淺談動力與環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與展望

1、淺談動力與環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與展望摘要：本文敘述了監(jiān)控系統(tǒng)的軟件特點及監(jiān)控系統(tǒng)的功能，說明了智能設(shè)備的接入監(jiān)控系統(tǒng)情況、接入方案以及監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性問題，同時就充分發(fā)揮計算機數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢，使監(jiān)控系統(tǒng)向高智能化方向發(fā)展，有效利用監(jiān)控技術(shù)及通信協(xié)議的開放性等問題闡述了看法。 本論文共分為二章，第一章介紹了集中監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能；第二章展望了通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵詞：動力及環(huán)境監(jiān)控通信電源智能化標準化 第一章動力與集中監(jiān)控系統(tǒng)的組成與邏輯結(jié)構(gòu) 第一節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1、監(jiān)控等級的劃分。 按照原信息產(chǎn)業(yè)部的規(guī)定，在一個本地網(wǎng)內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)按監(jiān)控中心(supervision

2、center,sc)、監(jiān)控站(supervisionstation,ss)、端局(supervisionunit,su)劃分為三級。 sc監(jiān)控中心，一般設(shè)在一個本地網(wǎng)的網(wǎng)管中心并受網(wǎng)管中心管理； ss監(jiān)控站，主要職能是受監(jiān)控中心調(diào)度，執(zhí)行對下屬端局的維護操作； su監(jiān)控單元，一般是一臺完成數(shù)據(jù)采集功能的臺式計算機（又名前置機或監(jiān)控主機）位于監(jiān)控端局，負責對各端局內(nèi)的各個監(jiān)控模塊進行管理； sm監(jiān)控模塊可是采集器或是被監(jiān)控的智能設(shè)備 （sc和ss在邏輯上并不包括所在地被監(jiān)控的對象。） 2、監(jiān)控內(nèi)容。 通信動力系統(tǒng)是主要監(jiān)控對象，包括高壓配電、低壓配電、ups（三相電壓、三相電流、功率、功率因數(shù)等

3、），柴油機放電機組（三相電壓、三相電流、頻率、柴油油位、啟動電池電壓等），整流器（輸出電壓、電流等）、蓄電池組（電池組總電壓、電池單體電壓、電池表面溫度、電池組充放電電流）等動力設(shè)備； 環(huán)境系統(tǒng)包括空調(diào)、局房環(huán)境（門禁、溫濕度、紅外、煙霧、水浸等）。 3、各監(jiān)控站間數(shù)據(jù)傳送方式 監(jiān)控系統(tǒng)可以采用多種傳輸資源傳輸數(shù)據(jù)，最常用的有：公共電話網(wǎng)pstn數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)ddn數(shù)字公務(wù)信道或其它透明通信串口、97網(wǎng)或其它專網(wǎng)前置機采集的數(shù)據(jù)上報到監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器大多采用sybase數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 第二節(jié)軟件組成（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及處理過程） 監(jiān)控系統(tǒng)軟件主要構(gòu)成： 監(jiān)控主機軟件：完成數(shù)據(jù)從sm（智

4、能設(shè)備或采集器）的采集、處理及上報功能。是監(jiān)控系統(tǒng)（高層）應(yīng)用系統(tǒng)（高端）采集硬、軟件系統(tǒng)的借口部分。 實時監(jiān)控太軟件：包含“告警”、“監(jiān)控”、“自診斷”、“組態(tài)畫面”等模塊功能，是實現(xiàn)“四遙”功能和顯示、告警、拓撲瀏覽的主要用戶接口。 業(yè)務(wù)管理臺軟件：主要完成與報表相關(guān)的查詢、定義、打印等功能。 管理員工具軟件：可以獨立運行而完成監(jiān)控系統(tǒng)輔助配置、信息、管理等功能。 以上軟件統(tǒng)稱為業(yè)務(wù)臺軟件。 數(shù)據(jù)庫部分：包括相應(yīng)的庫、表及存儲過程和觸發(fā)器。 數(shù)據(jù)管理軟件：完成對數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)做分析、整理，并對歷史數(shù)據(jù)實現(xiàn)備份、恢復。 底端調(diào)測工具：主程序為：dtools99，用來調(diào)測所有的底端采集器。 第

