開(kāi)關(guān)電源在監控系統中的接入與測試

摘  要：本文通過(guò)從接入方式和監控測試兩個(gè)方面闡述智能開(kāi)關(guān)電源在武漢電信動(dòng)力及環(huán)
境集中監控系統中的接入，對其他類(lèi)型的智能設備在集中監控系統中的接入與測試也具有
一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源  集中監控系統  智能設備協(xié)議  監控功能測試

一、引言

　　動(dòng)力環(huán)境集中監控系統的監控對象包括智能設備和非智能設備，兩者最大的區別在于智能設備本身具有數據采集能力并提供標準通信接口，可以直接接入監控系統，依據生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的協(xié)議來(lái)實(shí)現三遙功能；而非智能設備必須采用增設傳感器、變送器、接觸器等方式來(lái)進(jìn)行數據采集實(shí)現監控。非智能設備的監控接入實(shí)現起來(lái)相對簡(jiǎn)單，而智能設備的接入調試由于涉及到的技術(shù)點(diǎn)比較多，相對復雜，它是監控系統準確運行和功能實(shí)現的關(guān)鍵。

　　武漢電信動(dòng)力環(huán)境集中監控系統中涉及到的智能設備有開(kāi)關(guān)電源、柴油發(fā)電機組、UPS不間斷電源、專(zhuān)用空調和智能門(mén)禁。而由于開(kāi)關(guān)電源設備數量及品牌眾多，所以其接入監控情況最為復雜。其中，洲際DUM14開(kāi)關(guān)電源具有一定的代表性，下面主要以此為例談?wù)勯_(kāi)關(guān)電源在集中監控系統中的接入與測試。

二、開(kāi)關(guān)電源在監控系統中的接入

　　1． 智能設備協(xié)議

　　智能設備可以無(wú)需采集器而直接接入集中監控系統，主要依據的是智能設備協(xié)議。智能設備生產(chǎn)廠(chǎng)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) 數據包協(xié)議：數據包的具體意義，如哪些字節表示通道號，哪些字節表示信號值。

　　2．電氣協(xié)議

　　集中監控系統一般采用串行異步通信方式實(shí)現智能設備與監控主機之間的通信。串行
通信有多種接口方式。監控系統中常用的有RS232、RS422和RS485方式。
開(kāi)關(guān)電源的遠端監控一般是通過(guò)監控模塊來(lái)實(shí)現的。如DUM14電源通過(guò)DK04監控
模塊提供RS232方式和RS485方式兩種接口方式與計算機通信。RS232方式適于點(diǎn)到點(diǎn)的通信，且傳輸距離不超過(guò)15米；RS485方式適于多點(diǎn)到多點(diǎn)的通信，通過(guò)DATA+、DATA-組成串行總線(xiàn)，可連接多臺具有相同通信協(xié)議、不同地址的智能設備，其傳輸距離可達1000米。

　　3． 通信協(xié)議

　　串行通信時(shí)數據一幀一幀地傳輸，幀格式和通信速率一起稱(chēng)為通信協(xié)議。在監控系統
中，串口設置的通信格式為“波特率，校驗方式，數據位位數，停止位位數”。
武漢電信常見(jiàn)幾種開(kāi)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(wú)校驗位，數據位8位，停止位1位。

中達電源為“1200，N，8，1”， 即通信速率為1200bps，無(wú)校驗位，數據位8位，停止位1位。

西門(mén)子電源為“2400，E，8，1”，即通信速率為2400bps，偶校驗，數據位8位，停止位1位。

4． 接線(xiàn)方式

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

　　直通線(xiàn)：即相同信號（RxD對RxD、TxD 對TxD）相連，用于DTE（數據終端設備）與DCE（數據通信設備）相連。如計算機與HUB、計算機與MODEM。

　　交叉線(xiàn)：即不同信號（RxD對TxD、TxD 對RxD）相連，用于DTE（數據終端設備）與DTE（數據終端設備）相連。如計算機與計算機、計算機與智能設備。

