直流电源分配柜告警系统的设计

贾英新，杨智明，刘 远

(1.河北省机电一体化中试基地，河北 石家庄 050081；2.张家口供电公司，河北 张家口 075000；3.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050051)

直流电源分配柜告警系统的设计

贾英新1，杨智明2，刘 远3

(1.河北省机电一体化中试基地，河北 石家庄 050081；2.张家口供电公司，河北 张家口 075000；3.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050051)

介绍的告警系统主要用在电信、网通的机房中，为通信设备的直流电源分配柜故障告警指示。具有声、光指示、实时检测功能,能够汇集本列头柜、尾柜及列内全部机架的紧急告警和非紧急告警信号的故障告警，并把故障信息及时的传送到总监控室，可靠性高、显示直观、使用方便，对通信系统的安全性起到一定的作用。

告警系统；监控室；安全性

随着数据中心的迅猛发展，数据中心的能耗问题也越来越突出，有关数据中心的能源管理和供配电设计已经成为热门问题，高效可靠的数据中心配电系统方案，是提高数据中心电能使用效率，降低设备能耗的有效方式。要实现数据中心的节能，首先需要对每个用电负载实现精确的监测，而数据中心负载回路非常的多，传统的测量仪表无法满足成本、体积、安装、施工等多方面的要求，需要采用适用于数据中心集中监控要求的多回路监控装置。数据中心供电电源质量的好坏直接影响到IT设备的安全运行，因此对数据中心列头柜电源进出线实行监测非常重要[1]。

1 系统组成

该告警系统为基站直流列头柜设计的配套产品，主要用在电信、网通的机房中，针对直流列头柜设计而开发的测量、告警一体化装置。由采集板和显示板两部分组成，采集板安装在柜内，用于采集电源故障信号、电流值、电压值通过MAX232接口发送到显示板，显示板显示报警路数及其声光报警。具体组成如图1。

图1 系统组成

1.1 采集板的构成

采集板由32位高速微处理器LPC2136FBD64/01、模-数转换器CS5460及其一些外围电路，包括通讯模块SP3232ESE等构成，采集板电源利用直流电源柜两路供电电源，在内部设二个工作电源回路，采用两路并联-48V(直流电源分配柜+48v共地)供电，电源范围为-40V至-57V，任何一路电源中断，系统仍正常工作，告警系统启动报警，保证了系统不间断供电。

模-数转换器CS5460A使用低成本的分流器或互感器测量电流，使用分压电阻或电压互感器测量电压，与微控制器通讯的双向串口，芯片的脉冲输出频率与有功能量成正比，CS5460A具有片上AC/DC系统校准功能，控制精度是0.5%，达到了直流电源分配柜的精度要求。 如图2。

1.2 显示板的构成

显示板由数码管、按键和二极管组成。数码管分为8组，每组数码管有四个数码块，1、2组数码管用于显示两路电压值；3、4组用于显示两路电流；5、6组用于显示柜内96路告警；7、8组用于显示柜外48路告警；分别设计了6个报警灯和6个按键。

图2 CS5460A采集控制

1.3 监测、告警系统

该直流电源分配柜告警系统能够采集两路电流、两路电压及其128路电源告警， 128路告警分为柜内紧急告警、缓急告警各48路；柜外紧急告警、缓急告警各16路。

(1)实时采集第一级两路电流、电压值。电压值范围-40V至-57V，电流分为50A、75A、100A、150A、200A、250A、300A、400A、500A、600A、750A的11档电流。超出正常的工作范围，显示板声光告警系统告警，报警铃发出高频率、断续报警。

(2)在分路直流电源断开时，显示板声光告警系统告警。柜内有报警，报警铃断续，频率低报警；柜外紧急告警，报警铃连续报警；柜外缓急告警，报警铃断续，频率中报警；同时，显示板上的数码管显示分路电源所处的位置，当有多路故障时，数码管循环显示，方便维修。

