第9章 集中监控系统-(通信专业实务-设备与环境)教材

第9章集中监控系统9.1集中监控系统概述9.1.1集中监控实施的背景及意义传统的维护模式要求电源设备的运行需要通过人工看守的方式，一小时一抄表地进行人工监视，通过大量报表，分析设备运行情况，判断和处理故障。这种方式，很难及时准确地发现和定位故障，尤其是对于一些可能影响设备供电的故障隐患，更是难以很好地进行判断和处理。随着我国电信事业的迅速发展，通信网络的规模不断扩大，需要操作与维护的设备种类和数量大幅度地提高，设备的技术含量和复杂度也越来越高，作为保障通信系统正常运行的“源动力”的通信电源系统，其稳定性和可靠性就显得尤为重要。而传统的维护模式显然己经不适合通信电源乃至整个通信事业的发展步伐。与此同时，计算机通信技术、电子技术、自动控制技术、传感器技术和人机系统技术的迅猛发展，计算机网络、办公自动化和工业自动控制的普及，为监控系统的发展创造了必要的客观条件。通信电源集中监控管理系统是一个分布式计算机控制系统（即所谓的集中管理和分散控制），它通过对监控范围内的通信电源系统和系统内的各个设备（包括机房空调在内）及机房环境进行遥测、遥信和遥控，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理监控数据，及时监测故障并 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 维护人员处理，从而达到少人或无人值守，实现通信电源系统的集中监控维护和管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性。实施集中监控的意义主要有以下几点。（1）既提高了电源维护管理水平，也提高了电源设备运行的稳定性和可靠性。一些高技术含量的电源设备本身可靠性较高，同时对环境要求较高，有人值守反而增加了故障隐患。通过监控系统可实现全天候实时、全面的设备以及环境监控，通过对采集的大量有用数据的分析与统计，使维护人员准确地掌控电源系统设备运行状况，有针对性地安排系统维护和设备检修，预防可能出现的故障，不断地优化电源系统，从而提高电源设备运行的稳定性和可靠性，进而提高通信电源供电质量。同时，监控系统可以自动记录电源设备的运行情况和故障后维护人员的处理过程，便于区分责任，有利于提高维护人员的管理效率和增加维护人员的责任心。（2）提高了电源设备运行的经济性，降低了运行成本。电力是一种能源，如何提高在传输、变换和使用中的效率，是电源维护的一个重要内容。随着单片机技术在智能电源设备中的广泛应用，设备本身的智能性和效率在不断地提高。监控系统发挥其在数据分析和处理以及控制上的优势，与智能设备相互配合，根据设备的实际运行情况，随时调整其运行参数，使设备始终工作在最佳状态，提高了电源设备运行的经济性，也延长了设备的使用寿命。（3）解放了劳动力，提高了电源维护工作的效率，降低了维护成本。长期以来，传统的通信电源维护被认为是劳动密集型的工作，这与以往电源设备技术含量低，可靠性不高，需要维护人员现场值守有关。随着近年来我国电信事业的迅速发展，通信网络的规模不断扩大，相应地电源设备的数量和种类都大大地增加，维护工作量也随之骤增，要解决这个矛盾，只有通过建设监控系统，实现对通信电源和机房环境的集中管理和维护，削减端局维护人员，大大减少维护人员总数，同时以地区为中心组建--支专业化水平高的维护力量，不但降低了维护成本，也使得维护质量大大提高。9.1.2集中监控具有的功能实施通信电源集中监控的目的，就是要将电源维护人员从烦琐的维护工作屮解放出来，提高劳动生产率，降低设备运行和维护成本，提高设备运行的可靠性和经济性。图9-1所示为监控系统工作过程示意图。由图中所示，监控的工作过程是双向的，一方面，被监控的电源设备和环境量需经过采集和转换成便于传输和计算机识别的数据形式，再经过网络传输到远端的监控计算机进行处理和维护，最后可通过人机交互界面和维护人员交流;另一方面，维护人员可通过交互界面发出控制命令，经过计算机处理后，传输至现场经控制命令执行机构使电源设备以及环境完成相应动作。智能分析功能以及帮助功能五个方面。1.监控功能监控功能是监控系统最基本的功能。这里“监”是指监视、监测，“控”是指控制，所以监控功能又可以简单地分为监视功能和控制功能。(1)监视功能监控系统能够对设备的实时运行状况和影响设备运行的环境条件实行不间断地监测，获取设备运行的原始数据和各种状态，以供系统分析处理。这个过程就是遥测和遥信。同时，监控系统还能够通过安装在机房里的摄像机，以图像的方式对设备、环境进行直接监视，并能通过现场的扩音器将声音传到监控中心，以帮助维护人员更加直观、准确地掌握设备运行状况，査找告警原因，及时处理故障。这个过程也常被称为遥像。监视功能要求系统具有较好的实时性、准确性和精确性。(2)控制功能监控系统能够把维护人员在业务台上发出的控制命令转换成设备能够识别的指令，使设备执行预期的动作，或进行参数调整。这个过程也就是遥控和遥调。监控系统遥控的对象包括各种被监控设备，也包括监控系统本身的设备，如对云台和镜头进行遥控，使之能够获取满意的图像。