转：通信机房动力环境监控系统对接入设备的要求和方法

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一、前言

通信电源集中监控技术在通信电源的应用，标志着通信电源的维护和管理从人工看守式的维护管理模式向计算机集中监控和管理模式转换，其目的：（1）与通信技术发展相适应，提高对通信电源设备的维护管理水平。
（2）提高通信电源供电质量，使供电系统有更高的可靠性和经济性。
（3）充分发挥计算机技术优势，使电源设备管理向自动化、智能化方向发展。
（4）实现通信电源设备少人、无人值守。
（5）提高维护效率，降低维护成本。

二、监控对象
动力监控系统的监控对象主要分为两大类：智能设备和非智能设备，两者最大的区别在于智能设备本身具有数据采集能力并提供标准通信接口，可以直接接入监控系统，依据生产厂家提供的协议来实现三遥功能；而非智能设备必须通过增设传感器、变送器、接触器等方式的改造使其具有和智能设备相同的数据采集能力，通过标准通信接口进行数据采集实现监控。非智能设备的监控接入实现起来相对简单，而智能设备的接入调试由于涉及到的技术点比较多，相对复杂，它是监控系统准确运行和功能实现的关键。
通信动力系统中智能设备种类很多，如智能空调，智能油机、智能开关柜、智能电表、智能开关电源、智能UPS等，智能的采集器也可看作是智能设备，如智能电池采集模块、智能模拟量采集模块、智能开关量输入输出模块等。这些智能设备具有以下几个方面特征：1.能够采集自身的信号，如工作电压、电流、温度等；2.能对采集的信号进行处理，如可根据信号值判断工作状态、产生告警信息等；3.都具有智能接口，常见的有串行接口和网络接口，能与计算机直接通信。

三、智能设备的协议
协议的内容包括电气协议、通信协议、数据包格式和数据数值的含义。
1.电气协议包括接口方式、针脚定义、接线方式。
  1)接口方式一般有RS232/RS485/RS485三种方式，RS232方式适于点到点的通信，且传输距离不超过15米；RS422方式和RS485方式都适于点到点和多点到多点的通信，可连接多台具有相同通信协议、不同地址的智能设备，传输距离可达1000多米，区别在于RS485方式为半双工方式。
  2)针脚定义规定信号的收、发等针脚位置，有些智能设备还特别要求要有握手信号。
  3)接线方式串行电缆连接时有两类连接方式，直通线：即相同信号（RxD对RxD、TxD 对TxD）相连，用于DTE（数据终端设备）与DCE（数据通信设备）相连。如计算机与MODEM；交叉线：即不同信号（RxD对TxD、TxD 对RxD）相连，用于DTE（数据终端设备）与DTE（数据终端设备）相连。如计算机与计算机、计算机与智能设备.
2.通信协议主要是指帧格式和速率，串行通信时数据一帧一帧地传输，帧格式包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位的组成，速率定义每秒多少位，帧格式和通信速率一起称为通信协议。在监控系统中，串口设置的通信格式为“波特率，校验方式，数据位位数，停止位位数”。如“9600，N，8，1”，即通信速率为9600bps，无校验位，数据位8位，停止位1位。中达电源为“1200，N，8，1”， 即通信速率为1200bps，无校验位，数据位8位，停止位1位。西门子电源为“2400，E，8，1”，即通信速率为2400bps，偶校验，数据位8位，停止位1位。
3.数据包格式是指对数据包内容的具体定义，如哪些是包头、版本号、设备类型，哪些是数据；对于数据段中各个数值表示的含义也要有明确定义。有很多的智能设备的数据包不符合相关的规范定义。

四、通信接口和通信协议转换
1.通信接口转换
通信接口转换可以用硬件直接来实现，如JCD-PS100就是实现RS232到RS232/422/485的双向接口方式转换的设备。
2.通信协议的转换
通信协议的转换可以通过监控主机直接通过动态库文件进行转换，也可通过在智能设备和监控主机之间加装协议转换器来实现，如JCD-PS100智能协议处理器，它是一个具有CPU、EPROM、RAM、串行通信口等组成的一台386计算机，根据智能设备的不同，装入不同设备的设备驱动程序，将从智能设备采集的数据转换并保存下来，它按照智能设备的速率进行采集刷新，并将采集的数据转换后记录下来，当监控主机要采集这台设备数据时直接将转换后的数据上报。
3. 硬件隔离
有的智能设备从接口和协议转换的角度看，可以直接接入监控主机，动力系统的安全，将监控系统和动力系统安全的考虑应从硬件进行电气隔离。通信接口和通信协议转换均具有光电隔离的功能。

