基于web的通信电源监控系统软件设计与实现.pdf

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1、西南交通大学硕士学位论文基于WEB的通信电源监控系统软件设计与实现姓名：郭成宝申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：余立建20060401西南交通大学顼士研究生学位论文第1 页摘要随着自动控制与计算机技术的迅速发展，通过网络对设备和系统进行远程监控和维护正趋于普遍化。本课题首先通过对目前国内外通信电源监控技术进行深入调查研究，对各种监控方案存在的问题进行了分析之后，设计和开发出基于w e b 的电源远程监控系统，能通过电信专网监测电源的运行状态，弗及时有效地响应设备故障。本文设计的通信电源远程监控系统采用了基于w e b 服务的三层B s 体系结构。本系统最上层是表示层，主要面向用户

2、，接收用户请求：第二层是业务逻辑层，层中封装了组件模块，负责具体实现系统的各种逻辑控制功能；最底层是数据层，该层负责与数据库的交互。其中，W e b 服务将业务逻辑层的业务逻辑分离成W c b 服务组件，并且在层次结构中加以集成，这样在业务逻辑层内部又形成了多层次结构。这个层次是动态的，能够从I n t e r n e t 上获取资源。而传统的w 曲应用服务器则很难做到这一点。最后，给出了基于w c b 服务的通信电源远程监控系统的设计实现。主要实现以下六个功能模块：用户登录模块、实时数据模块、历史数据模块、信息打印模块、设备管理模块和系统信息维护模块。本课题研究并构建了基于w e b t 环

3、境下的通信电源远程监控和故障诊断平台，有效地支持了制造商对客户的设备维修服务，易于维护和升级，操作简单。对于降低运成本，实行状态监控起了重要作用。关键镯：远程监控；w 如服务；B，s 结构；遥信电源；通信协议西南交通大学硕士研究生学位论文第页A b s t r a c tW i m 血ed c v e l o p 咖to f 删l t o m a t i cc o n _ t I o l 盐d 伽哪p l l t e rt e 曲n o l o g y，r e m o t em o 蚵细血g 卸dm a i n t e 锄c eo fd e v i o 晒a n ds y s t c m st

4、 h 扮u 班t l l eI n t e m e ti se x p e c t c dt ob e c o m ec o m m o ni nt h en e a rf I l t u r c I I lt h i sa n i d e，w ef i r s ta n a l y s em es t a t l】s 趾dv a r i o u sc x i s t c n tp m b l 锄so f r e m o t em o I l i t o r i n go f P o w e r，t h e nIp r c s e n tm yt h e s i so fr e m o t e

5、m o n i t o d n gP o w 钉t b T 0 u g hh l t e m e t T l l i ss y s t e mc n d b l c sr c m o t em o 血o r i n ga dc o n 拄0 l0 fP o w e fs y s t e m ss t a t I l s 缸髓c o 姗1 l n i c a l i o n sc c n t e rt h】l l g ht h et e l e c o m1 e 越e du n ef o ri I 玎血e d i a t e 卸de 疵c t i v er e s p o n s et o 龃y

6、e q u i p m e n tm a l f I l c t i o n 皿eP o w e rR c m o t eS u p e j s o r yS y s t 锄a d o p t st h eB，St l l r e e l a y e rw e ba 蒯t e c t u r cb 驰e do nW c bS e r v i c c T 扯t o p p 髂tl a y e rj sp r 皓如t a l i 叻1 a y e r，m a i n l y缸c i n gt ot h eu s e r s，a n da c c 印t i n gt h eu s e r s f e

7、 q u e s t；t l l es c c o n dl a y e ri sb u s i l l 髂sl o g cl a y e r，伽I a l p 蛐1 a t 主n gc o m p 叨锄lm o d l l l，p r o v i d i n gt h es y s t e ml o g i cc o n 仃o lf l l n c t i o n s；t h cl a s tl a y e ro f t h i ss y s t e l ni sl h eD a t al a y e r 坯妇g m gd a t aw j t ht h ed a t a b 鹊e ht h

8、 eb u 血龉s1 0 9 i cl a y e r，W c bS e r v i c e sm v i d e 也eb u s 沁s sl 吲c 协t oW e bS e r v i c em o d l I l e sa n di n t e g r a t e di nt h el a y e r，i nt h i Sw a yt h e r ea r es e V e r a ll a y e 侣i t h eb u s i n e S sl o 百cl a y e r T l l i sl a y e ri sd y 锄i c，锄dc a no b t a i nf e s o u

