開關(guān)電源在監(jiān)控系統(tǒng)中的接入與測(cè)試

摘  要：本文通過從接入方式和監(jiān)控測(cè)試兩個(gè)方面闡述智能開關(guān)電源在武漢電信動(dòng)力及環(huán)
境集中監(jiān)控系統(tǒng)中的接入，對(duì)其他類型的智能設(shè)備在集中監(jiān)控系統(tǒng)中的接入與測(cè)試也具有
一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：開關(guān)電源  集中監(jiān)控系統(tǒng)  智能設(shè)備協(xié)議  監(jiān)控功能測(cè)試

一、引言

　　動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象包括智能設(shè)備和非智能設(shè)備，兩者最大的區(qū)別在于智能設(shè)備本身具有數(shù)據(jù)采集能力并提供標(biāo)準(zhǔn)通信接口，可以直接接入監(jiān)控系統(tǒng)，依據(jù)生產(chǎn)廠家提供的協(xié)議來實(shí)現(xiàn)三遙功能；而非智能設(shè)備必須采用增設(shè)傳感器、變送器、接觸器等方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。非智能設(shè)備的監(jiān)控接入實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)簡(jiǎn)單，而智能設(shè)備的接入調(diào)試由于涉及到的技術(shù)點(diǎn)比較多，相對(duì)復(fù)雜，它是監(jiān)控系統(tǒng)準(zhǔn)確運(yùn)行和功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

　　武漢電信動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的智能設(shè)備有開關(guān)電源、柴油發(fā)電機(jī)組、UPS不間斷電源、專用空調(diào)和智能門禁。而由于開關(guān)電源設(shè)備數(shù)量及品牌眾多，所以其接入監(jiān)控情況最為復(fù)雜。其中，洲際DUM14開關(guān)電源具有一定的代表性，下面主要以此為例談?wù)勯_關(guān)電源在集中監(jiān)控系統(tǒng)中的接入與測(cè)試。

二、開關(guān)電源在監(jiān)控系統(tǒng)中的接入

　　1． 智能設(shè)備協(xié)議

　　智能設(shè)備可以無需采集器而直接接入集中監(jiān)控系統(tǒng)，主要依據(jù)的是智能設(shè)備協(xié)議。智能設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的協(xié)議一般包括：
(1) 電氣協(xié)議：接口方式，一般是RS232、RS422或RS485三種方  式的一種。
(2) 通信協(xié)議：波特率和幀格式。
(3) 數(shù)據(jù)包協(xié)議：數(shù)據(jù)包的具體意義，如哪些字節(jié)表示通道號(hào)，哪些字節(jié)表示信號(hào)值。

　　2．電氣協(xié)議

　　集中監(jiān)控系統(tǒng)一般采用串行異步通信方式實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備與監(jiān)控主機(jī)之間的通信。串行
通信有多種接口方式。監(jiān)控系統(tǒng)中常用的有RS232、RS422和RS485方式。
開關(guān)電源的遠(yuǎn)端監(jiān)控一般是通過監(jiān)控模塊來實(shí)現(xiàn)的。如DUM14電源通過DK04監(jiān)控
模塊提供RS232方式和RS485方式兩種接口方式與計(jì)算機(jī)通信。RS232方式適于點(diǎn)到點(diǎn)的通信，且傳輸距離不超過15米；RS485方式適于多點(diǎn)到多點(diǎn)的通信，通過DATA+、DATA-組成串行總線，可連接多臺(tái)具有相同通信協(xié)議、不同地址的智能設(shè)備，其傳輸距離可達(dá)1000米。

　　3． 通信協(xié)議

　　串行通信時(shí)數(shù)據(jù)一幀一幀地傳輸，幀格式和通信速率一起稱為通信協(xié)議。在監(jiān)控系統(tǒng)
中，串口設(shè)置的通信格式為“波特率，校驗(yàn)方式，數(shù)據(jù)位位數(shù)，停止位位數(shù)”。
武漢電信常見幾種開關(guān)電源的通信協(xié)議分別為：