控制功能也同样要求系统具有较好的实时性和准确性。1.交互功能交互功能，是指监控系统与人之间相互对话的功能，也就是人机交互界面所实现的功能，包括以下几个方面。(1)图形界面监控系统运用计算机图形学技术和图形化操作系统，为我们提供了友好的图形操作界面，其内容包括：地图、空间布局图、系统网络图、设备状态示意图和设备树等。采用图形界面，使得维护人员的操作变得简单、直观而有效，并且不易出错。(2)多样化的数据显示方式监控系统给人们提供的数据显示方式不再是简单的文字和报表，而是文字与图形相结合，视觉与听觉相结合的多样化显示。(3)声像监控界面声像监控无疑让监控系统与人之间的相互对话变得更加形象直观，使得维护人员能够较为准确地了解现场一些实时数据监测所不能反映的情况，增强了维护和故障处理的针对性。2.管理功能管理功能是监控系统最重要和最核心的功能，它包括对实时数据、历史数据、告警、配置、人员以及档案资料的一系列管理和维护。(1)数据管理功能监控系统中所谓的数据，包括了反映设备运行状况和环境状况的所有监测到的数值、状态和告警。大量的数据在显示之后就被丢弃了，但也有许多数据(可能是未经显示的)对反映设备性能和长期运行状况、指导以后的维护工作具有相当重要的意义，因此需要对它们进行归档，保存到数据库中。为了节省磁盘空间，提高处理速度，这些数据可能被压缩或转换成计算机所能识别的格式进行存储。当数据被简单处理后，就以历史数据的形式被保存在磁盘中。为了了解一些设备的长期特性和运行状况，从中得出一些规律性和建设性的结论，经常需要查询历史数据。系统为用户提供了高效的搜索引擎和逻辑运算功能，以帮助用户迅速査找到所需耍的数据。大量的历史数据保存在有限的磁盘空间中，占用着宝贵的系统资源，当这些数据经过了一段时间后，对维护工作已经显得不是那么重要，却又有一定的留档价值的时候，就需要将它们导出到备份存储设备中，如光盘、磁带等。而当需要这些数据的时候，再将它们导入系统。这就是数据的备份和恢复。这项工作对系统的安全性也非常重要。经常将系统内的数据进行备份，在系统一旦因不可预见的原因而崩溃时，能够使损失减少到最低程度^数据处理和统计，即运用数学原理，通过计算机强大的处理能力，对大量杂乱无章的原始数据进行归纳、转换和统计，得出具有一定指导意义的统计数据，并从中找出一定的规律的过程。常见的统计运算有平均值、最大值、最小值和均方差等。同时，系统还能够根据用户的需要，生成各种各样的报表和曲线，为维护工作提供科学的依据。(2)告警管理功能我们知道，告警也是一种数据。但它与其他数据不同，有着其内容和意义上的特殊性。对告警的管理，除了数据管理功能所提到的内容外，还包括以下一些内容。告譬显示功能：告警显示与数据显示一样都具有多种不同的显示方式，所不同的是，告警必须能够根据其重要性和紧急性分等级显示。通常不同的告警等级以不同颜色的字体、指示灯或图标等在显示器或大屏幕上显示，同时还配以不同的语音信息或警报卢。此外，有些系统还运用行式打印机对告警信息进行实时打印。在具有图像监视的系统中，当被监视对象发生告警时，系统能够自动控制相应的矩阵切换、云台转动和镜头调整，使监视画面调整到发生告警的场地或设备，以进行远程监视，并控制录像机自动进行录像。这也即告警时图像联动功能。告瞀屏蔽功能：有些系统所监视到的告蝥信息，可能对维护人员来说不具有实际意义，或是因某种特殊原因而不需要让其告警，这时便需要由监控系统对这些告警信息进行屏蔽，使它们不再作为告警反映给维护人员。如在白天上班时一些有人值守的机房的红外和门禁告替，再如端局在对设备进行更换、扩容等施工时所产生的一些设备告窨等。当需要时再对这些告警项目进行恢复，取消屏蔽=告警过滤功能：监控系统的告警功能为及时发现并排除设备的故障提供了良好的帮助，但有时过多相关的告警信息又反而会使维护人员难以判断直接的故障原因，给维护工作带来麻烦。例如，停电时，交流配电、直流配电和整流器等都会发出相应的告警，可能一下子会在监控界面上产生几十条告蝥。这时需要系统能够根据预先设定的逻辑关系，判断出最关键、最根本的告警，而将其余关联的告聱过滤掉。这也是监控系统智能化的一个最基本要求。告瞀确认功能：在很多情况下，告警即意味着“不正常”,意味着故障或是警戒，及时处理各种故障和突发事件，是每一个维护人员的职责。告警确认功能使得这项职责更加有据可依。当维护人员对一条告警进行确认时，系统会自动记录F确认人、确认时间等信息，并根据需要打印维修派工单。告譬呼叫功能：当维护人员离开机房时，系统能够在产生告替时通过无线寻呼台向维护人员发出呼叫，并能够将告警名称、发生地点、发生时间和告窖等级等信息显示在维护人员的BP机上，为及时处理故障争得了宝贵的时间。(3)配置管理功能配置管理是指通过对监控系统的设置以及参数、界面等特性进行编辑修改，保证系统正常运行，优化系统性能，增强系统实用性。它包括参数配置功能、组态功能和校时功能三个方面。系统参数包括数据处理参数，如数据采样周期、数据存储周期和数据存储阀值等：告警设置参数，如告警上、下限，告警屏蔽时间段，是否启动声音告警等;通信与端口参数，如通信速率、串行数据位数、端口与模块数量和地址等;采集器补偿参数，如采集点斜率补偿、相位补偿和函数补偿等。