5、三節(jié)系統(tǒng)的主要性能指標 1.告警觸發(fā)及處理流程 告警可分為實時告警和歷史告警。運行業(yè)務(wù)臺后告警模塊自動加栽到后臺進行工作，當有告警發(fā)生時自動彈出告警窗口打印出告警信息并按等級發(fā)出不同的聲音告警，通知相應(yīng)維護人員進行維護工作；告警結(jié)束后，同樣以聲音提示相關(guān)人員告警解除。 操作人員在接到報警后的最短時間內(nèi)確認告警，系統(tǒng)自動記錄從發(fā)生告警到確認告警的時間間隔，此數(shù)據(jù)可從查詢模塊中獲得。 2.各監(jiān)控等級權(quán)限及任務(wù) 石家莊動力與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用權(quán)限管理機制，將權(quán)限分為：三種類型：操作權(quán)限，片區(qū)權(quán)限和專業(yè)權(quán)限。 操作權(quán)限：在監(jiān)控系統(tǒng)中執(zhí)行操作的權(quán)限，如登錄，遙控，授權(quán)等 片區(qū)權(quán)限：人員的工作作業(yè)范圍，人員

6、只有在此范圍下才能運用操作權(quán)限和專業(yè)權(quán)限，以端局為單位 專業(yè)權(quán)限：所能維護設(shè)備類型，如：空調(diào)類、油機類；以設(shè)備類為單位。 第二章通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 第一節(jié)當前系統(tǒng)在建設(shè)和應(yīng)用中存在的不足 在這幾年當中我局采用的psms監(jiān)控系統(tǒng)整體運行良好，但也出現(xiàn)了不少問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 一、數(shù)據(jù)傳輸是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，如果出現(xiàn)問題，將嚴重影響監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作，所以在選擇傳輸方式上既要考慮投資成本同時也要兼顧傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，兩者缺一不可。我局采用的是利用97網(wǎng)進行傳輸，它最大的特點就是可以快速接入，簡單方便，但就目前來看，97網(wǎng)也不是運行很穩(wěn)定的一種傳輸方式，這里面有人為原因

7、，也有設(shè)備的原因。 二、準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)是判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障的依據(jù)，但由于受到各種因素的影響，筆者使用的監(jiān)控設(shè)備所測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)往往不符，一般情況下我們要求偏差不大于5%，但實際情況卻出入很大，例如某分局的油機啟動電池電壓與監(jiān)測數(shù)據(jù)差距竟有近2v之多。我局還出現(xiàn)過因監(jiān)測結(jié)果與實際差距過大發(fā)生誤告警的情況，一次某分局煙感出現(xiàn)告警，維護人員匆忙趕到現(xiàn)場，卻無故障發(fā)生。監(jiān)控系統(tǒng)的各種采集器、傳感器和變送器都必須是精度要求非常高的器件，同時它們的安裝方法和安裝位置也很重要。 三、我局應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)所具有的功能就目前來說基本上能滿足生產(chǎn)維護的需要，但總的感覺是監(jiān)的多，控的少，因此還達不到集中控制的要求

8、，同時數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、自診斷等性能還沒有得到很好的發(fā)展。理想狀態(tài)是當設(shè)備出現(xiàn)異常時，監(jiān)控軟件可以根據(jù)自身攜帶的案例庫，分析數(shù)據(jù)和報表，同時進行自診斷，找出設(shè)備出現(xiàn)問題的可能原因，使維護人員能快速處理，排除故障。 四、對通信電源自身的特色和要求考慮不足，加之現(xiàn)今的許多監(jiān)控技術(shù)主要是引進工業(yè)計算機控制技術(shù)和變電站監(jiān)控技術(shù)，無論從硬件還是軟件上都是不完全適合于通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的特點。通信電源有著其自身的特點和要求，例如電源設(shè)備品種多、型號多；監(jiān)控對象檔次差別大，有智能設(shè)備，也有非智能設(shè)備；監(jiān)控內(nèi)容要求有別，“三遙”應(yīng)以遙測、遙信為主，遙控為輔，可以不設(shè)置遙調(diào)。 五、系統(tǒng)功能有待進一步完善，主

