CN112421769A - 一种通信电源设备智能远程监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信电源设备智能远程监控系统，该系统包括主控站、数据实时采集元件、PLC监控模块和交／直流配电监控模块；所述数据实时采集元件将采集到通信电源设备的非线性非电信号转换为线性电信号，经A／D转换后送到PLC监控模块；所述PLC监控模块通过巡检MODEM将数据送入主控站进行处理；所述主控站通过同叫MODEM传送指令给PLC监控模块，PLC监控模块通过PLC控制自动负载转换开关对交／直流配电监控模块进行控制。本发明系统采用集散式测量系统和双重测量控制管理模式设计思路，方便扩展而且由于计算机软硬件方面的密切配合，将监控系统引起的故障因素减小到了最低水平；还可根据用户的具体需求采用特殊的通讯协议进行柴油发电机通信控制。

Description

一种通信电源设备智能远程监控系统
技术领域
本发明涉及一种通信电源设备智能远程监控系统，属于电力通信设备技术领域。
背景技术
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行，电力通信网络对电力智能系统的应用有着十分重要的促进作用，在保证电能源的源源不断接入的同时，还提供信息通信的功能。
电力专用通信网络覆盖电力系统各种电压等级的关键节点，承载着越来越多的电网安全稳定控制、继电保护、调度自动化、用电信息采集、生产指挥和营销系统等的数字、语音、视频等实时信息，是实现电力流、信息流、业务流高度一体化融合的重要基础，支撑现代高科技智能电网安全、稳定、经济运行。因此，电力通信网络对国家电力的发展以及社会的文明进步都起着极为重要的作用。
通信电源通常被称为通信设备的“心脏”，在通信局或通信站中，具有无可比拟的重要地位。随着相关学科理论和技术的不断发展，通信电源也在不断发展进步，主要表现为供电方式由集中供电向分散供电发展、电力电子新技术在整流器中的运用、免维护蓄电池的应用和电源集中组网监控等等。通信电源系统为电力信息通信网络基础平台的正常运行提供不间断的动能，是确保电力专用信息通信网络持续稳定运行的关键设备。由于通信网络全程全网互联互通的特点，一旦电源出现故障，影响的不只是一个电力通信站点，将可能波及通信网络系统的其他相关站点，甚至造成大面积信息通信中断，危及高度依赖实时信息的智能电网安全稳定运行。
通信电源设备是现代通信系统中的重要组成部分，是为通信设备提供安全、可靠、高效、稳定、不间断的能源随着科技水平的进步，对于通信电源设备性能的要求也逐步提高。除必须满足基本的功能外。还要求具备交流配电、自动切换、直流配电、远程智能集中监控以及电池自动管理等功能。从而满足网络管理的需求在电信系统程控交换机绝对不能停止供电。必须有后备蓄电池。并用柴油发电机给后备蓄电池充电因此需进行柴油发电机与市电之间的切换，如用人工方法，操作难度大且无法快速反应，可能损坏昂贵的程控交换机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种通信电源设备智能远程监控系统，对通信电源进行实时监控，根据电源系统当前数据对应急电源模块进行智能化管理，保证通信设备供电电源的稳定可靠。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种通信电源设备智能远程监控系统，该系统包括主控站、数据实时采集元件、PLC监控模块和交／直流配电监控模块；
所述数据实时采集元件将采集到通信电源设备的非线性非电信号转换为线性电信号，经A／D转换后送到PLC监控模块；
所述PLC监控模块通过巡检MODEM将数据送入主控站进行处理；
所述主控站将接收到的数据与设定值进行比较，若数据超出设定值设定阈值范围，则报警，同时主控站通过同叫MODEM传送指令给PLC监控模块，PLC监控模块通过PLC控制自动负载转换开关对交／直流配电监控模块进行控制。
作为本发明的进一步改进，
所述PLC监控模块将数字信号进行编码并经由RS485／RS232转换模块转换为RS485或RS232通讯协议的数据格式，经过MODEM传输到公共电话网，再通过巡检MODEM将数据送入主监控计算机进行处理，在主控站的监控屏上显示结果。
作为本发明的进一步改进，
所述主控站的指令数据通过同叫MODEM传输到公共电话网，再通过MODEM经由RS485／RS232转换模块转换为RS485或RS232通讯协议的数据格式传输到PLC监控模块。
作为本发明的进一步改进，