组态功能是监控系统个性化的一个标志，体现了系统操作以人为中心的特点，提高了系统的适应性。组态功能包括界面组态、报表组态和监控点组态等。监控系统是一个实时系统，对时间的要求很高。如果系统各部分的时钟不统一，将会给系统的记录和操作带来混乱。系统的校时功能能够有效地防止这种混乱的发生。校时功能包括自动校时和手动校时。(4)安全管理功能这里“安全”包含两层含义，一是监控系统的安全，二是设备和人员的安全。监控系统采取了一些必要的措施来保证它们的安全，这项功能称为安全管理功能。为了保证监控系统的安全性，需要为每个登录系统的用户设置不同的用户账号、权限和口令。用户权限通常分为三种：一般用户、系统操作员和系统管理员，也有称为客人、用户和管理员。其中一般用户只能进行一些简单的浏览、査看和检索操作;系统操作员则能够在此基础上，进行告警确认、设备遥控以及一些参数配置等维护操作;系统管理员具有最高权限，除具有系统操作员的权限外，还能够进行全面的参数配置、用户管理和系统维护等操作。每个用户以不同的账号来区分，并以口令进行保护。系统的操作记录常常是査找故障、明确责任的重要依据。监控系统对维护人员所进行的所有的重要操作都进行了详细的记录，如登录、遥控、修改参数和增删监控点等。记录的内容包括操作的时间、对象、内容、结果和操作人等。遥控操作是通过业务台直接向设备发出指令，要求其执行相应动作的过程，不适当的遥控可能对设备造成损害，甚至造成人员伤亡。使用单位应针对监控系统制定详细的操作细则，以保证遥控操作的安全性。同时，在监控系统中也对遥控操作采取了一些相应的安全措施，如要求在对设备发出遥控命令时验证口令，再如在监控中心对设备进行遥控时，能够以声、光等信号提醒可能存在的现场人员警觉等。(5)自我管理功能自我管理，顾名思义，是监控系统对自身进行维护和管理的功能。按照要求，监控系统的可靠性必须高于被监控设备，自我管理功能是提高系统运行稳定性和可靠性的重要措施。监控系统自身必须保持健康，一个带病运行的系统是不能进行良好的监控管理的。系统的自诊断功能从系统自身的特点出发，对每个功能模块进行自我检査和测试，及时发现可能存在的病症，找出病因，提醒维护人员予以治疗解决。系统日志是系统记录自身运行过程中各种软事件的记录表，是系统进行自我维护的重要工具。建立完善的系统日志可以帮助维护人员发现监控系统中存在的异常，排除系统故障。(6)档案管理功能档案管理功能是监控系统的一项辅助管理功能。它将与监控系统相关的设备、人员和技术资料等内容作归纳整理，进行统一管理。设备管理功能将下属局(站)的所有重要电源设备以及监控系统的重要硬件设备进行统-管理，记录其名称、型号、规格、生产厂家、购买日期、启用日期、故障和维修情况等信息，以备查询。设备管理功能对设备维护以及监控系统本身的维护都具有重要的帮助作用。人员管理是指将监控中心及下属局(站)的相关电源维护管理人员登记造册，记录其姓名、职务和联系电话等与维护有关的内容，以方便管理维护工作的开展。监控系统在其建设的过程中，会形成大量的技术文档和资料，包括系统结构图、布局图、布线图、测点列表和器件特性等。这些资料对设备维护以及系统的维护、扩容和升级都具有相当重要的意义。利用计算机对这些资料进行集中管理，可以提高检索效率。智能分析功能智能分析功能是采用专家系统、模糊控制和祌经网络等人工智能技术，来模拟人的思维，在系统运行过程中对设备相关的知识和以往的处理方法进行学习，对设备的实时运行数据和历史数据进行分析、归纳，不断地积累 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 ，以优化系统性能，提高维护质量，帮助维护人员提高决策水平的各项功能的总称。常见的智能分析功能包括以下几个方面。(1)告警分析功能告蝥分析是指系统运用自身的专家知识库，对所产生的告警进行过滤、关联，分析告警原因，揭示导致问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 出现的根本所在，并提出解决问题的方法和建议。(2)故障预测功能故障预测即根据系统监测的数据，分析设备的运行情况，提前预测可能发生的故障，这项功能也被称为预告警功能。(3)运行优化功能运行优化是指系统根据所监测的数据，自动进行设备性能分析、节能效果分析等工作，给维护人员提供节能建议和依据，或者直接对设备的某些参数进行调整。智能分析功能的运用，使传统的监控理论向真正的智能化方向发展，拓宽了监控技术领域，具有划时代的意义。帮助功能一个完善的计算机系统I一定要有其完备的帮助功能。在监控系统中，帮助信息的方式是多种多样的。最常见的是系统帮助，它是一个集系统组成、结构、功能描述、操作方法、维护要点及疑难解答于一体的超文本，通常在系统菜单的“帮助”项中调用。系统帮助给用户提供了目录和索引等多种査询方式。此外，有的系统还为初使用的用户提供演示和学习程序，有的系统将一些复杂的操作设计成“向导”模式，逐步地指导用户进行正确的操作。随着多媒体技术在监控系统中的运用，还会出现语音、图像等方式的帮助信息，使维护人员能够更快、更好地使用监控系统。