9、 鼻c e s丘锄t h eh t e m e t B u tt h e 打a d i t i o n a lw e ba p p H c a t i o ns e r v e r sa r ed i f l j c u l tt od 0t l l _ i s A t l 硒tt h i st h e s j sp m v i d e sP 0 w c fR 锄o t eS u p e r v i s o r yS y s t 咖sd e s i g I la n di n s t 柚铀i ss y s t 锄i n c l u d e ss i xf u n c t i O nm o d

10、u l e s T h a ti st h eU s e r“，g i M o d u l e；m eR e a l-T i m eD a t aM Q 刚螂媳钕yD a t aM o d u l c；l h eI n f o 册a t i o nP r i n lM O d u l e：D e v i c cM 姐a g eM 0 d u l e 卸dt h eS y S t e mI n f o 趣a t i 伽M a i l l t c n 蚰c cM O d u l e IT 1 l ep I a t f 0 珊f o ro n l i l l er 锄。把m 砌t o T i n g

11、a n dc o n t r 0 i n ge q u i p m e m ss u s t a i 璐e 纸d i v e l yt h es e I v i c eo fm a n u f a d u r e st od i e n t s T h i ss y s t 锄i se a s yt om a i n t a i l la n du p 簪a d e，i t so p 盯a t i o ni sv e f ys i m p l e I ti si m P o r t a：吐t oi m p l e m e ms t a t cs u p e i s i o na n dc c

12、I n t I D la n ds a v et h ec o s to fo p e r a t i o n K e y 钾o r d s：R e m o t eM o n i 缸锄dc(m 们l；W e bS e r v i c c；B 届S m l c t L l r c；c c 衄m l l n i c a t i o nP(喇e fs u p p l y；C(玎n m 喇谢6 0 nP I o t 0 湖西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页第1 章绪论1 1 课题的背景及意义改革开放以来，电信业是我国发展最迅猛，技术更新最快的行业之一。通信网本身随着基础技术和系统技术的发展走向更高

13、的层次，相应地对电源系统和空调系统的要求越来越高。特别是近几年来随着电话网模块局的大量建设，造成了通信电源设备的迅速分散，大量电源设备和空调设备分散在各个模块局内，由于电源设备和空调设备并不是一个单纯的电子元件组合，它还有许多机械部件，同时它受外界的影响最大，例如停电、雷击、烟雾等各种人为和自然因素使电源设备出现故障，加上电源、空调设备相对独立，发生故障无法对外界告警。美国A P c 公司的一项调查结果表明，大约有7 5 以上的通信系统故障，主要来源于电源设备故障或者是电源设备不符合技术条件而引起的。通信电源传统的维护管理体制是分散的维护管理体制，基本上是以通信局站为单位进行电源设备维护管理。

14、每一个通信局站都配备一定的维护人员负责全部电源设备和空调设备的维护管理。维护人员昼夜值守在机房内，进行巡视、抄表等日常维护工作和必要的设备维修、故障处理等。在这种维护管理体制下，维护人员劳动强度较大，维护管理水平不高，而且需要大量维护人员。很显然，这种维护管理方式已经越来越不适应通信事业的发展。随着通信事业和科学技术的迅速发展，通信设备的自动化性能有了很大提高，为通信系统的集中监控管理提供了可行性。通信电源是通信系统的重要组成部分，要适应通信技术的整体发展，必然要积极的采用集中监控系统。我国各种通信设备正在不断的更新换代，通信电源也随之采用了高科技的开关电源设备和自动化柴油发电机组。这些新型的

15、智能化电源设备大大地改善了通信供电系统的自动化程度和工作可靠性，为通信电源集中监控管理创造了良好条件。根据邮电部门电信设备维护改革精神，电源设备维护改革的方向是集中监控，逐步实现通信局站电源设备少人和无人值守。维护人员不必在机房值班，通过集中监控就可以了解通信局站电源设各西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页运行状态和故障情况。通过集中监控系统，发现设各故障，如果有必要，可以派人到现场处理。近些年来，“电源、空调及环境集中监控管理系统(以下简称监控系统1”作为电源行业新的维护管理手段，已在我国电信行业受到普遍关注并部署应用，取得了一定的社会和经济效益，同时也得到了广大用户的认可。目前，通信电源