DUM14和SAIT電源為“9600，N，8，1”，即通信速率為9600bps，無校驗(yàn)位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位。

中達(dá)電源為“1200，N，8，1”， 即通信速率為1200bps，無校驗(yàn)位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位。

西門子電源為“2400，E，8，1”，即通信速率為2400bps，偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位。

4． 接線方式

　　(1) 設(shè)備之間的串行通信接線方法取決于設(shè)備接口的定義。設(shè)備間采用RS232串行電
纜連接時(shí)有兩類連接方式：

　　直通線：即相同信號(hào)（RxD對(duì)RxD、TxD 對(duì)TxD）相連，用于DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）與DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備）相連。如計(jì)算機(jī)與HUB、計(jì)算機(jī)與MODEM。

　　交叉線：即不同信號(hào)（RxD對(duì)TxD、TxD 對(duì)RxD）相連，用于DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）與DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）相連。如計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與智能設(shè)備。

　　(2) 武漢電信監(jiān)控端局由于智能設(shè)備和監(jiān)控測(cè)點(diǎn)較多，而計(jì)算機(jī)只有1個(gè)或2個(gè)串口，所以需要在監(jiān)控前置機(jī)上安裝多串口卡以接入更多的智能設(shè)備和采集器。

　　(3) 智能開關(guān)電源接入集中監(jiān)控系統(tǒng)通常為RS232方式，而前置機(jī)安裝的多串口卡
C320為RS422方式，所以通過艾默生公司OCI-6通信接口轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)RS232向RS422的轉(zhuǎn)換。智能開關(guān)電源（如：DUM14電源、中達(dá)電源等）的RS232通信口常見為DB9針公頭，其接線方式如圖2：

　　在接入調(diào)試時(shí)也可通過RS232方式直接與便攜計(jì)算機(jī)相連，接線方式如圖3：

　　(4) 智能設(shè)備通信口的定義根據(jù)廠家提供的協(xié)議來決定，所以不同智能設(shè)備的接線
方式也是不同的。如西門子開關(guān)電源的RS232通信口為DB9針母頭，其針腳定義與DB9針公頭相反，即2為發(fā)送（T），3為接收（R），所以其接線方式也與DB9針公頭相反；洲際SAIT電源的RS232通信口雖然為DB9針公頭，但在接線時(shí)還需連接握手信號(hào)，即4-6、7-8短接。

　　5．軟件實(shí)現(xiàn)方式

　　武漢電信PSMS集中監(jiān)控系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)庫+配置庫共同完成對(duì)智能設(shè)備的三遙功能。動(dòng)態(tài)庫為監(jiān)控廠家開發(fā)的智能設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，由它完成信號(hào)的采集工作，由配置庫定義信號(hào)的性質(zhì)、告警條件、存儲(chǔ)周期和閥值等，完成對(duì)數(shù)據(jù)的后期處理。不同類型的監(jiān)控模塊對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)態(tài)庫和配置庫。

三、開關(guān)電源的監(jiān)控功能測(cè)試

　　開關(guān)電源接入集中監(jiān)控系統(tǒng)并調(diào)試成功后，還需要對(duì)監(jiān)控功能進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試。以下測(cè)試信號(hào)和測(cè)試方法是以武漢電信采用的艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司PSMS集中監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)DUM14開關(guān)電源進(jìn)行的初驗(yàn)測(cè)試為依據(jù)，對(duì)于不同的監(jiān)控系統(tǒng)、不同的開關(guān)電源，其測(cè)試信號(hào)名稱和測(cè)試方法可能略有差異。

　　以下監(jiān)控內(nèi)容，并未包括開關(guān)電源監(jiān)控模塊所能提供的所有項(xiàng)目，之所以只選取部分項(xiàng)目，是基于對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行速度及易用性，可靠性等方面綜合考慮的結(jié)果。在廠家提供的協(xié)議的范圍內(nèi)，可以結(jié)合自身情況進(jìn)行取舍。例如：廠家提供的日期，時(shí)間功能就沒有必要采集，以節(jié)省系統(tǒng)資源。

