速率传输速率10Mbit/s;通信距离通信距离120m,传输速率传输速率1Mbit/s;通信距离通信距离1200m,传输速率传输速率100k bit/s。18RS422总线组网示意图总线组网示意图 19(3)RS485串行通信接口串行通信
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