16、监控软件都是基于C s(c l i e n t s e r v e r，客户端服务器)结构的程序。这种结构的程序很难将各个监控站点电源设备的监控数据进行整合，难于实现对所有监控站点电源设备运行情况的整体掌握和监控。为了满足电信管理部门的实际需要，本课题给出了一个基于w e b 服务的B s 三层结构的分布式通信电源远程监控系统的设计方案。基于w e b 技术的B s(B r o w s e r，s e r v e r，浏览器服务器)模式，因其灵活简便，以及平台无关性等优点，得到了越来越广泛的应用川。B，S 结构的中间层可以用W e b 服务组件实现。由w e b 服务组件向远程客户端提供数据服

17、务，增强了系统的灵活性、可扩展性，保证了系统的安全性，降低了程序的开发维护难度。该系统可以通过电信专网对所有监控站点电源设各的工作情况进行远程监控。系统可以将电源设备运行的实时数据和历史数据提供给监控管理部门工作人员查看，以帮助其了解当前设备的运行状况。另外，当所查看设备的监测值出现异常时可以进行报警显示，结合设备实时数据和历史数据，电源系统专家可以在电源设备出现故障时对其进行查看分析，以便及时排除故障，保障电源安全工作。1 2 通信电源远程监控技术国内外现状为了解决供电系统存在的问题，作为大型机电设备之一的不间断电源u P s I l 2 1(U n i t e r r u p t e dP

18、 o w e rS u p p l y)应运而生，如图1 1 所示，它主要用来改善对负载的供电质量，并在市电故障时，保证负载设备的正常运行。它从产生至今己经历了4 0 多年，在这个漫长的过程中，电源设备的技术水平和功能在不断的变化着，当今的电源设备无论是在输出容量上，还是在基本性能、智能化管理上，都得到了长足的发展和进步。然而，从2 0 世纪9 0 年代中期开始，随着信息技术的高速发展和网络时代的到来，对以u P s 为核心的整个供电系统的可用性、可维护性、可管理性和可扩展性提出了越来越高西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页的要求，用户关心的重点开始从仅仅强调电源本身由设计和制造决定的可用性

19、，转移到由整个供电系统和服务决定的可靠性上来，原有的对电源的传统要求己经不能满足当今信息时代对电源所提出的要求，对当今的电源(尤其是中大功率u P s)来说它不仅仅要具有不问断电源的作用，而且应具备完善的管理功能，尤其是应具有非常安全可靠的远程监视及控制功能。(a)不间断(b)可短时间中断(c)允许中断图1 1 分散供电方式电源系统组成方框图因此，对通信电源的监控系统提出了下列要求：西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页提高电源供电质量，使供电系统有更高的可靠性和经济性 使管理趋于方便 提高电源的维护管理水平和效益于是通信电源系统的远程监控技术越来越受到人们的重视，它已经成为当今和未来电源系统

20、中不可缺少的重要组成部分。电源监控技术降q 可分为以下几类：1 基于串行通信方式的监控技术串行通信是传统的u P S 软件，附件通信方式，多用于中小功率u P s 解决方案中，其优点是安全、可靠、安装简单，但这种通信方式的局限性是通信距离短，主要用于局域网中u P s 的监控及其所连接计算机的安全保护。2 基于M o d e m 电话寻呼网络方式的监控技术拨号上网，使用I n t e r n e l 浏览嚣实现电源的远程监控，以各种方式显示电源的工作状态，定时开关机、自检，在故障情况下通过多种方式报警，恢复后，取消关机动作，并发出相应的信息。3 基于s 舢I P 的监控技术基于s N M P

21、的软件附件监控技术与网管产品的发展有紧密的联系，主要用于电源设备数量多、分布广的企业级网络中。给电源配个网卡或直接将s N M P 适配器集成到电源里，把电源作为网络中的独立节点进行控制和诊断，通过网络访问自己的计算机和网站或通过串口与网络访问监控系统对电源系统进行远程监控或网络关机，实时提供电源的电流、电压、电池后备时间和负载量的状态分析，出现故障时及时通知用户，以便系统管理员可以迅速简便地判断出电源故障发生处，并迅速得以解决，使对网络性能的影响减至最小，并能定时开关电源模块设备和系统实现设备的自检等。目前的S N M P适配器支持远程登录(T e l n e t)及w e b 浏览器，即使