1.模擬量

　　模擬量的測(cè)試方法是將監(jiān)控系統(tǒng)的顯示值與開關(guān)電源監(jiān)控模塊的顯示值進(jìn)行逐項(xiàng)比對(duì)，兩者一致即為測(cè)試通過。

　　需要注意的是：

　　當(dāng)溫度監(jiān)控值為與實(shí)際溫度不符，但與監(jiān)控模塊顯示值相符時(shí)，原因?yàn)槲窗惭b溫度傳感器。

　　當(dāng)交流輸入電壓或電流監(jiān)控值與實(shí)際測(cè)量值不符，但與監(jiān)控模塊顯示值相符時(shí)，原因?yàn)殚_關(guān)電源交流輸入信號(hào)采樣線未接。

2．開關(guān)量（以DUM14電源監(jiān)控測(cè)試為例）

測(cè)試信號(hào) 測(cè)試方法 DK04顯示
工作方式浮充均充 改變開關(guān)電源工作狀態(tài)，查看該信號(hào)監(jiān)控值是否與DK04顯示值一致。 浮充燈（綠）均衡燈（黃）
均充開關(guān)位置自動(dòng)手動(dòng) 改變開關(guān)電源均充開關(guān)位置，查看該信號(hào)監(jiān)控值是否與DK04顯示值一致。 自動(dòng)位置（上）手動(dòng)位置（下）
整流模塊通訊告警 關(guān)閉一個(gè)整流模塊的直流輸出開關(guān)。 整流器告警
整流模塊次要告警整流模塊通訊告警 斷開一個(gè)整流模塊交流輸入開關(guān)。 整流器故障整流器告警
整流模塊主要告警整流模塊通訊告警 斷開兩個(gè)以上的整流模塊交流輸入開關(guān)。 整流器故障整流器告警
熔絲故障 拔下直流屏下部黑色的熔絲信號(hào)保險(xiǎn)；2個(gè)信號(hào)保險(xiǎn)分別對(duì)應(yīng)2個(gè)電池保險(xiǎn)。 熔絲故障
環(huán)境溫度過高 環(huán)境溫度超過50℃產(chǎn)生告警。由于告警閥值不可修改所以一般無法模擬。 系統(tǒng)溫度過高
電池溫度高 降低設(shè)定值至低于當(dāng)前電池組溫度。  電池溫度過高
負(fù)載電壓高 降低設(shè)定值至低于當(dāng)前系統(tǒng)電壓。 輸出電壓過高
負(fù)載電壓低 提高設(shè)定值。（該閥值最大僅為52V，所以在浮充時(shí)不告警，可設(shè)定為52V并在電池放電時(shí)測(cè)試告警） 輸出電壓過低
整流模塊交流輸入故障整流模塊通訊告警電池放電 斷開交流屏對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源輸入空開，做模擬停電告警測(cè)試。 市電故障整流器告警電池放電
充電限流 電池放電后數(shù)分鐘，交流屏輸入空開合閘。系統(tǒng)進(jìn)入均充限流；若系統(tǒng)未進(jìn)入限流狀態(tài)，可能是充電限流設(shè)定值太大，可適當(dāng)降低設(shè)定值，使系統(tǒng)進(jìn)入充電限流。 充電限流
整流模塊高壓關(guān)機(jī) 在一個(gè)整流模塊上，降低Vhvsd設(shè)定值（過壓關(guān)斷的閥值電壓），最低值為54V。改變電源工作方式進(jìn)入均充狀態(tài)，均充電壓高于54V則該模塊關(guān)閉。使該模塊恢復(fù)正常時(shí)需要進(jìn)行復(fù)位操作。 整流模塊DMA:HVSD監(jiān)控模塊DK04:整流模塊告警