9.1.3集中监控的对象及内容通信局(站〉电源、空调环境集中监控管理系统是提高通信局(站)电源系统稳定、可靠安全供电和集中管理的一个重要环节。监控系统的目的是对监控范围内的电源系统、空调系统和系统内的各个设备及机房环境进行遥信、遥测、遥控，实时监视系统和设备运行状态，记录和处理监控数据，及时检测故障并通知维护人员处理，实现电源、空调的集中维护和优化管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性，达到通信局(站)少人或无人值守。典型的集中监控对象及内容介绍如下。1.高压配电设备(1)进线柜遥测：三相电压，三相电流。遥信：开关状态，过流跳闸告替，速断跳闸告警，接地跳闸告替，失压跳闸告蒈，接地跳闸告聱(可选)。(2)出线柜遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警，接地跳闸告警(可选)，失压跳闸告警(可选)，变压器过温告警，瓦斯告聱(可选)。(3)母联柜遥信：开关状态，过流跳闸告警，速断跳闸告警。(4)直流操作电源柜遥测：储能电压，控制电压。遥信：开关状态，储能电压高/低，控制电压高/低，操作柜充电机故障告警。2.变压器遥信：过温告警3.低压配电设备(1)进线柜遥测：三相输入电压，三相输入电流，功率因数，频字-.遥信：开关状态，缺相、过压、欠压告警。遥控：开关分合闸(可选)。(2)主要配电柜遥测：开关状态。遥信：开关分合闸(可选)》(3)稳压器遥测：三相输入电压，三相输入电流，=相输出电压，三相输出电流。遥信：稳压器工作状态(正常/故障，工作/旁路)，输入过压，输入欠压，输入缺相，输入过流。(4)电容器柜遥信：补偿电容器工作状态。4.柴油发电机组遥测：三相输出电压，三相输出电流，输出频率/转速，水温(水冷)/缸温(风冷)，润滑油油压，启动电池电压，输出功率。遥信：工作状态(运行/停止)，工作方式(自动/手动)，主备用机组，自动转换开关(ATS)状态，过压，欠压，过流，频率/转速高，水温高(水冷)/缸温高(风冷)，皮带断裂(风冷润滑油油温高，润滑油油压低，启动失败，过载，启动电池电压ft/低，燃油油位低，市电故障。充电机故障。遥控：开/关机，紧急停机，自动转换开关(ATS)转换，选择主备用机组信号。5.不间断电源(UPS)遥测：三相输入电压，直流输入电压，三相输出电压，三相输出电流，输出频率，标示格电池温度(可选)，标示蓄电池电压(可选)?遥信：同步/不同步状态，UPS/旁路供电。蓄电池放电电压低，市电故障，整流器故降。逆变器故障，旁路故降。6.逆变器遥测：交流输出电压，交流输出电流，输出频率，输入电压(可选)。遥信：输出电压过压/欠压，输出过流，输出频率过高/过低。7.整流配电设备(1)交流屏(或交流配电单元)遥测：三相输入电压，三相输出电流，输入频率(可选)。遥信：三相输入过压/欠压，缺相，三相输出过流，频率过高/过低，熔丝故障，开关状态。(2)整流器遥测：整流器输出电压，每个模块输出电流。遥信：每个整流模块丨：作状态(开/关机，均/浮充/测试，限流/不限流)，故障/正常。遥控：开/关机，均/浮充，测试。(3)直流屏(或直流配电单元)遥测：直流输出电压，总负载电流，主要分路电流，蓄电池充、放电电流。遥信：直流输出电压过压/欠压，箱电池熔丝状态，主要分路熔丝/开关状态。8.蓄电池监测装置遥测：蓄电池组总电压，每只蓄电池电压，标示电池温度，每组充、放电电流，每组电池安时量(可选)。遥信：蓄电池组总电压高/低，每只莆电池电压高/低，标示电池温度卨，充电电流尚。9.分散空调设备遥测：空调主机工作电压，工作电流，送风温度，回风温度，送风湿度，回风湿度。压缩机吸气压力，压缩机排气压力。遥信：开/关机状态，电压、电流过高/低，回风温度过高/低，回风湿度过高/低，过滤器正常/堵塞，风机正常/故障，压缩机正常/故障。遥控：空调开/关机。10.集中空调设备(1)冷冻系统遥测：冷冻水进、出水温度，冷却水进、出水温度，冷冻机工作电流，冷冻水泵工作电流，冷却水泵工作电流。遥信：冷冻机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机工作状态和故阵告畀，冷却水塔(水池)液位低告警。(2)空调系统遥测：回风温度，回风湿度，送风温度，送风湿度。遥信：风机工作状态，故障告瞥，过滤器堵塞告警。遥控：开/关风机。(3)配电柜遥测：电源电压，电流。遥信：电源电压高/低告警，工作电流过高。11.环块遥测：温度，湿度。遥信：烟感，温度，湿度，水浸，红外(可选)，玻璃破碎(可选)，门窗&警。遥控：门开/关。9.2集中监控系统的结构与组网9.2.1监控系统的结构为了实现通信电源的集中监控，监控系统网络采用分布式计算机控制系统结构。管理结构、网络结构、数据采集结构和数据存储结构都应该符合通信电源设备维护管理的需要。根据YD/T1051-2000《通信局(站)电源系统总技术要求》的规定，在一个本地网内，监控系统按城市(地区)监控管理中心(CSMC)、区域(县)监控管埋中心(DSMC)、局(站)监控管理中心(LSMC)和设备监控单元(监控模块)(ESU)划分为四个监控级。