22、用户没有s N M P 网管环境，也可以在字符界面下或、e b 浏览器(如N e T S c a p e，I E)中通过计算机网络对电源设备实行远程监控。4 基于W e b 的监控技术基于w e b 的软件附件监控技术是随着I n t e r n e t 的发展而诞生的，附件主要是w e b，s N M PM a n a 窑e r m e n tc a r d。通过T C P I P 与计算机及u P s 通信，同时系统管理员通过w e b 浏览器对分布在w A N 范围内的电源设备进行监控，定期产生设备的状态报告(包括电源状态和电西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页池状态1 并转换成一定的

23、格式文件等，以便于通信电源设备的管理、诊断、事件处理，保证电力或电源设备故障时计算机系统的安全关闭，使电源设备处于健康的运行状态，提高电力故障时计算机网络的可用性。w e b s N M PM a n a g e r m e tc a I d 使系统管理员可通过T c l n e t，H T T P，S N M P 等标准工具对电源做远程监控与管理，它还可以与网管系统(例如H P O p e n e w)集成。w e b s N M PM a n a g e r m e n t c a r d 可有效地增加系统的易用性、可服务性、可管理性和可用性。目前，监控技术己经发展到客户甚至可以使用手机监

24、控电源设备，还可以使用E m a i l 报警功能。1 3 通信电源远程监控常用方案下面给出几种当前常用的电源远程监控的方案【6 J。1 抽O D E M 监控方案图1 2 M O D E M 监控方案图1 2 是较容易实现的电源报警及监控方案，当电源在运行中出现异常状况时(如市电中断、电池快耗尽等)，自动拨号给设定的管理员的传呼号码或手机，通知电源故障。此方案不能全面了解电源状态，同时无法控制电源设备。只能作为报警使用。2 远程监控面板方案图1 3 远程监控面板方案图1-3 通过选配远程监控面板(显示信息与u P s 上的L C D 相同)，西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页可在远端(最

25、长3 0 0 米)监控电源状态信息，对电源信息能全面了解。3 J B U S 监控方案这种监控方式又称工业组网远程监控。通过J B u S 网络把3 2 台电源设备与P c 相连，P c 上安装监控软件(u P s w I N J)来监控电源设备运行状态，同时可发送命令控制u P s(如关机、电池测试等，最长监控距离为5 0 0 米。其监控方案示意图如图1 4 所示。图1 4J B u s 远程监控方案4 In t e r n e t 远程监控方案P c 上安装T E L E G u A R D 远程监控软件，同时配置2 个M o d e m，一个连接远端电源设备拨入的电话号码，另一个做为电源

26、报警时发送信息通知管理人员(通过电话、传真、短信、E M A I L 等)。该方案主要为电源设备维护中心远程诊断电源服务，监测距离不受限制。其监控方案示意图如图1 5 所示。西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页图1 5I n t e r n e t 监控方案从以上的四种远程监控方案可以看出，第四种方案最大的优点是监测的距离不受限制，操作相对简单，具有高度开放性，且维护成本低。而前几种方案只能进行监视，且监测的距离比较短。以上几种通信电源监控是在c S(C 1 ie n t s e r v e r)模式下工作的。这种结构采用的是为每个监控终端都独立开发客户端软件和服务端软件的方式。由于开发工具

27、和开发方式的不同，这些客户端软件一般不能通用，这样不但使每个监控终端都需要安装相应的客户端软件，而且如果软件的开发商想更新或维护某个应用，就需要更新每一台监控终端计算机上的客户端软件。这种监控模式给客户端带来诸多的麻烦，同时给软件开发商也带来了维护和安装客户端软件的难题。随着I n t e r n e t 的飞速发展和广泛使用，基于B s(B r o w s e r S e r v e r)监控模式受到前所未有的重视和青睐。由于I n t e r n e t 支持底层T c P I P 协议，这样通过I n t e r n e t 可与企业局域西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页网实现无缝连