注:1) 開關(guān)量測(cè)試是監(jiān)控功能測(cè)試的重點(diǎn)，需要模擬多種告警，注意在測(cè)試完成后恢復(fù)開關(guān)電源正常的工作參數(shù)和工作狀態(tài)。2) 以上模擬告警的測(cè)試方法并不是唯一的，而是在保證開關(guān)電源運(yùn)行安全的前提下較為簡(jiǎn)單的測(cè)試方法。

3.遙控/謠調(diào)量（以DUM14電源監(jiān)控測(cè)試為例）

測(cè)試信號(hào) 測(cè)試方法
關(guān)閉所有整流器命令 監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出遙控命令，查看DUM14電源整流模塊是否執(zhí)行命令和響應(yīng)時(shí)間。
打開所有整流器命令
均充命令 監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出遙控命令，查看DUM14電源是否執(zhí)行命令和響應(yīng)時(shí)間。（注：均充開關(guān)位置在自動(dòng)或手動(dòng)時(shí)均能實(shí)現(xiàn)遙控）
浮充命令
浮充電壓設(shè)定值 遙調(diào)步長值建議為0.1或0.2。遙調(diào)范圍為36~65V。
電流限流設(shè)定值 遙調(diào)步長值建議為10。遙調(diào)范圍為1~9900A。
電壓高告警設(shè)定值 遙調(diào)步長值建議為0.1或0.2。遙調(diào)范圍為50~58V。
電壓低告警設(shè)定值 遙調(diào)步長值建議為0.1或0.2。遙調(diào)范圍為44~52V。
電池溫度高告警設(shè)定值 遙調(diào)步長值建議為1。遙調(diào)范圍為20~99℃。
均充周期 遙調(diào)步長值建議為1。遙調(diào)范圍為1~99星期。
自動(dòng)均充持續(xù)時(shí)間 遙調(diào)步長值建議為1。遙調(diào)范圍為1~99小時(shí)。
系統(tǒng)均充啟動(dòng)電壓 遙調(diào)步長值建議為0.1或0.2。遙調(diào)范圍為36~65V。
均充電壓設(shè)定值 遙調(diào)步長值建議為0.1或0.2。遙調(diào)范圍為36~65V。
溫度補(bǔ)償系數(shù) 遙調(diào)步長值建議為0.2。遙調(diào)范圍為0.1~5.0mV/℃/cell。
交流電流量程 遙調(diào)步長值建議為10。遙調(diào)范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時(shí)按B1與B4鍵)。
負(fù)載電流量程 遙調(diào)步長值建議為10。遙調(diào)范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時(shí)按B1與總和鍵) 。
電池電流量程 遙調(diào)步長值建議為10。遙調(diào)范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時(shí)按B2與總和鍵)。
整流模塊個(gè)數(shù) 遙調(diào)步長值建議為1。遙調(diào)范圍為1~100個(gè)(DK04查看方式為同時(shí)按B3與總和鍵)。

　　注:1） 以上遙調(diào)步長及范圍僅針對(duì)DUM14開關(guān)電源，對(duì)不同的開關(guān)電源請(qǐng)參照設(shè)備說明書。遙調(diào)量的測(cè)試建議按說明書推薦的步長值，在調(diào)整范圍內(nèi)測(cè)試，否則可能造成遙調(diào)不成功。2） 注意在測(cè)試完成后恢復(fù)開關(guān)電源正常的工作參數(shù)和工作狀態(tài)。

五、結(jié)束語

　　智能開關(guān)電源的監(jiān)控是動(dòng)力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是影響監(jiān)控系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。本文通過以DUM14開關(guān)電源為例，闡述智能開關(guān)電源在武漢電信PSMS監(jiān)控系統(tǒng)中的接入方式和監(jiān)控功能測(cè)試方法，對(duì)其他類型的智能設(shè)備在動(dòng)力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中的接入與測(cè)試也具有一定的借鑒意義。