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

　　(3) 智能開(kāi)關(guān)電源接入集中監控系統通常為RS232方式，而前置機安裝的多串口卡
C320為RS422方式，所以通過(guò)艾默生公司OCI-6通信接口轉換器實(shí)現RS232向RS422的轉換。智能開(kāi)關(guān)電源（如：DUM14電源、中達電源等）的RS232通信口常見(jiàn)為DB9針公頭，其接線(xiàn)方式如圖2：

　　在接入調試時(shí)也可通過(guò)RS232方式直接與便攜計算機相連，接線(xiàn)方式如圖3：

　　(4) 智能設備通信口的定義根據廠(chǎng)家提供的協(xié)議來(lái)決定，所以不同智能設備的接線(xiàn)
方式也是不同的。如西門(mén)子開(kāi)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(xiàn)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(xiàn)時(shí)還需連接握手信號，即4-6、7-8短接。

　　5．軟件實(shí)現方式

　　武漢電信PSMS集中監控系統采用動(dòng)態(tài)庫+配置庫共同完成對智能設備的三遙功能。動(dòng)態(tài)庫為監控廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)的智能設備驅動(dòng)程序，由它完成信號的采集工作，由配置庫定義信號的性質(zhì)、告警條件、存儲周期和閥值等，完成對數據的后期處理。不同類(lèi)型的監控模塊對應不同的動(dòng)態(tài)庫和配置庫。

三、開(kāi)關(guān)電源的監控功能測試

　　開(kāi)關(guān)電源接入集中監控系統并調試成功后，還需要對監控功能進(jìn)行詳細測試。以下測試信號和測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集中監控系統中對DUM14開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行的初驗測試為依據，對于不同的監控系統、不同的開(kāi)關(guān)電源，其測試信號名稱(chēng)和測試方法可能略有差異。

　　以下監控內容，并未包括開(kāi)關(guān)電源監控模塊所能提供的所有項目，之所以只選取部分項目，是基于對監控系統運行速度及易用性，可靠性等方面綜合考慮的結果。在廠(chǎng)家提供的協(xié)議的范圍內，可以結合自身情況進(jìn)行取舍。例如：廠(chǎng)家提供的日期，時(shí)間功能就沒(méi)有必要采集，以節省系統資源。

1.模擬量

　　模擬量的測試方法是將監控系統的顯示值與開(kāi)關(guān)電源監控模塊的顯示值進(jìn)行逐項比對，兩者一致即為測試通過(guò)。

　　需要注意的是：

　　當溫度監控值為與實(shí)際溫度不符，但與監控模塊顯示值相符時(shí)，原因為未安裝溫度傳感器。

　　當交流輸入電壓或電流監控值與實(shí)際測量值不符，但與監控模塊顯示值相符時(shí)，原因為開(kāi)關(guān)電源交流輸入信號采樣線(xiàn)未接。

2．開(kāi)關(guān)量（以DUM14電源監控測試為例）

測試信號 測試方法 DK04顯示
工作方式浮充均充 改變開(kāi)關(guān)電源工作狀態(tài)，查看該信號監控值是否與DK04顯示值一致。 浮充燈（綠）均衡燈（黃）
均充開(kāi)關(guān)位置自動(dòng)手動(dòng) 改變開(kāi)關(guān)電源均充開(kāi)關(guān)位置，查看該信號監控值是否與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(kāi)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(kāi)一個(gè)整流模塊交流輸入開(kāi)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(kāi)兩個(gè)以上的整流模塊交流輸入開(kāi)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保險；2個(gè)信號保險分別對應2個(gè)電池保險。 熔絲故障
環(huán)境溫度過(guò)高 環(huán)境溫度超過(guò)50℃產(chǎn)生告警。由于告警閥值不可修改所以一般無(wú)法模擬。 系統溫度過(guò)高
電池溫度高 降低設定值至低于當前電池組溫度。  電池溫度過(guò)高
負載電壓高 降低設定值至低于當前系統電壓。 輸出電壓過(guò)高
負載電壓低 提高設定值。（該閥值最大僅為52V，所以在浮充時(shí)不告警，可設定為52V并在電池放電時(shí)測試告警） 輸出電壓過(guò)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(kāi)交流屏對應的開(kāi)關(guān)電源輸入空開(kāi)，做模擬停電告警測試。 市電故障整流器告警電池放電
充電限流 電池放電后數分鐘，交流屏輸入空開(kāi)合閘。系統進(jìn)入均充限流；若系統未進(jìn)入限流狀態(tài)，可能是充電限流設定值太大，可適當降低設定值，使系統進(jìn)入充電限流。 充電限流
整流模塊高壓關(guān)機 在一個(gè)整流模塊上，降低Vhvsd設定值（過(guò)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。使該模塊恢復正常時(shí)需要進(jìn)行復位操作。 整流模塊DMA:HVSD監控模塊DK04:整流模塊告警