28、接，I n t e r n e t 采用了“瘦客户端”，使系统具有高开放性：而且系统的用户界面统一(全部为浏览器方式)。基于I n t e r n e tI n t r a n e t 集成环境下的w w W 的B s 体系结构如图卜6 所示1 7|2-J。数据层一功能层表示层图卜6B S 体系结构第一层是表示层。表示层通过w w w 浏览器实现信息浏览的功能。在客户端，向由U R L(U n i f o r mR e c o u r s eL o c a t o r)所指定的w e b 服务器提出服务申请。在w e b 服务器对用户进行身份验证后，用H T T P 协议把所需的文件资料传送给

29、用户，客户端只是接受文件资料，并显示在w w w 浏览器上，这样使客户端真正成为“瘦”客户机。第二层是功能层。功能层是在具有C G I(C o m m o nG a t e w a yI n t e r f a c e，公共网关接口)的w e b 服务器上实现的。w e b 服务器接受客户申请，首先需要执行c G l 程序，以与数据库连接，进彳亍申请处理。而后将处理结果返回w e b 服务器，再由w e b 服务器传至客户端。第三层是数据库。它采用B s 结构，综合了浏览器、信息服务和w e b 等多项技术。通过一个浏览器可以访问多个应用服务器，形成点到多点、多点到多点的结构模式。使用浏览器就

30、可以与某一台主杌或系统进行连接，并不需要更换软件，或是再启动另一套程序。B s 的一点到多点、多点到多点应用软件结构可以使得开发人员在前端的浏览器方面减少很多工作量，而把注意力转移到怎样更合理组织信息、提供对用户的服务上来。本文根据以上分析以及实际需要，以第四种方案为基本模型，并对其进行相应的改进，开发出基于w e b 的通信电源远程监控系统。西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页j，4 本文主要研究内容本文先探讨了课题的实际意义以及通信电源监控的发展现状，在对传统的通信电源监控方案存在问题进行分析之后，提出基于w E B 服务的三层B S 监控体系结构，并在此基础上进行设计。包括监控现场监控

31、单元的配制、监控对象的选取、监控系统结构设计及功能分析等，而后分析了系统的整体设计和工作原理，并详细阐述了系统的软件设计和实现方法，最后对课题进行了拓展，分析这种监控模式对于传输大量实时数据时耗时大，因此还需要对数据的压缩传输及时延性等方面做迸一步的研究。论文研究的重点是监控系统实时动态显示，以及软件如何在监控单元出现故障的情况下通过声音、光、短信息等不同方式进行警的功能。课题设计并实现了基于、砖b 的通信电源远程监控系统。在系统的分析设计中采用了B S三层结构模型。在技术上采用了J s P、s e r v le I、E J B 及J a v a B e a n 等组件模式开发，使系统具有柔性

32、、可扩展、可移植、易维护等特点。本文的具体结构安排如下；第一章介绍楣关技术的发展现状、本文的研究背景以及论文的主要内容。第二章按照通信电源和空调集中监控系统技术要求的规定，介绍了通信电源监控的对象和主要内容。第三章介绍了监控系统的结构以及工作模式。第四章介绍了系统的总体设计，包括系统的物理结构、逻辑结构、功能设计以及安全性设计等方面的内容，并对系统所用开发工具和系统运行环境进行了简要介绍。第五章介绍了系统的表示层，业务逻辑层以及数据层的详细设计以及系统实现。最后，还给出了用户模块、协议模块以及数据库模块的设计方案。结论部分对所做的工作进行了总结，并对本领域的进一步研究进行了展望。西南交通大学硕

33、士研究生学位论文第l o 页第2 章电源集中监控的对象和内容要构建一个监控系统，首先耍确定的就是监控对象和内容，也就是明确监控的目的。监控对象即被监控的设备、机房和环境等，监控内容即各种监控对象中具体被监控的物理量，也称为监控项目或监控点。确定了监控对象和内容后，还需要明确各种监控点的配制和布设。本章将分别从这几个方面进行阐述和设计。2 1 概述通信电源集中监控系统所监控的设备根据接入系统方式的不同，分为非智能设各和智能设各。智能设备就是电源本身具有中央控制单元(通常情况下为单片机)，能通过R s 2 3 2 R s 4 8 5 R S 4 2 2(前者为电压信号，后两者为电流信号)提供数据输

