通信電源設備智能遠程監控系統的研究

覃 周

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

隨著市場經濟的不斷發展和進步，通信電源作為現代通信系統的重要組成單元受到了廣泛關注。依據設備應用要求打造安全、可靠、穩定且不間斷的應用控制模式，就要匹配遠程監控系統，為各個環節銜接效果的優化提供支持。

1 通信電源設備智能遠程監控系統概述

1.1 通信電源設備組成

在通信電源設備體系中，主要包括交流配電設備、整流柜、直流配電設備以及電源模塊，不同組成結構發揮其實際作用，從而建立統一協調的監控平臺。交流配電設備是完成市電輸入或油機輸入切換的重要設備單元，能實現交流輸出分配等目的，在實際操作過程中具備單面操作維護及告警等功能單元。整流柜最基礎的功效就是將輸入交流電轉換為輸出直流電源，滿足通信的基本需求。一般而言，整流柜是多臺整流模塊共同并聯組成，在分擔負載的基礎上均分負載，且單模塊出現異常不會對整個系統運行效果造成影響。直流配電設備主要是進行直流輸出路線的分配處理，并且能完成電池的接入和負載處理等工作。采取自由出線的處理方式，可滿足柜內并機和柜外并機處理，具備告警功能。最關鍵的是，直流配電設備還能對每一路熔斷器的通路狀態予以檢測。電源模塊采取的是低壓差自入均流技術，模塊電流不均衡度在3%以下，能實現輸出短路故障自動恢復。

1.2 通信電源設備智能遠程監控系統應用原理

在通信電源設備智能遠程監控系統中，主要組成部分包括主控站、數據實時性采集單元、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）監控模塊以及交/直流配電監控模塊，各模塊依據具體要求落實相應工作。遠程監控系統原理如圖1所示。

圖1 遠程監控系統原理

在監控系統實際運行過程中，實時性數據采集單元會借助各類傳感器完成參數數據的收集和匯總，尤其是將非線性非電信號轉變為線性電信號，并且應用A/D轉換處理后就能將相應信號直接輸送到PLC模塊。PLC模塊對數字信號進行集中處理，主要完成編碼轉換等工作，轉變為RS232通信協議支持下的格式結構，配合調制解調器（Modem）完成傳輸，直接輸送到公共電話網。引用巡檢模塊將信號直接傳輸到主控計算機并顯示在監控屏上，以保證操作人員能及時針對具體問題落實相應的處理措施，減少設備異常情況造成的經濟損失，維持遠程監控管理的規范性和科學性。若是市電正常，則對應的自動轉換開關電器（Automatic transfer switching equipment，ATS）會自動接通市電供給AC/DC整流模塊，這就能有效維持48 V直流電的輸出，以保證程控交換機運行正常，同時完成蓄電池浮充充電等工作。一旦出現市電停電，自動啟動ALTS模塊，切換為柴油機供電模式，并且利用整流模塊輸出直流電保證程控交換機和蓄電池運行正常。

除此之外，和整流架配套的交流配電柜與直流低阻配電柜也能發揮其差異化作用，結合應用要求完善對應的控制單元，維持應用運行的規范性，保證綜合約束管理滿足模塊標準并且匹配智能化設計，具備中央處理器（Central Processing Unit / Processor，CPU）和智能接口。交流配電柜能對交流電壓參數、電流參數、頻率參數以及防雷器狀態予以實時性測定分析，而直流低阻配電柜則能及時檢測直流電壓和負載參數，并且及時了解熔絲狀態等，建立完整的智能協同分析模式，從而更好地為通信電源設備智能遠程監控系統操作處理提供支持[1]。

2 通信電源設備智能遠程監控系統軟件內容

在通信電源設備智能遠程監控系統運行過程中，要確保相應模塊都能發揮其實際作用，打造完整的監控運行管理模式，在維持應用效果的基礎上保證系統操作管理的規范性。一般是在整流架位置完成監控模塊的安裝，打造三級監控運行管理體系，實時性收集處理監控板數據，并且結合電源系統的具體運行情況完成蓄電池智能化管理工作，真正意義上實現溫度補償控制、充電電流限制管理以及電池容量監督等。

2.1 應用模塊

2.1.1 主控站模塊

通信電源設備智能遠程監控系統主監控臺要借助RS232等技術完成和程控機AC/DC整流監控的連接處理，對應的PLC模塊和主監控計算機通信接口也要結合具體應用選擇適宜的連接模式。較為常見的連接處理方式包括RS232接口通信和Modem接口通信，需要結合實際情況匹配更加適宜的接口處理模式。若機房位置和柴油機房位置差距在30 m以內，且僅設置1臺柴油發電機，則一般利用RS232接口通信；若柴油機數量不止一臺，且監控中心位置和柴油發電機距離在5 km以上，則利用Modem通信。

2.1.2 中間層模塊

為了維持通信電源設備智能遠程監控系統運行的規范性，PLC監控模塊能實現直流/交流屏監控模塊的處理，利用RS232接口操作技術可以實時將獲取的數據予以匯總，并且按照相應格式借助Modem傳輸到PSIN，配合巡檢單元保證主監控計算機處理效果符合預期，及時報警控制，實現集散式測量管理。