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

3.遙控/謠調量（以DUM14電源監控測試為例）

測試信號 測試方法
關(guān)閉所有整流器命令 監控系統發(fā)出遙控命令，查看DUM14電源整流模塊是否執行命令和響應時(shí)間。
打開(kāi)所有整流器命令
均充命令 監控系統發(fā)出遙控命令，查看DUM14電源是否執行命令和響應時(shí)間。（注：均充開(kāi)關(guān)位置在自動(dòng)或手動(dòng)時(shí)均能實(shí)現遙控）
浮充命令
浮充電壓設定值 遙調步長(cháng)值建議為0.1或0.2。遙調范圍為36~65V。
電流限流設定值 遙調步長(cháng)值建議為10。遙調范圍為1~9900A。
電壓高告警設定值 遙調步長(cháng)值建議為0.1或0.2。遙調范圍為50~58V。
電壓低告警設定值 遙調步長(cháng)值建議為0.1或0.2。遙調范圍為44~52V。
電池溫度高告警設定值 遙調步長(cháng)值建議為1。遙調范圍為20~99℃。
均充周期 遙調步長(cháng)值建議為1。遙調范圍為1~99星期。
自動(dòng)均充持續時(shí)間 遙調步長(cháng)值建議為1。遙調范圍為1~99小時(shí)。
系統均充啟動(dòng)電壓 遙調步長(cháng)值建議為0.1或0.2。遙調范圍為36~65V。
均充電壓設定值 遙調步長(cháng)值建議為0.1或0.2。遙調范圍為36~65V。
溫度補償系數 遙調步長(cháng)值建議為0.2。遙調范圍為0.1~5.0mV/℃/cell。
交流電流量程 遙調步長(cháng)值建議為10。遙調范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時(shí)按B1與B4鍵)。
負載電流量程 遙調步長(cháng)值建議為10。遙調范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時(shí)按B1與總和鍵) 。
電池電流量程 遙調步長(cháng)值建議為10。遙調范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時(shí)按B2與總和鍵)。
整流模塊個(gè)數 遙調步長(cháng)值建議為1。遙調范圍為1~100個(gè)(DK04查看方式為同時(shí)按B3與總和鍵)。

　　注:1） 以上遙調步長(cháng)及范圍僅針對DUM14開(kāi)關(guān)電源，對不同的開(kāi)關(guān)電源請參照設備說(shuō)明書(shū)。遙調量的測試建議按說(shuō)明書(shū)推薦的步長(cháng)值，在調整范圍內測試，否則可能造成遙調不成功。2） 注意在測試完成后恢復開(kāi)關(guān)電源正常的工作參數和工作狀態(tài)。

五、結束語(yǔ)

　　智能開(kāi)關(guān)電源的監控是動(dòng)力及環(huán)境集中監控系統的一項重要內容，也是影響監控系統功能實(shí)現的關(guān)鍵。本文通過(guò)以DUM14開(kāi)關(guān)電源為例，闡述智能開(kāi)關(guān)電源在武漢電信PSMS監控系統中的接入方式和監控功能測試方法，對其他類(lèi)型的智能設備在動(dòng)力及環(huán)境集中監控系統中的接入與測試也具有一定的借鑒意義。