34、出，如开关电源；非智能设各通常都是旧设备，它仅仅完成自身需要完成的功能，而没有考虑输出监控信号，如早先的交流配电屏。监控系统数据采集根据不同的电源设备设置若干设备监控单元S u(监控模块S M)，构成若干相对独立的数据采集系统。这些数据采集子系统通常包括了高压室、变压器室、低压室、油机室、电力室和电池室等全部电源设备，以及空调设各和环境条件。智能设备的监控模块本身自行构成数据采集子系统。非智能设备数据采集采用监控模块S M，它可以接入各类模拟量，数字量，并负责转换到计算机能够识别的信号，提供给计算机，同时，亦可接入智能设备，对智能设备的处理采用开放式的软接口方式，通过与被蟾控智能设备的透明通信

35、保证监控系统可靠运行。2 2 监控的对象根据通信局(站)电源系统总技术要求(Y D T 1 0 5 1-2 0 0 0)及通信电源和空调集中监控系统技术要求(暂行规定)(Y D N0 2 3 1 9 9 6)的规定，监控系统的监控范围应为所监控的通信局(站)的全部通信电源设备和生产专用空调设备以及机房环境等。监控对象一般包括以下内容；1 高压配电设备遥测：三相电压或三相电流、高压操作电源电压。遥测：三相电压或三相电流、高压操作电源电压。西南交通大学硕士研究生学位论文第l l 页遥信：变压器温度过高、2 低压配电设备遥测：迸线柜三相电压、选)、重要部位的温度(可选)。瓦斯告警等。三相电流、频率(

36、可选)、功率因数(可遥信：主要开关状态，缺相、过压、低压告警。遥控：重要配电开关分合闸(可选)。3 整流配电设备遥测：交流输入电压、电流，直流输出电压、电流(总)、主要熔断器温度，各台整流器输出电流。遥信：整流器工作状态，浮充、均充状态，整流故障、直流输出过压、欠压、熔丝断等告警。遥控：相控整流器的复位、开关机。(可选)4 蓄电池遥测；总电压、充放电安时数，各电池端电压。5 自动化柴油发电机组遥测：三相电压、三相电流、频率(转速)、燃油油位、启动电池电压等。遥信：工作状态(运行停机)、工作方式(自动手动)、机油压力低、水温高、启动失败、启动电池电压低、燃油油位低、电压异常、过电流、频率(转速)

37、异常等告警。遥控：开，关机。6 交流稳压器遥测：原边电压、副边电压。遥信：稳压器工作、市电直通，稳压器故障告警等。7 U P S(I O K V A 以上)遥测：交流输入电压、直流电压、标示电池端电压，交流出电压、电流、频率等。遥信：市电故障、整流器故障、逆变器故障、U P s 供电、旁路供电、电池电压低等。8 机房空调设备(风冷)遥测：机房温度、湿度，进排气压力等。遥信：工作状态、温度过高、温度过低、湿度过大、湿度过小、风机故障、压缩机故障、加湿器故障、排气压力过高、进气压力过低西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页等告警。遥控：开关机。9 中央空调设备遥测：冷冻水进出水温度、冷却水进出

38、水温度、重要机房温度，电源电压、电流。遥信：电源缺相、机油温度高、压缩机运行停机等。遥控：开关机1 0 机房环境遥测：各传输、交换、数据、电源、空调机房温度、湿度、烟雾、水浸告警等。2 3 监控点的选取2 3 1 监控点的分类监控点即监控对象所设置的具体的监测和控制信号量。从数据类型上看，这些信号量包括模拟量、数字量、状态量、开关量等：扶信号的流向上看，又包括输入量和输出量两种。由此可以将这些监控项目分为遥测、遥信、遥控以及遥调等几种类型。遥测是指通过对设备或环境的连续变化的模拟量进行采集，来远程获取这些数据的过程。遥测的对象都是模拟量，包括电压、电流、功率等各种电量和温度、压力、液位等各种非

39、电量。通过传感器、变送器以及监控模块的一系列变换处理后，转换为非常接近于真实值的数字量，交由计算机进一步处理。遥信是指通过对现场设备或环境的运行状态进行监视，来远程获取相应的状态量的过程。遇信的内容一般包括设备运行状态和状态告警信息两种。这些状态的取值通常是几个离散的值，每个值有个固定的意义，用以代表设备或其局部的一种运行状态。有些状态量只有两种取值，表示某些特定状态的有或无、告警或不告警，这种“非真即假”的状态量又常称为开关量。遥控是指监控系统对远程设备发出特定的指令，来使设备执行相应动作的过程。遥控量的值通常是开关量，用以表示“开”、“关”或“运行”、“停机”等信息，也可以采用多值的状态量

