通信电源设备智能远程监控系统的研究

2021-04-14覃周

通信电源技术 2021年21期

关键词：实时性直流配电

覃周

（广州海格通信集团股份有限公司，广东广州 510000）

0 引言

随着市场经济的不断发展和进步，通信电源作为现代通信系统的重要组成单元受到了广泛关注。依据设备应用要求打造安全、可靠、稳定且不间断的应用控制模式，就要匹配远程监控系统，为各个环节衔接效果的优化提供支持。

1 通信电源设备智能远程监控系统概述

1.1 通信电源设备组成

在通信电源设备体系中，主要包括交流配电设备、整流柜、直流配电设备以及电源模块，不同组成结构发挥其实际作用，从而建立统一协调的监控平台。交流配电设备是完成市电输入或油机输入切换的重要设备单元，能实现交流输出分配等目的，在实际操作过程中具备单面操作维护及告警等功能单元。整流柜最基础的功效就是将输入交流电转换为输出直流电源，满足通信的基本需求。一般而言，整流柜是多台整流模块共同并联组成，在分担负载的基础上均分负载，且单模块出现异常不会对整个系统运行效果造成影响。直流配电设备主要是进行直流输出路线的分配处理，并且能完成电池的接入和负载处理等工作。采取自由出线的处理方式，可满足柜内并机和柜外并机处理，具备告警功能。最关键的是，直流配电设备还能对每一路熔断器的通路状态予以检测。电源模块采取的是低压差自入均流技术，模块电流不均衡度在3%以下，能实现输出短路故障自动恢复。

1.2 通信电源设备智能远程监控系统应用原理

在通信电源设备智能远程监控系统中，主要组成部分包括主控站、数据实时性采集单元、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）监控模块以及交/直流配电监控模块，各模块依据具体要求落实相应工作。远程监控系统原理如图1所示。

图1 远程监控系统原理

在监控系统实际运行过程中，实时性数据采集单元会借助各类传感器完成参数数据的收集和汇总，尤其是将非线性非电信号转变为线性电信号，并且应用A/D转换处理后就能将相应信号直接输送到PLC模块。PLC模块对数字信号进行集中处理，主要完成编码转换等工作，转变为RS232通信协议支持下的格式结构，配合调制解调器（Modem）完成传输，直接输送到公共电话网。引用巡检模块将信号直接传输到主控计算机并显示在监控屏上，以保证操作人员能及时针对具体问题落实相应的处理措施，减少设备异常情况造成的经济损失，维持远程监控管理的规范性和科学性。若是市电正常，则对应的自动转换开关电器（Automatic transfer switching equipment，ATS）会自动接通市电供给AC/DC整流模块，这就能有效维持48 V直流电的输出，以保证程控交换机运行正常，同时完成蓄电池浮充充电等工作。一旦出现市电停电，自动启动ALTS模块，切换为柴油机供电模式，并且利用整流模块输出直流电保证程控交换机和蓄电池运行正常。

除此之外，和整流架配套的交流配电柜与直流低阻配电柜也能发挥其差异化作用，结合应用要求完善对应的控制单元，维持应用运行的规范性，保证综合约束管理满足模块标准并且匹配智能化设计，具备中央处理器（Central Processing Unit / Processor，CPU）和智能接口。交流配电柜能对交流电压参数、电流参数、频率参数以及防雷器状态予以实时性测定分析，而直流低阻配电柜则能及时检测直流电压和负载参数，并且及时了解熔丝状态等，建立完整的智能协同分析模式，从而更好地为通信电源设备智能远程监控系统操作处理提供支持[1]。

2 通信电源设备智能远程监控系统软件内容

在通信电源设备智能远程监控系统运行过程中，要确保相应模块都能发挥其实际作用，打造完整的监控运行管理模式，在维持应用效果的基础上保证系统操作管理的规范性。一般是在整流架位置完成监控模块的安装，打造三级监控运行管理体系，实时性收集处理监控板数据，并且结合电源系统的具体运行情况完成蓄电池智能化管理工作，真正意义上实现温度补偿控制、充电电流限制管理以及电池容量监督等。

2.1 应用模块

2.1.1 主控站模块

通信电源设备智能远程监控系统主监控台要借助RS232等技术完成和程控机AC/DC整流监控的连接处理，对应的PLC模块和主监控计算机通信接口也要结合具体应用选择适宜的连接模式。较为常见的连接处理方式包括RS232接口通信和Modem接口通信，需要结合实际情况匹配更加适宜的接口处理模式。若机房位置和柴油机房位置差距在30 m以内，且仅设置1台柴油发电机，则一般利用RS232接口通信；若柴油机数量不止一台，且监控中心位置和柴油发电机距离在5 km以上，则利用Modem通信。