9、要是：自定義報表功能、故障閉環(huán)處理功能、告警信息的精簡和處理以及關(guān)于系統(tǒng)組態(tài)能力和輔助分析功能等方面。 第二節(jié)向高智能化發(fā)展 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)向高智能化方面發(fā)展。目前監(jiān)控系統(tǒng)所具有的功能已基本能夠滿足維護的需要，但在數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、專家?guī)斓雀咧悄芑矫娌]有得到很好的發(fā)展。這些高智能的性能對發(fā)展監(jiān)控技術(shù)，提高供電質(zhì)量，實現(xiàn)電源設(shè)備的少人、無人值守有著重要的意義。 所謂高智能性能有下面幾個方面特征： (1)對被監(jiān)控設(shè)備故障診斷以及對故障點前后相關(guān)數(shù)據(jù)進行存儲和分析，從而可得出在發(fā)生故障時相關(guān)參數(shù)的變化情況以及分析出故障原因。 (2)故障情況的統(tǒng)計分析，如統(tǒng)計分析電源設(shè)備(或監(jiān)控系統(tǒng)本身)故障次數(shù)、

10、故障種類、故障分布情況以及電源設(shè)備由于故障而造成對供電的影響，提供預防措施及維護方案。 (3)用電量及重要負荷的統(tǒng)計分析，給出日、周甚至月的統(tǒng)計報表及統(tǒng)計曲線，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果提出觀點方案，為供電系統(tǒng)管理維護提供依據(jù)。 (4)供電調(diào)度，即根據(jù)用電情況的統(tǒng)計分析結(jié)果，在用電高峰、用電低峰、電源故障等時候采用一定的措施進行負荷調(diào)配。 (5)對設(shè)備及環(huán)境的信息參量統(tǒng)計分析，如最大值、最小值、平均值以及超限值等。 (6)蓄電池組性能的分析。 (7)建立專家信息庫，為故障診斷分析提供資料和為消除故障提供解決方案。 (8)監(jiān)控系統(tǒng)的自診斷并提供診斷報告。 因此利用專家系統(tǒng)、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能分析和控制方

11、法，模擬和代替人的思維器官進行智能分析和控制是通信電源監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展方向。 第三節(jié)協(xié)議的標準化 監(jiān)控系統(tǒng)是協(xié)議應(yīng)向規(guī)范化和統(tǒng)一化的方向發(fā)展。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的設(shè)備繁多，如交直流配電屏、柴油機組、整流設(shè)備、蓄電池組，同時還包括空調(diào)、環(huán)境溫度、濕度等等。這些產(chǎn)品大多來自于不同的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品的性能和結(jié)構(gòu)也不盡相同。要將這些迥異的產(chǎn)品互連起來，就必須消耗大量的人力物力來處理通信協(xié)議，從而增加了額外的投資。因此必須建立統(tǒng)一的規(guī)范，使不同廠家的通信電源及空調(diào)設(shè)備都遵循同樣的通信協(xié)議。 第四節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場總線發(fā)展方向 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)向現(xiàn)場總線方式發(fā)展。目前的監(jiān)控系統(tǒng)大多為分布式控制系統(tǒng)(dcs)，它

12、僅僅建立在計算機通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，無法延伸到現(xiàn)場智能設(shè)備。且dcs多為模數(shù)混合系統(tǒng)，滿足不了數(shù)據(jù)通信對全數(shù)據(jù)通信對全數(shù)字化的要求。同時又采用獨家封閉式的通信協(xié)議，為一些開發(fā)商專有，給用戶系統(tǒng)集成和應(yīng)用帶來許多問題。而現(xiàn)場總線是90年代初興起的一種先進的工業(yè)控制技術(shù)，它在計算機和現(xiàn)場設(shè)備之間架起一座橋梁，將傳統(tǒng)的dcs三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)備都視為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點。現(xiàn)場總線是全數(shù)字化、雙向、多點通信系統(tǒng)，具有開發(fā)性、全分布性、可互操作性等許多優(yōu)點。因此未來的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)定位于現(xiàn)場總線技術(shù)。 結(jié)束語 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、計算機控制技術(shù)的快速發(fā)展，為通信電源監(jiān)控系統(tǒng)進一步發(fā)展和完善提供了條件；新技術(shù)、新工藝及高質(zhì)量的器件在通信電源設(shè)備的生產(chǎn)制造中廣泛應(yīng)