40、，使设备能够在几种不同状态之间进行切换动作。西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页遥调是指监控系统远程改变设备运行参数的过程。遥调量一般都是数字量。2 3 2 监控点的选择原则合理的选取监控点，对于建立一个经济而实用的监控系统非常重要。监控点的选取应从监控系统所要实现的根本目的出发，再结合电源维护工作的需要和监控系统的实旌经验来确定，监控点的选取应满足以下几条原则：1 必须设置足够的遥测、遥信监控点监控系统最重要的作用是要能够准确、真实的反映设备的运行情况，反映现场环境条件，而这些必须通过设置足够的遥测点和遥信点来实现。尤其对重要设备、对整个电源系统的运行质量起关键作用的物理量以及相关的状

41、态量或告警量，一定要设置相应的遥测点和遥信点，使监控系统真正能够做到准确、全面、可靠的远程监视。2 监控点力求精简监控点的设置并非多多益善，当少量监控点已经能够完全反映或基本反映f 指反映设备运行的关键参数和重要状态)设备运行状况时，再设置过多的监控点不但没有必要，反而会增加系统的成本和复杂度，降低可靠性；同时也增加了C P u 及软件的开销，影响系统的实时性；此外监控界面上过多的监控量还可能给维护人员带来不必要的麻烦。因此在选择监控点时应该坚持“可要可不要的监控点坚决不要”的原则，尽量简化系统。3，监控点的舍取要考虑实际，区别对待方面，同样的监控点(指物理量相同)，在不同的设备(或同一设备的

42、不同部分，或不同局房)中意义不同，重要性也不同，对他们的舍取应该从实际出发，明确侧重点，进行区别对待。另一方面，一些对电源系统及通信设备非常重要的物理量，由于监测方法复杂，成本高，通常也不作为监测点。如交流电路中的谐波成分对电路和设备都有一定的危害，但由于监测困难，通常不在监测系统中来实现监测，而通过维护人员的维护、巡检来排查谐波隐患。4，监控点应以遥测、遥信为主，遥控、遥调和遥像为辅对于电源系统来说，监控系统的遥测、遥信是“眼”，遥控、遥西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页调是“手”。一个正常运行的电源系统应当是稳定、可靠的，无需对外界进行过多的“干涉”，对于一个这样的系统来说，监控系

43、统应当“多观察，少动手”。监控系统的主要目的是进行电源系统运行质量评判，及时发现故障，提出解决方案。还有一点非常重要，那就是合理的配置告警项目和告警等级。告警通常意味着存在异常情况或故障，从某种意义上讲，监测告警比监测正常的运行数据更为重要。告警的来源是遥信量和遥测量。对于遥信量，要根据维护的需要来确定告警等级；对于遥测量，还需根据实际情况确定告警的合理的上下限值。2 3 3 监控点的选取方案根据邮电部的通信局(站)电源系统总技术要求，并针对本电源系统的供电方式及用户的具体使用情况(参考浙江省电信公司监控点选择方案)，经过详细的需求调研，从提高监控系统综合性能、增强实用性、降低成本的角度出发，

44、设计电源监控的监控主要内容如下：1 电源参数监测(1)整流模块电流测试：下位机可对最多1 0 个整流模块的输出电流进行测试，一般少于1 0 个模块的用户可通过对软件进行设置，来确定自己设备的模块数。整流模块电流用符号1 1 1 1 0 表示。(2)系统输出电压v O：系统输出电压般在浮充时是5 4 v，均充结束时是5 6 V，电信部门的使用是正端接地，输出负电压。(3)三相交流电压v A，v B，v c：三相交流电压测试量程是3 0 0 v，当某相电压低于1 0 0 v 时，下位机将认为该相电压缺相。(4)输出总电流I O：I O 是指电源设备所有输出端输出电流的总和，在设备处于浮充电状态时，