五、系统采集方式
1.监控主机方式，如图5-1所示将监控主机安装在远端，监控主机的个通信口接入设备对应，各台设备可以和监控主机进行实时通信，利用多任务操作系统分别处理各台设备的数据。常用于设备和监测点多，且设备种类和结构复杂的局站。对于有人值守局站，值守人员可以通过监控主机进行实时操作和管理维护。

优点：结构简单，只需要一台PC机加装多串口卡即可，设备投资小，可以利用现有的网络将采集数据上报给服务器，
2.集中上报方式，如图5-2所示将一个局站或局房的多台设备使按照总线方式连接在一起，通过同一条总线依次上报数据。监控主机一般是安装于监控中心或区域中心，采用总线连接集中上报时要求接到总线上的智能设备接口方式相同，通信协议相同，设备的地址不同。不同设备通信协议要统一就要少不了协议转换器。由于数据是采用集中上报方式，增加了协议转换器的成本，但节省了监控主机的投资，同时协议转换器的维护量和稳定性要高于监控主机。因此适用于设备和监控点较少的局站。

六、JCD-PS100智能协议处理器的功能
1.转换智能设备通信协议，转换后的的通信协议符合有关规范；
2.可实现RS232/422/485至RS422/485之间的单向接口方式转换；
3.实现智能设备与监控系统间的隔离；自动采集和优选智能设备的数据，当接收到上位机采集指令时立即送出数据，能提高采集的响应速度；
4通信协议可用软件进行任意设置，对不同的智能设备具有很强的适应能力。
七、JCD-PS100智能协议处理器的应用方式
采用OCE的上报方式
图7-1为分别采用RS-422/485的两种上报方式。

2. JCD-PS100智能协议处理器的采集方式
一台OCE接入一台智能设备，如图7-2中2#OCE对智能电源的协议进行转换，将RS232接口转换为RS422接口，同时将智能电源与监控系统隔离开。
对多台相同的带地址识别设备可以使用一台OCE接入，如图7-2中1#OCE接入两台智能空调，两台智能空调的协议完全相同，只是地址不同。智能空调的通信接口应为RS422或RS485接口，接口也可用接口转换器进行转换。

有的智能设备从协议转换的角度看，可以直接接入监控主机，并不需要OCE，使用OCI-6进行接口转换和隔离即可，在实际应用时还是使用OCE进行接入。这是因为如果智能设备的接口方式本来就是RS422接口，与监控主机的串口卡接口方式相同时，需要两台OCI-6才能完成隔离功能，如图所示。同时监控主机对智能设备监控时采集周期要由智能设备所决定，且每个周期要将该设备的所有数据采集一遍，其中就包括了很多的无用的数据。选择OCE接入方式时，监控主机可以根据系统设置的周期下发采集信号，同时利用OCE进行数据筛选，这对在总线上连接的设备多时，提高响应速度有很大帮助，并且完成RS232/422/485至RS422/485接口方式的转换、隔离功能，只用一台OCE就完成隔离功能，并能保证监控系统的快速、稳定和组网方式的简单。如图7-3中用转换时要使用两台OCI-6且只能改变接口方式，不能改变数据量，而用一台OCE就可以改变接口方式，也可改变上报的数据量。

八、结束语
在监控系统中，采集接入设备的数据准确性和靠性直接影响到整个系统可靠性，正确的配置是系统功能实现的关键。在满足基本维护需求的前提下，尽量多的监测数据，以满足动力监控系统智能分析对大量原始数据的要求。动力监控系统的智能分析包括对开关电源设备的老化、磨损程度进行描述，对其可用性进行评估，对由于设备本身引起的故障进行预测，对电源系统已发生故障的原因进行分析、判断等。实现这一目标，将有大地提高维护质量，对于延长电源设备的使用寿命，保障通信通畅具有重要的意义。


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