第10章 通信电源集中监控系统

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RS422总线组网示意图
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（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。
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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。
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（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。
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（3）物理接口与传输速率
根据YD/T1363.1-2百度文库05，物理接口与传输速率 可采用：

在不特指时，常将传感器和变送器统称为传感器。
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10.2.2 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）。
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通信电源集中监控系统结构图
D接口 SC 网管中心 其 它 网 管 监控中心 C接口 SS „ SS 区域监控中心 B接口 SU 通信局（站）1 A接口 SM SM „ SM SU 通信局（站）2 „ SM SM SM „ „ SM SM „ SM 通信局站设备监控
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10.3 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。
监控中心SC 服务器 主监控台 辅监控台 „ LAN
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。
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
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2．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。
见教材P267~268。
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10.2 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）。
a）X.21/G.703
b）V.35 d）V.24/V.28 c）X.21bis/V.28
64kbit/s；
48kbit/s； 1.2～19.2kbit/s； 1.2～19.2kbit/s；
e）10/100 BASE-T, 10/100 BASE-5。
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10.3.4 通信电源集中监控系统的基本组成
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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。
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（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。
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。
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10.3.3 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/RS422 1.2kbit/s～48kbit/s； b）V.10/RS423 1.2kbit/s～48kbit/s ； c）RS485 1.2kbit/s～48kbit/s； d）V.24/V.28/RS-232C 1.2kbit/s～19.2kbit/s； e）G.703 64kbit/s 同向口； f）RJ45 10 BASE-T， 10 BASE-5 10Mbit/s 。 在以上几种物理接口中，RS232和RS485/422是应用最 为普遍的。
（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。
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10.1.2 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

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（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（Frame Relay）；
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）。

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。
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SU 通信局（站）N
2．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。
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10.3.2 通信电源集中监控系统的接口
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
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1．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。
第10章 通信电源集中监控 系统
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10.1 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。
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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。
1 2 3 4 5 5 4 3 2 1
6 7 8 9 DB9公头
9 8 7 6 DB9母头
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（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。

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。

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2．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。