45、整流模块除了供给负载电流外，还要供给蓄电池的浮充电电流。(5)蓄电池充电电流I B C l、I B c 2：蓄电池大多数时间是工作在浮充电状态下，此时I B c l 值般较小，当蓄电池需要进行均充时，在均充的开始阶段，l B c l 是趋于一个恒流值，此恒流值的大小，即恒定点的设定，下位机是依据用户蓄电池的容量及现场实际负荷电流的大小自动设置的。(6)蓄电池放电电流I B F l、I B F 2：在正常情况下，只有市电停西南变通大学硕士研究生学位论文第1 5 页电时，蓄电池才会处于放电状态，随着蓄电池的放电，蓄电池的端电压将慢慢下降，降到4 5 V 时机器将发出报警。1 0、I B c、I B

46、 F 的量程随用户所用设备的容量大小不同可进行选取。(7)单只蓄电池电压v B l，V B 2：现在蓄电池有2 v，6 v，1 2 v三种规格，所以量程选1 5 V，对任一种单元电池均可测试。下位机对电源设备的配置状况，如整流模块、电流量程、蓄电池组数、蓄电池容量限流点以及设备参数极限值，都可通过发送命令进行设置。2 设备状况检测(1)均浮充状态(2)模块开关机状态(1 0 路，模块1 到模块1 0 的开关机控制)3 控制功能(1)均浮充控制(2)模块开关机控制(3)均充恒流点的自动设置(4)蓄电池的充电(均充)过程的自动管理4 极限参数(1)交流电压V A V B V c 的上限(2 6 2

47、 V)、下限(1 7 5 V)(2)模块电流上限(2 7 5 A)(3)输出电压上限(5 8 V)、下限(4 5 V)H)交流电压缺相，任一相电压小于1 0 0 v 判为缺相2 4 监控点的布设确定了所需选取的监控站点之后，还需合理的对其进行选点，确定其恰当的采集位置，使之真正能够反映被监控对象的实际特性和运行状况，作为维护人员的依据。对电源设备监控点的布设，要遵循以下原则：1 高压配电设备的电压、电流等监控点一般可以通过集控台的表头进行读取，再按照变比进行换算。对于无集控台的，则需拉闸后在设备上安装相应的传感器和变送器。但由于高压部分的故障必将引起低压的故障，因此出于成本和施工难度考虑，对高

48、压部分可不做监控。2 对于变压器，本身有温度监控的可按出高温告警千接点，本西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页身没有监控的需要加装温度传感器。温度传感器通常安装在变压器的表面，称为表面温度，但选点能够反映变压器的最高温度。一般干式变压器测量其绕组温度，油侵式变压器测量其冷却油的温度。3 低压市电交流参数一般在市电进线柜总开关之后进行采集，或在A T s 上进行采集，选点要能够反映市电的质量。4 直流参量尽量通过开关电源智能监控模块和蓄电池监测仪进行采集。蓄电池组充放电电流、蓄电池组总电压(在允许压降误差的情况下1 可以通过直流配电屏采集。5 柴油发电机组的输出参数可以通过其智能通信接口接

49、入(智能油机)或通过A T s 采集(非智能油机)。油箱油位一般需要单独加装油位传感器；有的智能油机未监测启动电池电压，也需要另外加装直流电压传感器；对非智能油机，视需要增加转速、机油压力、水箱水位和水温等传感器。6 门限告警量(如电压高、温度高、过流和过速等1 可以通过将已采集的相应模拟量的值与系统中预设的告警门限相比较，由软件进行判断。这样可以节省大量的开关量采集通道(非智能设备)和监控点编码空间。7 部分难以采集的监控量可以由其它易于采集的量通过运算得到，如电压不平衡度可以通过三相电压值运算得到。8 智能设备(包括智能配电屏、开关电源、专用空调、智能柴油发电机组、智能u P S、逆变器、

50、直流一直流变换器和蓄电池监铡仪等)直接通过设备监控模块提供的智能通信接口接入。非智能设备在综合考虑设备使用年限、成本和运行环境等因素的情况下可以通过增加传感器和监控模块的方法改造为智能设备，以智能设备的方式接入监控系统。西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页第3 章监控系统的构成与工作模式3 1 系统的构成与结构设计根据原邮电部x T D 0 5 9 5 通信局站电源系统总技术要求以及补充文件Y D N 0 2 3 0 9 6 通信电源和空调集中监控系统的规定，按照各级通信电源设备维护管理单位的职能不同，在一个省的范围内，监控系统在结构上是一个多级的分布式计算机监控网络，一般可分为四级，即