開關電源在監(jiān)控系統(tǒng)中的接入與測試

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

關鍵詞：開關電源  集中監(jiān)控系統(tǒng)  智能設備協(xié)議  監(jiān)控功能測試

一、引言

　　動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象包括智能設備和非智能設備，兩者最大的區(qū)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(jiān)控系統(tǒng)，依據生產廠家提供的協(xié)議來實現三遙功能；而非智能設備必須采用增設傳感器、變送器、接觸器等方式來進行數據采集實現監(jiān)控。非智能設備的監(jiān)控接入實現起來相對簡單，而智能設備的接入調試由于涉及到的技術點比較多，相對復雜，它是監(jiān)控系統(tǒng)準確運行和功能實現的關鍵。

　　武漢電信動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的智能設備有開關電源、柴油發(fā)電機組、UPS不間斷電源、專用空調和智能門禁。而由于開關電源設備數量及品牌眾多，所以其接入監(jiān)控情況最為復雜。其中，洲際DUM14開關電源具有一定的代表性，下面主要以此為例談談開關電源在集中監(jiān)控系統(tǒng)中的接入與測試。

二、開關電源在監(jiān)控系統(tǒng)中的接入

　　1． 智能設備協(xié)議

　　智能設備可以無需采集器而直接接入集中監(jiān)控系統(tǒng)，主要依據的是智能設備協(xié)議。智能設備生產廠家提供的協(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) 數據包協(xié)議：數據包的具體意義，如哪些字節(jié)表示通道號，哪些字節(jié)表示信號值。

　　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現智能設備與監(jiān)控主機之間的通信。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。
開關電源的遠端監(jiān)控一般是通過監(jiān)控模塊來實現的。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算機通信。RS232方式適于點到點的通信，且傳輸距離不超過15米；RS485方式適于多點到多點的通信，通過DATA+、DATA-組成串行總線，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

　　串行通信時數據一幀一幀地傳輸，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”。
武漢電信常見幾種開關電源的通信協(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，無校驗位，數據位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，數據位8位，停止位1位。

4． 接線方式

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

　　直通線：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：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(jiān)控端局由于智能設備和監(jiān)控測點較多，而計算機只有1個或2個串口，所以需要在監(jiān)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) 智能開關電源接入集中監(jiān)控系統(tǒng)通常為RS232方式，而前置機安裝的多串口卡
C320為RS422方式，所以通過艾默生公司OCI-6通信接口轉換器實現RS232向RS422的轉換。智能開關電源（如：DUM14電源、中達電源等）的RS232通信口常見為DB9針公頭，其接線方式如圖2：

　　在接入調試時也可通過RS232方式直接與便攜計算機相連，接線方式如圖3：

　　(4) 智能設備通信口的定義根據廠家提供的協(xié)議來決定，所以不同智能設備的接線
方式也是不同的。如西門子開關電源的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，但在接線時還需連接握手信號，即4-6、7-8短接。

　　5．軟件實現方式

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

三、開關電源的監(jiān)控功能測試

　　開關電源接入集中監(jiān)控系統(tǒng)并調試成功后，還需要對監(jiān)控功能進行詳細測試。以下測試信號和測試方法是以武漢電信采用的艾默生網絡能源有限公司PSMS集中監(jiān)控系統(tǒng)中對DUM14開關電源進行的初驗測試為依據，對于不同的監(jiān)控系統(tǒng)、不同的開關電源，其測試信號名稱和測試方法可能略有差異。

　　以下監(jiān)控內容，并未包括開關電源監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)運行速度及易用性，可靠性等方面綜合考慮的結果。在廠家提供的協(xié)議的范圍內，可以結合自身情況進行取舍。例如：廠家提供的日期，時間功能就沒有必要采集，以節(jié)省系統(tǒng)資源。