当市电供电正常时，柴油发电机怠速运行处于状态，PLC控制自动负载转换开关接通市电供给AC／DC整流模块，AC／DC整流模块输48V直流电供程控交换机使用，同时对通信电源设备的蓄电池进行浮充充电。
作为本发明的进一步改进，
当市电供电故障时，由自动负载转换开关ALTS切换为由柴油发电机给AC／DC整流模块供电，AC／DC整流模块输出直流电供给程控交换机和蓄电池。
作为本发明的进一步改进，
该系统架构构建为三层架构形式，分别为上层主控站监控模块、中间层监控模块和底层监控模块，实现对通信电源设备的三级监控；
所述上层主控站监控模块、中间层监控模块和底层监控模块均采用时数据采集元件对通信电源设备的参数进行采集。
作为本发明的进一步改进，
所述上层主控站监控模块通过RS～232标准接口或者MODEM与交／直流配电监控模块连接；
所述PLC监控模块与主监控计算机有两种通讯接口，分别为：RS-232接口和MODEM接口。
作为本发明的进一步改进，
所述中间层监控模块将交／直流配电监控模块和柴油发电机监控模块通过RS-232接口发送来的数据汇总并处理，汇总和处理后的数据通过MODEM传输到公用电话网，经过巡检MODEM交给主控站的PC机进行处理，并根据处理信息实施自动化管理及报警控制，组成集散式测量系统。
作为本发明的进一步改进，
所述底层监控模块采用分立元件采集数据，再通过RS-232接口送到所述PLC监控模块进行处理。
作为本发明的进一步改进，
直流配电监控模块监测蓄电池充、放电电流，负载的总电流及各路负载熔断器通断状态，蓄电池电压是否过压、欠压、充电是否过流状态信息，并能接收来自主控站的控制命令接通或断开对蓄电池的充、放电操作；
交流配电监控模块监测交流三相电压、市电电网过压、欠压、缺相、停电以及空气开关是否跳闸状态信息，在市电停电时，接受主控站的控制命令由自动负载转换开关ALTS断开市电供电回路并接通蓄电池为电力通信设备的交换机过渡性供电，同时启动柴油发电机通过AC／DC整流模块程给电力通信设备的交换机供电：当市电重新恢复正常后，切断柴油发电机供电线路并由PLC控制自动负载转换开关接通市电给电力通信设备的交换机供电。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明利用PLC技术和电话网络对通信电源设备智能远程监控，为通信电源远程监控系统的发展和完善提供了更加便利的条件。该系统采用集散式测量系统和双重测量控制管理模式设计思路，方便扩展而且由于计算机软硬件方面的密切配合，将监控系统引起的故障因素减小到了最低水平；还可根据用户的具体需求采用特殊的通讯协议进行柴油发电机通信控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是通信电源设备的组成框图；
图2是锂电池组及保护板的接线图；
图3是本发明的工作原理框图；
图4是本发明系统架构图；
图5是本发明底层监控模块结构框图；
图6是本发明的功能框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
通信电源设备由交流配电、整流柜、直流配电和监控模块组成，如图1所示交流配电柜主要完成市电输入或油机输入切换和交流输分配功能，一般要求具有单面操作维护、实时状态显示和告警等功能：直流配电柜主要完成直流输出路数分配、电池接入和负载边接等功能，一般要求可自由线，可出面操作维护，可实现柜内并机和柜外并机，具有状态显示和告警功能能检测每一路熔断器的通断状态：整流柜的主要功能是将输入交流电转换输出为满足通信要求的直流电源，它一般由多台整流模块并联组成，共同分担负载。
并能良好地均分负载，单模块故障不应影响系统丁作电源模块采用低压差自入均流技术，使模块间的电流不均衡度小于3％，并具有输出短路故障自动恢复功能。
目前锂电池工作温度和电压、电流等保护控制技术较为成熟可靠，在不同的单体锂电池串、并联方式组成的锂电池组中的任一单体电池的温度等都可收到有效的保护和控制，使锂电池整体工作在可控在空状态，因此，本实施例中的蓄电池选用锂电池组。如图2所示，本实施例锂电池组及保护板的接线图，从锂电池组的负极引线至B-口，从保护板P-口引线出来作为负载的负极，松保护板CH-口引线出来作为充电器的负极，从电池组正极引线出来作为负载或充电器的正极。
如图3-5所示，
一种通信电源设备智能远程监控系统，该系统包括主控站、数据实时采集元件、PLC监控模块和交／直流配电监控模块；
所述数据实时采集元件将采集到通信电源设备的非线性非电信号转换为线性电信号，经A／D转换后送到PLC监控模块；
所述PLC监控模块通过巡检MODEM将数据送入主控站进行处理；