(3)有截铃电路，可以人为地截断告警铃声。有重复告警不阻塞功能，即当截铃后，如果系统又出现新的告警，则截铃会自动取消，铃声恢复，截铃灯一直亮着，直到故障全部排出，截铃灯熄灭。

(4)具有人性化设置功能。通过设置按键，输入相应的密码后，进入设置界面，人为的设置告警系统测量的电流值，需要监测的直流电源，应用于不同的直流电源分配柜。

(5)在采集板和显示板，显示板和上位机通讯中断时，显示板上的声光告警系统告警，报警铃发出不同的报警声音。

(6)显示板有六个按键，一个用于截铃按键，其余用于设置键。

2 通讯系统

告警的通讯系统由SP3232ESE和MAX485两个模块组成。采集板和显示板是通过模块SP3232ESE实现，采集板把采集到的数据通过模块SP3232ESE的TEX口发送到显示板，实现声光报警，以便现场维修人员准确、及时的排除故障。

模块MAX485用于数据远传，根据《中华人民共和国通信行业标准》YD / T 939-2005规定制定了相应通讯协议。通讯配置：9600,n,8,1，通讯地址：123或0xff(通用)。共支持6组命令：1.读第1屏模拟量；2.读第2屏模拟量；3.读所有屏模拟量；4.读第1屏告警；5.读第2屏告警；6.读所有屏告警；每一组命令对应着不同的编码。

例如：读第1屏模拟量

主机发送：(7e)01FF4242E00201FD0F(0d)括号中字符用十六进制发送，中间数据用ASC码发送。

告警系统以这种方式把数据远传到中控室内的上位机，经过上位机内的组态软件对数据进行整定，以历史曲线，专家报表的形式存储。工作人员可以随时对设备监控，了解直流电源分配柜的情况，及时发现故障，做出准确的判断。该告警系统设计的两个通讯口既方便了现场维修人员，也有利于数据的保存，防止了因现场没人漏掉故障的存在，保证实时监控的可靠性。

3 结束语

该告警系统能够实时的采集直流电源分配柜故障信号，准确无误的进行声光报警，同时把数据传输到中控室，实现实时监控，解决了以往列头柜报警系统告警不及时、不准确的问题。把电压、电流整合到显示板上，无须再增加仪表，节省一部分资金投入。既方便维修人员及时的检修故障，以保证通信畅通无阻，同时节省人力、物力，具有一定社会和经济意义。

[1] 阮长根,刘志坚,姚波.数据中心能耗采集装置的设计[J].电气应用，2012，(19)：66-72.

[2] 周润竟.ARM嵌入式系统设计与仿真[M].北京:清华大学出版社，2012.

[3] 赵春德.一种直流电源分配柜告警系统电路的设计及实现[J].科技信息，2007，22：70-71.

[4] 陈俊民，吴京文,等.中华人民共和国通信行业标准YD/T 939-2005[Z].中华人民共和国信息产业部发布.2005.

Design of DC power distribution cabinet alarm system

JIA Ying-xin1,YANG Zhi-ming2,LIU Yuan3

(1.HebeiMechatronicsIntermediatePilotProductionBase,ShijiazhuangHebei050081,China; 2.ZhangjiakouPowerSupplyCompany,ZhangjiakouHebei075000,China; 3.The54thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,ShijiazhuangHebei050051,China)

The alarm system,which sends alerts for the communication device of the DC power distributing cabinet,is mainly applied in the server room of Telecom and Netcom.This system with the audio alarm,light alarm and real-time monitoring can collect urgent alerts and non-urgent alerts of all the racks including both the head cabinet and terminal cabinet.And furthermore the alarm system sends fault messages to the chief monitor room timely.Above all,this system is highly reliable,easily used and displays visually,which makes it useful for the safety of communication system.

Alarm system; Monitoring room;Safety

2015-03-18

贾英新(1978-),女，河北泊头人，高级工程师，主要从事自动化控制技术的研究与开发.

1001-9383(2015)03-0058-04

TP273

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