其中设备监控单元(监控模块)是数据采集级，其他三个监控级是具有不同宵理权限和功能的管理级。以上四个监控级CSMC、DSMC、LSMC和ESU是按照我国通信电源设备维护管理模式划分的。需耍说明的是，这四个监控级在习惯上也分别称为监控中心(SupervisionCenter,SC)、监控站(SupervisionStation,SS)、监控单元(SupervisionUnit,SU)和监控模块(SupervisionModule,SM)。这种管理结构的确定主要是基于以下几个方面的考虑。H前因全国范围内仍有不少通信局(站)使用着较陈旧的电源设备*而且不可能在短期全部更新换代。这些通信局(站)尚不具备无人值守的条件。对于这些通信局(站〉而言，通信电源集中监控系统的局站监控管理中心这一监控级应具有必要的管理功能。目前和今后一段时间内，区域(县)监控管理中心这了监控级应当是主要的运行维护点，庳该具有较强的管理功能。城市(地区)监控管理中心是一个监控管理区的最高层次的管理级，负责对整个监控网络的管理。典型的三级网络结构为：端局(站)设置监控单元(SU)，县(区)或若干个端局(站)设置监控站(SS)，地(市)级及以上城市设置监控中心(SC)，如图9-2所示。目前整个监控系统的网络结构是按广域网进行连接的，即各级监控级自上而下逐级汇接，每个监控中心均按辐射方式与若干下级监控节点连接，形成一点对多点的监控系统，最低的监控级与其所监控的设备相连接。监控系统数据采集结构是根据不同的电源设备设置若干设备监控单元(监控模块)，构成若干相对独立的数据采集系统。这些数据采集子系统包括：高压室、低压室、油机室、电力室和电池室等全部电源设备，以及空调设备和环境条件。智能设备的监控模块本身自行构成数据采集子系统。监控系统数据存储结构也应符合管理结构的需要，三个管理级都应保存一定量的实时数据和历史数据，各级监控级还应有对实时数据进行处理的能力，将实时数据进行处理后再向上级传送，可以减少传送的数据量，提高对有用信息的响应速度。实时数据库和历史数据库设置方式：实时数据库现场分布，-般设置在有人值守的最低一级管理节点(如SS或有人值守的SU)。这种方案的好处是，现场设备传来的数据，在这一节点得到一定过滤，只把一些重要的或上级管理节点需要的数据传送上去，避免大量不重要的数据在网上传送，增加网络负荷。另外，这种配置充分体现了分散控制、分散采集和集中管理的特点，符合现代计算机控制系统的分布式控制的5个特点。这种符合工业 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的实时数据库，可以通过开放的数据链路接口与关系型数据库通信。历史数据库多级备份，在现场计算机节点上，保存历史文件。在二级管理中心、一级管理中心也保存历史文件，实现历史数据的多级备份。9.2.2监控系统的组网原则地市级及以上本地网管中心设置一个监控中心(SC)，属于本地网管的一个组成部分：根据本地网具体情况，监控中心(SC)可下设一个或数个监控站(SS);根据各监控站具体情况，监控站(SS)可下设数个通信局(站)(SU);各通信局(站)可根据监控设备和参数具体情况设置一个或数个监控模块(SM)。根据监控对象和内容，监控模块(SM)分为自备式监控模块(智能电源、空调设备自带的具有监控性能和通信接口的监控模块)和通用型监控模块(监控非智能型电源、空调设备和机房环境参数等所附加的监控模块)两种。通用型监控模块应有数字输入、数字输出、模拟输入、脉冲输入等接口，分别与非智能设备的相应信号连接。由于目前越来越多的C5级交换局与C3级交换中心之间铺设了直达路由，其结果必将是C5与C4级交换局之间的差别消失，统一合并进C3本地网中，由C3本地网监控中心统一进行管理，从而实现C3本地网内的无级化管理。在这种情况下，作为集中监控系统中县级监控站(SS)就没有存在的必要，三级逐级汇接的树状结构正逐步被一。级结构的集中监控系统组网方式或网络型结构所替代。这样不仅便于网管中心的集中管理，而且降低了系统造价和复杂程度。9.2.3监控系统的相关内容介绍1.常见监控硬件介绍(1)传感器传感器是在监控系统前端测量中的重要器件，它负责将被测信号检出、测量并转换成前端计算机能够处理的数据信息。由于电信号易于被放大、反馈、滤波、微分、存储以及远距离传输等，加之目前电子计算机只能处理电信号，所以通常使用的传感器大多是将被测的非电量(物理的、化学的和生物的信息)转换为一定大小的电量输出。①温度传感器温度是表示物体冷热程度的物理量。温度传感器是通过一些物体温度变化而改变某种特性来间接测量的。常用的温度传感器有热敏电阻传感器、热电偶温度传感器及集成温度传感器等。热敏电阻是利用物体在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测A温度的，其主要材料有铂、铜和镍。一般热电阻测量精度高，但测量范围比较小。热电偶测量范围较宽，一般为-loor+2000.热电偶基本工作原理来自物体的热点效应。