所述主控站将接收到的数据与设定值进行比较，若数据超出设定值设定阈值范围，则报警，同时主控站通过同叫MODEM传送指令给PLC监控模块，PLC监控模块通过PLC控制自动负载转换开关对交／直流配电监控模块进行控制。
具体的，所述PLC监控模块将数字信号进行编码并经由RS485／RS232转换模块转换为RS485或RS232通讯协议的数据格式，经过MODEM传输到公共电话网，再通过巡检MODEM将数据送入主监控计算机进行处理，在主控站的监控屏上显示结果。
具体的，所述主控站的指令数据通过同叫MODEM传输到公共电话网，再通过MODEM经由RS485／RS232转换模块转换为RS485或RS232通讯协议的数据格式传输到PLC监控模块。
具体的，当市电供电正常时，柴油发电机怠速运行处于状态，PLC控制自动负载转换开关接通市电供给AC／DC整流模块，AC／DC整流模块输48V直流电供程控交换机使用，同时对通信电源设备的蓄电池进行浮充充电。
具体的，当市电供电故障时，由自动负载转换开关ALTS切换为由柴油发电机给AC／DC整流模块供电，AC／DC整流模块输出直流电供给程控交换机和蓄电池。
具体的，该系统架构构建为三层架构形式，分别为上层主控站监控模块、中间层监控模块和底层监控模块，实现对通信电源设备的三级监控；
所述上层主控站监控模块、中间层监控模块和底层监控模块均采用时数据采集元件对通信电源设备的参数进行采集。
数据采集元可采用各类传感器，如霍尔传感器，负责实时检测柴油发电机的转速等参数。
具体的，所述上层主控站监控模块通过RS～232标准接口或者MODEM与交／直流配电监控模块连接；
所述PLC监控模块与主监控计算机有两种通讯接口，分别为：RS-232接口和MODEM接口。
具体的，所述中间层监控模块将交／直流配电监控模块和柴油发电机监控模块通过RS-232接口发送来的数据汇总并处理，汇总和处理后的数据通过MODEM传输到公用电话网，经过巡检MODEM交给主控站的PC机进行处理，并根据处理信息实施自动化管理及报警控制，组成集散式测量系统。
PLC监控模块的运行参数，柴油机输出电压、电流、频率；负载(蓄电池)电压；充放电电流；市电电网电压、三相电流、电网频率；柴油发电机转轴转速、油压、油位、水箱水温等参数：自动负载转换开关工作状态。
PLC监控模块可获得故障报警信息，直流配电各输出支路熔断器通断状态：蓄电池组熔断器通断状态：蓄电池充电电流是否过大，电池电压欠压、过压情况；市电电网停电、缺相，电网电压过压、欠压情况；柴油发电机转轴转速、油压、油位、水箱水温异常；柴油机输出电压、电流、缺相、频率的异常；自动负载转换开关工作异常。
PLC监控模块可对系统实施的控制，油机的开启、停止和怠速运行状态：油机的油门大小(用直流电机)；对交流屏中的自动负载转换开关进行控制：交／直流屏和油机中的各电路输入输出回路的通断：PLC监控模块汇集系统的各种数据和工作状态。通过整理、分析，并向监控计算机报告。有紧急情况时将自动进行应急措施处理，并向监控中心报警。
具体的，所述底层监控模块采用分立元件采集数据，再通过RS-232接口送到所述PLC监控模块进行处理。
具体的，直流配电监控模块监测蓄电池充、放电电流，负载的总电流及各路负载熔断器通断状态，蓄电池电压是否过压、欠压、充电是否过流状态信息，并能接收来自主控站的控制命令接通或断开对蓄电池的充、放电操作；
交流配电监控模块监测交流三相电压、市电电网过压、欠压、缺相、停电以及空气开关是否跳闸状态信息，在市电停电时，接受主控站的控制命令由自动负载转换开关ALTS断开市电供电回路并接通蓄电池为电力通信设备的交换机过渡性供电，同时启动柴油发电机通过AC／DC整流模块程给电力通信设备的交换机供电：当市电重新恢复正常后，切断柴油发电机供电线路并由PLC控制自动负载转换开关接通市电给电力通信设备的交换机供电。
作为进一步的优化，本监控系统还包括柴油发电机监控部分，负责监测发电机机轴转速、发电机冷却水箱水温、发电机油压(用于控制柴油机油门)、柴油机燃油油位、发电输出的交流电电压、电流是否过高或过低、或缺相及输出交流频率等状态信息。同时。接受控制命令调整柴油发电机的工作状态如加大、减小油门提高输出功率，油机进入不同工作状态如怠速运行、急停或正常发电状态等。
如图6所示，本监控系统在Windows2000或Win7环境下利用具有较强数据库管理功能的Delphi语言进行编程，系统监控功能框图如图6所示，监控系统控制连接数据采集模块、控制操作模块、数据管理模块和报警模块，实现对柴油发电机的数据采集、控制和检测，数据采集模块负责对柴油发电机的各项状态参数进行采集；控制操作模块负责对柴油发电机实施启动、停止和急停等操作；数据管理模块主要包括对柴油发电机转速 、油机油温等进行数据查询，对油机供电状态 、切换屏设定状态等进行状态查询，对电池电压是否偏低等进行故障查询；报警模块对柴油发电机参数异常时发出报警信号。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：该系统包括主控站、数据实时采集元件、PLC监控模块和交／直流配电监控模块；
