第10章通信电源集中监控系统.ppt

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 2 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 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 4 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 通信电源 第2版 漆逢吉主编 5 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 通信电源 第2版 漆逢吉主编 6 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 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 9 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 通信电源 第2版 漆逢吉主编 10 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 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 通信电源 第2版 漆逢吉主编 12 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 通信电源 第2版 漆逢吉主编 13 10 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 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 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 接口 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 监控中心与上级网管之间的接口定义为 告警协议 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 14 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 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 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 17 RS422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 19 RS485总线组网示意图 通信电源 第2版 漆逢吉主编 20 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 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 24 10 3 4通信电源集中监控系统的基本组成 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 25 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 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 29 2 传输网络系统 SC和SS内部一般是由多台计算机组成的局域网 LAN SU以上部分是基于TCP IP协议的广域网 WAN SU SS之间和SS SC之间的部分为传输网络系统 通信电源 第2版 漆逢吉主编 30 1 数据传输信道 公用电话网 PSTN 公用电话网提供的传输资源主要有电话线 有拨号电话线和专用电话线两种信道 和E1中继即2M中继 电话线传输的是模拟信号 当用于数字传输时 需要调制解调器Modem进行A D D A转换 电话线提供的通信速率为300bps 56kbps E1中继是直接由数字传输设备提供的PDH基群速率数据传输通道 主要用来连接不同地点的交换设备 包括程控交换机 DDN节点机等 E1中继有两种 一种为非信道化E1 只提供2 048Mbps码流 另一种为信道化E1 又称CE1 一般E1均指CE1 通信电源 第2版 漆逢吉主编 31 数据传输信道 续1 信道化E1定义了帧的概念 按照时分复用的方法 把一个2048kbps的比特流 分为32个相互独立的64kbps信道 每个信道称为1个时隙 TimeSlot 编号从Ts0至Ts31 其中时隙0用于传送同步信号 时隙16用于传送信令信号 其余30个时隙用来承载其他业务 在公用电话网中 每一个时隙即为一个话路 监控系统可以用从E1中抽取时隙的设备 数据服务单元DSU 通道服务单元CSU 将2M中的一个 几个或全部64k时隙提取出来用于数据传输 通信电源 第2版 漆逢吉主编 32 2M传输及半永久连接示意图 a b 图 a 为两个局间的2M线路直接通过传输设备连接 2M线A和B的每一个时隙均是对应的相同时隙 可在两端抽取同一个时隙用于传输监控数据 图 b 为半永久连接 2M线路通过交换机连接 2M线Y和Z以及X和Z之间 不一定是对应的联系 可通过在交换机上进行数据设置 使Y 或X 中的某一个时隙 例如Ts1 和Z中的某一个时隙 例如Ts31 连接起来传输数据 2M线Z中各时隙通过半永久连接 最多可以与30个端局的2M线中的某一个时隙连接 半永久连接较为常见 通信电源 第2版 漆逢吉主编 33 数据传输信道 续2 数字数据网 DDN DDN是一种数据业务网 可以向用户提供端对端的透明数字串行专线 监控系统中用得较多的是64kbps同步专线传输和19 2kbps异步专线传输 在使用DDN传输时 需要DDN通信设备 数据端接设备DTU DataTerminationUnit DTU一般是一对一使用 通信电源 第2版 漆逢吉主编 34 数据传输信道 续3 数据通信网 DCN DCN是通信企业内部的一个广域网 是由路由器和各种广域传输链路组成的网状网络 监控系统使用DCN网很方便 只需将各级监控中心和监控端局的局域网用网线接入所在局的DCN网交换机即可 由于DCN网容量大 可靠性高 扩展性强 因此YD T5027 2005中提出 SU与SS SS与SC之间宜优先利用DCN网连接 通信电源 第2版 漆逢吉主编 35 数据传输信道 续4 数字公务信道数字公务信道一般多用做基站的数据传输信道 它提供标准的RS232接口或V 11接口 V 11接口的接线端子定义为In In Out Out 这四个端子分别与RS422接口的数据接收端子RX RX 和数据发送端子TX TX 相对应 可直接使用 V 11接口的用法和RS422接口的用法一样 通信电源 第2版 漆逢吉主编 36 2 传输与组网设备 接入设备接入设备用于接入各个终端计算机 如多串口卡 远程访问服务器 数据上网器等 通信设备通信设备用于承担网络线路上的数据通信功能 如调制解调器Modem 数据端接设备DTU 数据服务单元 通道服务单元 DSU CSU 等 网络交换设备网络交换设备是用来实现网络互连的设备 用于提供数据交换服务 构建互连网络的主干 如路由器等 通信电源 第2版 漆逢吉主编 37 3 中心管理系统 监控中心和监控站组成相同 都是由服务器 监控台 业务台 等多台计算机组