2.1.2 中间层模块

为了维持通信电源设备智能远程监控系统运行的规范性，PLC监控模块能实现直流/交流屏监控模块的处理，利用RS232接口操作技术可以实时将获取的数据予以汇总，并且按照相应格式借助Modem传输到PSIN，配合巡检单元保证主监控计算机处理效果符合预期，及时报警控制，实现集散式测量管理。

（1）PLC运行参数。对于通信电源设备智能远程监控系统而言，柴油机的输出电压、电流以及频率都是关键参数。此外，PLC还需要完成充放电电流的监测，及时汇总市电电网电压参数、三相电流参数、电网频率参数以及自动负载转换开关工作状态等信息，以便后续监控指导管理工作有序开展。

（2）故障报警。通过PLC获得故障报警信息，从而及时了解直流配电各个输出支路熔断器的通断状态和蓄电池组熔断器的通断状态，分析电池是否存在过压、欠压等情况，及时了解市电电网停电、缺相等问题，为综合管理效果的优化提供保障。

（3）实时性控制。PLC支持油机的开启和停止，并且能对交流屏中的自动负载转换开关予以实时性调控，维持良好的运行状态，保证实时性监控效果的规范水平。

基于PLC模块的应用效能，在汇总不同数据和工作状态信息的基础上及时整理并分析相关内容，更好地向监控计算机报告相关信息，便于紧急情况处理[2-4]。

2.1.3 底层模块

为了保证通信电源设备智能远程监控系统运行规范性，不仅要对监控内容和流程予以关注，还要充分考量环境因素。在直流配电屏监控和交流配电屏监控体系中，一般都不会使用单片机，只是借助分立元件进行数据的采集和汇总，配合调制处理单元和RS232接口实现信息传递。

直流屏监控单元要完成蓄电池充电电流、放电电流的监测处理，并且还要对程控交换机总电流和各路负载熔断器的通断状态予以监控，及时了解蓄电池是否出现了过压问题或欠压问题。接收监控中心指令后完成充电和放电操作。交流屏监控单元主要是对交流三相电压、市电电网过压以及停电等问题进行集中分析，尤其是在市电停电状态下要接收控制命令，然后匹配自动负载转换开关完成过渡性供电处理，启动柴油机利用AC/DC整流模块就能保证交换机及时供电。

2.2 功能模块

通信电源设备智能远程监控系统能为工作人员开展监督工作提供保障，通过匹配集中监控管理方案和整合相关内容，针对柴油发电机和市电等状态信息进行实时性监督管理，从而维持控制对象工作的规范性和稳定性。匹配监控系统选取相应的软件，主要包括以下4个基本系统功能。

（1）数据采集功能。采用对应的软件模块完成数据采集和汇总，并且以类群和数据库的形式进行储存，保证操作人员能结合实际需求完成数据分析工作，最大程度提高数据应用效能。

（2）控制操作功能。结合数据建立对应的控制指令，确保通信电源设备智能远程监控系统能发挥其实际作用，提升综合监督管理的效率。

（3）数据管理功能。对油机、市电进行观察，匹配“查看数据”“查看状态”“查看故障”等基础功能，完成实时性数据监督管理控制。

（4）报警功能。依据获取的信息数据对比历史数据，发现异常时及时完成报警处理。

在Windows环境下借助数据库功能就能实现语言编程，提升控制和检测工作的便捷性，辅助操作人员进行设备的启动、停止、急停等。此外，结合Web服务器和智能传感器实现新连接处理。相较于传统控制模式，其工作结构更加灵活且状态信息的时效性水平更高[5-7]。

3 通信电源设备智能远程监控系统硬件组成

系统硬件设备主要分为嵌入式网络式服务器和底层传感器。

3.1 嵌入式网络式服务器

嵌入式网络服务器是硬件系统的核心，利用TCP/IP实现上层浏览器和嵌入式网路浏览器的实时性连接，保证通信连接的合理效果。需要注意的是，由于实际现场要借助互联网访问，因此采取无线、异步传输宽带等方式进行现场连接。

3.2 底层传感器

结合实际应用监控标准，设计底层集散式测量系统，有效实现被测量对象的实时性显示处理，维持远程控制操作的规范性。应用通信电源设备智能远程监控系统对为程控交换机提供后备供电的柴油机进行实时性远程监控，及时采集和监测相关运行参数，利用底层传感器建立控制器接收服务器发送指令的硬件控制模式，保证系统节点安全。此外，建立相应控制单元支持计算机主监控台的控制处理，不仅能实现数据查询，而且还能实时性修改油机运行参数，提供声光报警，以保证设备运行的安全性和整个系统操作的合理性。底层传感器工作原理如图2所示。