（1）PLC運行參數。對于通信電源設備智能遠程監控系統而言，柴油機的輸出電壓、電流以及頻率都是關鍵參數。此外，PLC還需要完成充放電電流的監測，及時匯總市電電網電壓參數、三相電流參數、電網頻率參數以及自動負載轉換開關工作狀態等信息，以便后續監控指導管理工作有序開展。

（2）故障報警。通過PLC獲得故障報警信息，從而及時了解直流配電各個輸出支路熔斷器的通斷狀態和蓄電池組熔斷器的通斷狀態，分析電池是否存在過壓、欠壓等情況，及時了解市電電網停電、缺相等問題，為綜合管理效果的優化提供保障。

（3）實時性控制。PLC支持油機的開啟和停止，并且能對交流屏中的自動負載轉換開關予以實時性調控，維持良好的運行狀態，保證實時性監控效果的規范水平。

基于PLC模塊的應用效能，在匯總不同數據和工作狀態信息的基礎上及時整理并分析相關內容，更好地向監控計算機報告相關信息，便于緊急情況處理[2-4]。

2.1.3 底層模塊

為了保證通信電源設備智能遠程監控系統運行規范性，不僅要對監控內容和流程予以關注，還要充分考量環境因素。在直流配電屏監控和交流配電屏監控體系中，一般都不會使用單片機，只是借助分立元件進行數據的采集和匯總，配合調制處理單元和RS232接口實現信息傳遞。

直流屏監控單元要完成蓄電池充電電流、放電電流的監測處理，并且還要對程控交換機總電流和各路負載熔斷器的通斷狀態予以監控，及時了解蓄電池是否出現了過壓問題或欠壓問題。接收監控中心指令后完成充電和放電操作。交流屏監控單元主要是對交流三相電壓、市電電網過壓以及停電等問題進行集中分析，尤其是在市電停電狀態下要接收控制命令，然后匹配自動負載轉換開關完成過渡性供電處理，啟動柴油機利用AC/DC整流模塊就能保證交換機及時供電。

2.2 功能模塊

通信電源設備智能遠程監控系統能為工作人員開展監督工作提供保障，通過匹配集中監控管理方案和整合相關內容，針對柴油發電機和市電等狀態信息進行實時性監督管理，從而維持控制對象工作的規范性和穩定性。匹配監控系統選取相應的軟件，主要包括以下4個基本系統功能。

（1）數據采集功能。采用對應的軟件模塊完成數據采集和匯總，并且以類群和數據庫的形式進行儲存，保證操作人員能結合實際需求完成數據分析工作，最大程度提高數據應用效能。

（2）控制操作功能。結合數據建立對應的控制指令，確保通信電源設備智能遠程監控系統能發揮其實際作用，提升綜合監督管理的效率。

（3）數據管理功能。對油機、市電進行觀察，匹配“查看數據”“查看狀態”“查看故障”等基礎功能，完成實時性數據監督管理控制。

（4）報警功能。依據獲取的信息數據對比歷史數據，發現異常時及時完成報警處理。

在Windows環境下借助數據庫功能就能實現語言編程，提升控制和檢測工作的便捷性，輔助操作人員進行設備的啟動、停止、急停等。此外，結合Web服務器和智能傳感器實現新連接處理。相較于傳統控制模式，其工作結構更加靈活且狀態信息的時效性水平更高[5-7]。

3 通信電源設備智能遠程監控系統硬件組成

系統硬件設備主要分為嵌入式網絡式服務器和底層傳感器。

3.1 嵌入式網絡式服務器

嵌入式網絡服務器是硬件系統的核心，利用TCP/IP實現上層瀏覽器和嵌入式網路瀏覽器的實時性連接，保證通信連接的合理效果。需要注意的是，由于實際現場要借助互聯網訪問，因此采取無線、異步傳輸寬帶等方式進行現場連接。

3.2 底層傳感器

結合實際應用監控標準，設計底層集散式測量系統，有效實現被測量對象的實時性顯示處理，維持遠程控制操作的規范性。應用通信電源設備智能遠程監控系統對為程控交換機提供后備供電的柴油機進行實時性遠程監控，及時采集和監測相關運行參數，利用底層傳感器建立控制器接收服務器發送指令的硬件控制模式，保證系統節點安全。此外，建立相應控制單元支持計算機主監控臺的控制處理，不僅能實現數據查詢，而且還能實時性修改油機運行參數，提供聲光報警，以保證設備運行的安全性和整個系統操作的合理性。底層傳感器工作原理如圖2所示。

圖2 底層傳感器工作原理

4 結 論

通信電源設備智能遠程監控系統的應用更加關注集散式測量系統和雙重測量控制管理的協同處理，通過軟件和硬件的規范性配合可以減少故障問題，優化監控效率，及時發現通信電源設備運行異常狀態，提升智能化管理工作的整體效果。此外，結合用戶的具體需求完成通信控制管理，為系統可持續發展奠定堅實基礎。