1.模擬量

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

　　需要注意的是：

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

　　當交流輸入電壓或電流監(jiān)控值與實際測量值不符，但與監(jiān)控模塊顯示值相符時，原因為開關電源交流輸入信號采樣線未接。

2．開關量（以DUM14電源監(jiān)控測試為例）

測試信號 測試方法 DK04顯示
工作方式浮充均充 改變開關電源工作狀態(tài)，查看該信號監(jiān)控值是否與DK04顯示值一致。 浮充燈（綠）均衡燈（黃）
均充開關位置自動手動 改變開關電源均充開關位置，查看該信號監(jiān)控值是否與DK04顯示值一致。 自動位置（上）手動位置（下）
整流模塊通訊告警 關閉一個整流模塊的直流輸出開關。 整流器告警
整流模塊次要告警整流模塊通訊告警 斷開一個整流模塊交流輸入開關。 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 斷開兩個以上的整流模塊交流輸入開關。 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個信號保險分別對應2個電池保險。 熔絲故障
環(huán)境溫度過高 環(huán)境溫度超過50℃產生告警。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 降低設定值至低于當前電池組溫度。  電池溫度過高
負載電壓高 降低設定值至低于當前系統(tǒng)電壓。 輸出電壓過高
負載電壓低 提高設定值。（該閥值最大僅為52V，所以在浮充時不告警，可設定為52V并在電池放電時測試告警） 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 斷開交流屏對應的開關電源輸入空開，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，交流屏輸入空開合閘。系統(tǒng)進入均充限流；若系統(tǒng)未進入限流狀態(tài)，可能是充電限流設定值太大，可適當降低設定值，使系統(tǒng)進入充電限流。 充電限流
整流模塊高壓關機 在一個整流模塊上，降低Vhvsd設定值（過壓關斷的閥值電壓），最低值為54V。改變電源工作方式進入均充狀態(tài)，均充電壓高于54V則該模塊關閉。使該模塊恢復正常時需要進行復位操作。 整流模塊DMA:HVSD監(jiān)控模塊DK04:整流模塊告警

注:1) 開關量測試是監(jiān)控功能測試的重點，需要模擬多種告警，注意在測試完成后恢復開關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，而是在保證開關電源運行安全的前提下較為簡單的測試方法。

3.遙控/謠調量（以DUM14電源監(jiān)控測試為例）

測試信號 測試方法
關閉所有整流器命令 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)行命令和響應時間。
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)行命令和響應時間。（注：均充開關位置在自動或手動時均能實現遙控）
浮充命令
浮充電壓設定值 遙調步長值建議為0.1或0.2。遙調范圍為36~65V。
電流限流設定值 遙調步長值建議為10。遙調范圍為1~9900A。
電壓高告警設定值 遙調步長值建議為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 遙調步長值建議為1。遙調范圍為20~99℃。
均充周期 遙調步長值建議為1。遙調范圍為1~99星期。
自動均充持續(xù)時間 遙調步長值建議為1。遙調范圍為1~99小時。
系統(tǒng)均充啟動電壓 遙調步長值建議為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 遙調步長值建議為10。遙調范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時按B1與B4鍵)。
負載電流量程 遙調步長值建議為10。遙調范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時按B1與總和鍵) 。
電池電流量程 遙調步長值建議為10。遙調范圍為100~9900A(DK04查看方式為同時按B2與總和鍵)。
整流模塊個數 遙調步長值建議為1。遙調范圍為1~100個(DK04查看方式為同時按B3與總和鍵)。

　　注:1） 以上遙調步長及范圍僅針對DUM14開關電源，對不同的開關電源請參照設備說明書。遙調量的測試建議按說明書推薦的步長值，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關電源正常的工作參數和工作狀態(tài)。

五、結束語

　　智能開關電源的監(jiān)控是動力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的一項重要內容，也是影響監(jiān)控系統(tǒng)功能實現的關鍵。本文通過以DUM14開關電源為例，闡述智能開關電源在武漢電信PSMS監(jiān)控系統(tǒng)中的接入方式和監(jiān)控功能測試方法，對其他類型的智能設備在動力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中的接入與測試也具有一定的借鑒意義。