集成温度传感器，它的线性好，灵敏度高，体积小，使用简便。②湿度传感器湿度敏感器件是基于所用材料性能与湿度有关的物理效应和化学反应的基础上制造的。通过对湿度有关的电阻、电容等参数的测量，就可将相对湿度测量出来。下面对几种常用的湿度传感器进行简要介绍。1)阻抗型湿敏元件组成的湿度传感器。其湿敏材料主要是金属氧化物陶瓷材料，一般采用厚薄膜结构，它们有较宽的工作湿度范围，并且有较小响应时间。缺点是阻抗的对数与相对湿度所成的线性度不够好。2)电容式湿敏元件组成的湿度传感器。相对湿度的变化影响到内部电极上聚合物的介电常数，从而改变了元件电容值，由此引起相关电路输出电量的变化，其线性度较好，响应快。3)热敏电阻式湿度传感器。它利用潮湿空气和干燥空气的热传导之差来测定湿度，般接成电桥式测量电路。③感烟探测器火灾探测器可分为感烟探测器、感温探测器和火焰探测器。感烟探测器分为离子感烟型和光电感烟型，感温探测器分为定温感温型和差温感温型，工程上使用最多的是感烟探测器。离子感烟探测器利用放射性元素产生的射线，使空气电离产生微电流来检测。离子感烟器只有垂直烟才能使其报警，因此烟感应装在房屋的最顶部;灰尘会使感烟头的灵敏度降低，因此应注意防尘。离子感烟探测器使用放射性元素Csl37,应避免拆卸烟感，注意施工安全。④红外传感器1)被动式红外入侵探测器。目前安全防范领域普遍采用热释电传感器制造的被动式红外入侵探测器。热释电材料(如锆钛酸铝等>,若其表上面的温度上升或下降，则该表面产生电荷，这种效应称热释电效应。热释电红外探测器主要由热释电敏感元件、菲湼尔透镜及相关电子处理电路组成。菲涅尔透镜实际上是一个透镜组，它上面的每一个单元透镜一般都只有一个不大的视场角。面相邻的两个单元透镜的视场既不连续，更不交叠，却都相隔一个盲区，这些透镜形成一个总的监视区域，当人体在这一监视区域中运动时，依次地进入某一单元透镜的视场，又走出这一透镜的视场，热释电传感器对运动的人体就能间隔地检测到，并输出一串电脉冲信号，经相应的电路处理，输出告警信号。2)微波、红外双鉴入侵探测器。红外告窖探测器是鉴于探测人体辐射的红外线来工作的，对外界热源的反映比较敏感，在有较强的发热源的环境中工作容易出现告警。微波探测器根据多普勒效应原理来探测移动物体。多普勒效应简言之就是当发射的波遇到移动的物体，其反射回来波的频率就会发生变化。同时运用微波和红外原理制作的探测器能有效地降低误告警率。目前使用的入侵探测器常加上智能防小动物电路，即三鉴入侵探测器，系统的可靠性得到进一步提高。⑤液位传感器1)瞥戒液位传感器。常用的警戒液位传感器是根据光在两种不同媒质界面发生反射和折射原理来测量液体的存在。常被用于测量是否漏水，俗称为水浸探测器。2)连续液位传感器。连续液位传感器利用的测量压力(压降)或随液面变化带动线性可变电阻的变化，并经过一定的换算来测出液位的高度。在监控系统中常被用来测量柴油发电机组油箱油位的高度。(2)变送器由于传感器转换以后输出的电量各式各样，有交流也有直流，有电压也有电流，而且大小不一，而一般D/A转换器件的量程都在5V直流电压以下，所以有必要将不同传感器输出的电量变换成标准的直流信号，具有这样的功能的器件就是变送器。换句话说，变送器是能够将输入的被测的电量(电压、电流等)按照一定的规律进行调制、变换，使之成为可以传送的标准输出信号(一般是电信号)的器件。变送器除了可以变送信号外，还具有隔离作用，能够将被测参数上的干扰信号排除在数据采集端之外，同时也可以避免监控系统对被测系统的反向干扰。此外还有一种传感变送器，实际上是传感器和变送器的结合，即先通过传感部分将非电量转换为电S,再通过变送部分将这个电甩变换为标准电信号进行输出。(3)协议转换器对通信协议。原电信总局作了详细的规定，其内容包括通信机制、通信内容、命令及应答格式、数据格式和意义、通用及专用编码等。通信双方如果协议不一致，就会像两个语言不通的人一样难以进行相互交流。对于目前已经存在的大量智能设备通信协议与标准的通信协议不一致的情况，必须通过协议转换来保证通倍。实现协议转换的方法一般是采用协议转换器，将智能设备的通信协议转换成标准协议，再与局(站)中心监控主机进行通信。2.监控系统的数据采集(1)数据采集与控制系统的组成对动力设备而言，其监控量有数字莆、模拟量和开关最。数字量(如频率、周期、相位和计数)的采集，其输入较简单，数字脉冲可直接作为计数输入、测试输入、1/0口输入或作中断源输入进行亊件计数、定时计数，实现脉冲的频率、周期、相位及计数测量。对于模拟看的采集，则应通过A/D变换后送入总线，1/O或扩展1/0.对于开关馕的采集则一般通过I/O或扩展I/O.对于模拟请的控制，必须通过D/A变换后送入相应控制设备。(2)串行接口与现场监控总线串行通信是CPU与外部通信的基本方式之一，在监控系统中采用的是串行异步通信方式，速率一般设定为2400bit/s-9600bit/s.监控系统中常用的串行接口有RS232、RS422、RS485接口。RS232接口采用负逻辑，逻辑“1”电平为-15V?-5V,逻辑“0”电平为+5V?+15V.RS232传输速率为IMbit/s时，传输距离小于lm.