基于电源的分布式监控系统的设计方案

作者：陈桂友，张庆范，孙同景

1 前 言

通信在国民经济发展和人们的日常生活重占有十分重要的地位，通信设备是通信的基础，通信设备的可靠性直接影响整个通信系统能否畅通及其通信质量，通信设备中最主要的设备是程控交换机和通信电源系统。通信电源系统为整个通信系统提供电源，它的可靠性更不能被忽视。为了实现通信电源系统的无人值守，必须对系统中的电源设备进行监控。由于通信电源设备的分布位置比较分散，因而只能采用分布式的计算机监控系统。本文提出了一种分布式监控系统的设计方案，成功实现了对通信电源系统的监控，并实现了通信电源系统的无人值守。

2 通信电源系统分布式监控系统的总体结构

为了保证通信电源系统可靠地运行，必须利用计算机对电源系统的各个部分进行监测和控制，并把各个部分的信息汇总起来，进行集中监控，即实现分布式监控系统。通信电源分布式监控系统的结构框图如图1所示。

图1 通信电源分布式监控系统的结构框图

监控管理中心是整个电源系统的管理调度中心，其信息来自通信电源监控主机，与通信电源监控主机通过数据库建立联系，负责某个通信局或某个区域的通信电源的管理和调度。

通信电源监控主机通过RS485与交流配电柜监控模块、直流柜监控模块以及各个整流柜监控模块相连，其功能是全面监控管理电源系统的运行，设置更改运行参数，对电池地充放电实施全自动管理，记录、统计分析各种运行数据。当电源系统出现故障时，可以及时准确地记录故障发生原因、发生地点，指导管理人员及时采取相应的措施，缩短维修时间，保证电源系统长期、安全、稳定、可靠地运行，实现电源系统的“遥测、遥信、遥控、遥调”功能，它是实现通信电源系统实现无人值守的基础。

交流配电柜监控模块负责监测电网过压、欠压、缺相、停电以及空气开关是否跳闸、防雷器是否损坏等情况，并可在停电时自动接通直流照明开关。

直流配电柜监控模块负责监测蓄电池充放电电流、负载总电流、电池及各路负载熔断器通断状态、电池电源是否过压、欠压、充电是否过流等各种信息状态。

整流柜监控模块的功能有两个方面，一方面，接收从通信电源监控主机传送过来的各个设置参数，并根据设置参数对电力电子智能模块进行控制，如调整电力电子智能模块的输出电压、控制电力电子智能模块的开启和关停、对蓄电池进行均充或浮充控制等；另一方面，检测电力电子智能模块的运行参数，并将这些运行参数传送给通信电源监控主机，其中包括模块的输出电压、电流和工作温度、电网电压是否过高、过低、缺相等信息。交流柜监控模块、直流柜监控模块和各个整流柜监控模块是通信电源系统的控制基础。各个监控模块采用MCS-51单片机作为主控芯片。

3 通信电源系统分布式监控系统的软件设计

通信电源系统分布式监控系统的软件系统包括三部分，即监控管理中心的管理软件、通信电源监控主机的监控软件和各个监控模块的监控程序。其中监控管理中心的管理软件主要实现信息查询功能，即对每个电源系统的运行情况进行查询。通信电源监控主机的监控软件实现对各个监控模块进行运行参数的设置和实际运行参数的巡检功能，并将实际运行的信息通过网络传送到监控管理中心，以供监控管理中心中连接到网络上的计算机查询。这两部分的软件均采用Delphi 5.0编写，数据库引擎采用Borland公司的BDE（Borland Database Engine，所写为BDE）。由于各个监控模块使用MCS-51单片机作为主控芯片，因此其中的监控程序均使用汇编语言编写。监控管理中心的管理程序流程较简单，下面主要介绍通信电源监控主机上运行的监控程序流程和监控模块监控程序的主程序流程。

通信电源监控主机的定时巡测软件流程图如图2所示。

图2 通信电源监控主机的定时巡测软件流程图

该程序的主要功能是定时巡测各个监控模块，获取各个监控模块的数据，并向监控模块发送控制命令。其中的定时时间间隔为30秒，即每隔30秒，监控主机对各个监控模块巡测一遍，包括发送监控模块的地址，接收数据，将运行信息记录数据库等。通讯功能利用Windows API函数实现。系统采用的数据库为Microsoft SQL Server 7.0。用户可以通过该监控程序对整流模块进行参数设置和控制，如输出电压值、开关机控制、均充/浮充控制、均充/浮充自动切换定时设置等。

监控模块监控程序的主程序流程图如图3所示。

图3 监控模块监控程序的主程序流程图

系统 上电后，首先进行初始化，包括设置堆栈、中断方式、定时器设置等。然后判断均冲定时到否，若定时到，则送浮冲命令，进入浮冲充电方式。接着判断有无命令送来，若有命令，则对命令进行分析并执行，包括开机/关机控制、启动均冲充电方式、调节输出电压等。若没有命令，则读取整流模块的运行参数并进行处理。最后对采集到的数据进行显示，若有报警，则显示报警信息。

4 结 论

对通信电源实施分布式监控后，提高了通信电源的供电质量，减少了工作人员的维护工作量，基本实现了通信电源系统的无人值守。该项目的成功实施，带来了重大的经济效益和社会效益，并具有较好的应用推广价值。

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