所述数据实时采集元件将采集到通信电源设备的非线性非电信号转换为线性电信号，经A／D转换后送到PLC监控模块；
所述PLC监控模块通过巡检MODEM将数据送入主控站进行处理；
所述主控站将接收到的数据与设定值进行比较，若数据超出设定值设定阈值范围，则报警，同时主控站通过同叫MODEM传送指令给PLC监控模块，PLC监控模块通过PLC控制自动负载转换开关对交／直流配电监控模块进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：所述PLC监控模块将数字信号进行编码并经由RS485／RS232转换模块转换为RS485或RS232通讯协议的数据格式，经过MODEM传输到公共电话网，再通过巡检MODEM将数据送入主监控计算机进行处理，在主控站的监控屏上显示结果。
3.根据权利要求2所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：所述主控站的指令数据通过同叫MODEM传输到公共电话网，再通过MODEM经由RS485／RS232转换模块转换为RS485或RS232通讯协议的数据格式传输到PLC监控模块。
4.根据权利要求3所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：当市电供电正常时，柴油发电机怠速运行处于状态，PLC控制自动负载转换开关接通市电供给AC／DC整流模块，AC／DC整流模块输48V直流电供程控交换机使用，同时对通信电源设备的蓄电池进行浮充充电。
5.根据权利要求3所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：当市电供电故障时，由自动负载转换开关ALTS切换为由柴油发电机给AC／DC整流模块供电，AC／DC整流模块输出直流电供给程控交换机和蓄电池。
6.根据权利要求3所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：该系统架构构建为三层架构形式，分别为上层主控站监控模块、中间层监控模块和底层监控模块，实现对通信电源设备的三级监控；
所述上层主控站监控模块、中间层监控模块和底层监控模块均采用时数据采集元件对通信电源设备的参数进行采集。
7.根据权利要求6所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：所述上层主控站监控模块通过RS～232标准接口或者MODEM与交／直流配电监控模块连接；
所述PLC监控模块与主监控计算机有两种通讯接口，分别为：RS-232接口和MODEM接口。
8.根据权利要求6所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：所述中间层监控模块将交／直流配电监控模块和柴油发电机监控模块通过RS-232接口发送来的数据汇总并处理，汇总和处理后的数据通过MODEM传输到公用电话网，经过巡检MODEM交给主控站的PC机进行处理，并根据处理信息实施自动化管理及报警控制，组成集散式测量系统。
9.根据权利要求6所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：所述底层监控模块采用分立元件采集数据，再通过RS-232接口送到所述PLC监控模块进行处理。
10.根据权利要求9所述的一种通信电源设备智能远程监控系统，其特征在于：直流配电监控模块监测蓄电池充、放电电流，负载的总电流及各路负载熔断器通断状态，蓄电池电压是否过压、欠压、充电是否过流状态信息，并能接收来自主控站的控制命令接通或断开对蓄电池的充、放电操作；
交流配电监控模块监测交流三相电压、市电电网过压、欠压、缺相、停电以及空气开关是否跳闸状态信息，在市电停电时，接受主控站的控制命令由自动负载转换开关ALTS断开市电供电回路并接通蓄电池为电力通信设备的交换机过渡性供电，同时启动柴油发电机通过AC／DC整流模块程给电力通信设备的交换机供电：当市电重新恢复正常后，切断柴油发电机供电线路，并由PLC控制自动负载转换开关接通市电给电力通信设备的交换机供电。
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