传输速率小于20kbit/s时，传输距离小于15m.RS232只适用于短距离传输。RS422采用了差分平衡电气接口，在100kbit/s速率时，传输距离可达1200m,在10Mbit/s时可传12m.和RS232不同的是在一条RS422总线上可以挂接多个设备。RS485是RS422的子集。RS422为全双工结构，RS485为半双工结构。动力监控现场总线一般都采用RS422或RS485方式，由多个单片机构成主从分布式较大规模测控系统。具有RS422、RS485接U的智能设备可S接接入，具有RS232接口的饩能设备需将接口转换后接入。各种高低压实时数据和环境量通过数据采集器，电池信号通过采集器接入现场控制总线送到端局监控主机，然后上报中心。阁9-3所示为端局现场监控系统示意图。3.远程实时图像监控(1)系统概述远程实时图像监控是通信电源集中监控系统的一个组成部分，是对动力数据监控的性能补充。由于远端局站分布广，无人值守，设备的正常运行、防盗、防火以及人员出入管理等机房安全问题成为我们关注的问题，实现远程实时图像监控能有效地解决我们的后顾之忧。远程图像监控系统采用先进的数字图像压缩编解码处理技术，可以实施大范围、远距离的图像集中监控，图像清晰度高，实时性好，组网方便。可实现告警联动，实时告瞀录像等功能。(2)系统的结构远程图像监控系统一般主要由E1通信链路、监控中心和监控端局三部分组成。监控中心还可以通过多级级联构成多级监控系统。端局的图像视频信号通过视频切换器，由图像编码压缩设备完成图像的MPEG-1的编码，形成视频码流，再由2M时隙复用设备送到E1线路上，传到监控中心。监控中心对端局上传的E1码流经过时隙交换、图像解码后输出视频信号，监视器显示或进行告警录像。典型的远程图像监控系统结构框图，如图9-4所示。(3)系统的功能系统可通过El、ISDN、DDN、PSTN等传输线路将监控端局摄像机的图像经过压缩编码后上传监控中心，监控中心进行反过程的解码，送出视频信号到监视器。在监控中心可通过图像主控台控制中心及端局的图像设备查看任一路图像，并可遥控端局摄像机的云台和镜头，以达到对端局环境的监视作用。系统还具有红外、图像告聱联动功能。当端局出现红外等告聱时，监控中心可以根据预定的程序自动控制摄像头切到告警点上，录像机自动录像，记录告警信息，同时可以打开告警点上的照明，触发现场奔铃，并且以字幕、声音形式报警。4、“甚早期”火灾自动报瞥监控系统(1)甚早期火灾自动报箐监控系统的定位通信机房的防火一定要符合通信机房的特点，一般通信机房火患源头不外是：大电流通过导线、线头接触不良发热，导线绝缘不好，设备过热、甫击等等，所有这些都可能产生“阴燃”的现象。如能做到阴燃刚刚出现时，就发出报警，值班人员及时赶到机房进行处理，将火患消灭在萌芽状态。目前，己建的一些“甚早期”火灾自动报警系统是在目前世界上较先进的几种火灾探测技术的基础上，针对电信机房特点开发出来的自动报替监控管理系统。根据通信机房的特点，应用于电信机房的设备都是与电有关。火灾自动报警系统除了要通过国家4类防火标准探测实验以外，还需具备有对电线、印刷电路板、电器接头和侑击后发生的过热阴燃的高灵敏探测能力要求。根据电信机房的重要等级，采用不同的现场探测和控制设备。“甚早期”火灾自动报赘系统必须建立实时监控平台，实现对火警系统的远程集中实时监控。用户在本地网集中监控中心，从计算机屏幕上实时攀握各局站机房烟感浓度的情况，将实时监控、图形界面、历史数据库管理结合起来，成为多功能的火灾自动报警集中监控筲理系统。(2)“甚早期”火灾自动报瞀系统应具备的基本功能①高灵敏度探测，对通佶机房内的电线、印刷电路板、电器接头过热阴燃的探测能力突出，甚早发现火患。②实现本地网/地区内的各局站火灾自动报警系统集中、实时监控管理。③实现火灾报警信息向城市消防接聱中心(119中心)实时传送和告窖(电信用户可自己设定)。④火警发生时，可根据需要预设地市集中监控中心、城市消防接聱中心、发生火警的机房、分局门卫值班室远距离多点同时发出报警。⑤火瞀发生时，可以在计算机屏幕上准确辨别楼足、房间、火源位置，使火患得到及时处理。⑥实现火灾报奔系统WEB服务功能。网络上授予权限的计算机均可通过IE浏览器实时浏览现场烟感读数情况。⑦能充分利用已建立的动力及机房环境监控平台，实现火灾报瞀信息的远程集中监控。通信机房甚早期火灾6动报聱集中监控管理系统在高灵敏度探测、及早报警、远程集中监控等方面的先进性，为通信维护体制改革，实现机房无人/少人值守，提供了先进的机房防火安全技术保证。9.3集中监控系统的维护集中监控系统在实践中也称动力及环境监控系统，监控内容包括电源设备(或称电力设备)的监控和机房环境的监控。动力及环境监控系统是采用数据采集技术、计算机技术和网络技术以有效提高通信电源系统、机房空调系统及环境维护质量的先进手段。动力及环境监控系统，是对分布的各个独立的电源系统、空调系统和系统内的各个设备进行遥测、遥信、遥控，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时预测与侦测故障，通知人员处理，并按照上级监控系统或网管中心的要求提供相应的数据和报表，从而实现通信局(站)的少人或无人值守，以及电源、空调的集中监控维护管理，提高供电系统、空调系统的可靠性和通信设备的安全性。1.监控系统的安全管理(1)安全机制①系统应从主机配置或网络配置上得到双机热备份或各主机之间互为备份的功能，使监控中心系统运行安全。②监控系统应有自诊断功能，随时了解系统内各部分的运行情况，做到对故障的及时反应。非专线方式，通过拨号进入监控主机用的号码资源不对外公开。③动力环境集中监控系统应做到专网专用，严禁上网、下载其他程序和玩游戏程序。④监控系统主机应安装防病毒软件，防病毒软件应随时更新，并定期查杀计算机病毒。(2)权限管理①为保证监控系统的正常运行，在监控中心和监控站分别对维护人员按照对监控系统拥有的权限分为一般用户、系统操作员和系统管理员。②一般用户指完成正常例行业务的用户，能够登录系统，实现一般的査询和检索功能，定时的打印所需报表，响应和处理一般告替：系统操作员除具有一般用户的权限以外，还能够通过自己的账号与口令登录系统，实现对具体设备的遥控功能;系统管理员除具有系统操作员的权利外，还具有配置系统参数，用户管理的职能。系统参数是保障系统正常运行的关键数据，必须由专人设置和管理;用户管理实现对一般用户和系统操作员的账号、口令和权限的分配与管理。③所有登录口令均作机密处理，维护人员之间不许相互打听;系统管理员必要时可以更改某账号的口令。不同的操作人员应有不同的口令，所有系统登录和遥控操作数据必须保存在不可修改的数据库内定期打印，作为安全记录。④对于设备的遥控权，下级监控单位具有获得遥控的优先权。对关键设备进行遥控时，应该确认现场无人维修或调试设备;有人员在现场操作设备时，应该通知上级监控单位在监控主机上设置禁止远端遥控的功能，在人员撤离时，通知恢复。⑤系统所有技术手册、安装手册、软件等资料作为机密保管。⑥人员须按接班内容逐项核实，利用动力环境集中监控系统进行检査，查看当前告黉、操作维护报表、交接班报表以及巡检设备运行的实时数据。严格执行操作规程，遵守人机命令管理规定，未经批准不做超越职责范围的操作。2.监控系统的维护①监控系统设备包括：各级监控中心服务器、监控主机和配套设备、传输设备、计算机监控网络、监控模块及前端采集设备。监控中心服务器、监控主机和配套^备应安装在环境良好的房间，室内应有防静电措施及空调。监控中心服务器、监控主机和配套设备应由不间断电源供电，交流电压的变化范围应在额定值的-15%至+10%内;直流电压的变化范围应在额定值的-15%至+20%内。②定期检查并确保监控中心服务器、监控主机和配套设备、监控模块及前端釆集设备有良好的接地和必要的防雷设施。对智能设备的监控要充分考虑到智能通信口与数据采集器之间的电气隔离及防雷措施。③动力及环境集中监控系统作为通信电源的高级维护手段，其自身应有例行的常规巡检、维护操作和定期的对系统功能与性能指标的测试。分析每天的各种告警数据报表、历史数据报表和参数曲线，结合月、季的阶段汇总报表，了解设备运行情况，制定相应的设备维护 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 。④日常值班人员应对系统终端发出的各种声光告警，立即作出反映。对于一般告膂，可以记录下来，进一步观察;对于紧急告警，应通知维护人员去处理，如涉及设备停止运行或出现严重故障，影响电信网的正常运行，应立即通知维护人员抢修，并按规定及时上报。对于部分需现场确认恢复的告聱信息，应有现场值守人员或专人(无人值守机房)确认恢尨。⑤每次监控工程扩建或改造完工后，必须及时更新整理一份完整的工程文档，并且要与前期工程文档完好的衔接。数据库内保存的历史数据在定期导入外存储设备后，贴上标签妥善保管。历史数据保存的期限可根据实际情况自行确定，至少五年。⑥对监控系统做好巡检(每月〉记录。监控中心内设备，包括服务器、业务台、打印机、音箱和大型显示设备等运行是否正常：查看系统操作记录、操作系统和数据库日志，是否有违章操作和错误发生。前端采集设备的数据采集、处理以及上报数据是否正常。监控中心局域网和整个传输网络工作是否稳定和正常。⑦监控系统的功能、性能指标每季月抽査一次，每半年全面检测一次，抽査检测过程以不影响供电系统的正常工作为原则。每月抽查一次监控系统测点，重要测点通道可根据实际悄况制定，重要测点通道可用率必须达100%。⑧数据的管理与维护。每月备份上个月的历史数据，每年定期整理过期数据便于以后分析。系统配置参数必须备份，系统配置数据发生改变时，自身配置数据要重新备份，在出现意外时，用来恢复系统。系统操作记录数据，每季备份一次，以作备査。每月对统计的数据进行分析、整理出分析报告，并妥善保管。⑨监控中心和监控站中主机的系统软件有正规授权，成用软件有自主版权，系统软件应有安装盘，在系统出现意外悄况下，重新安装恢复。具备完普的安装手册、用户手册与技术手册，整套软件和文档由专人保管。加强对系统专用软件的版本管理，每次的软件调粮均应编制相应的软件版本编号和记录。⑩监控系统的技术资料应集中收集齐全、妥善保管。技术资料应包括以下内容：线路敖设路由总图和布线端子图：机房设备平面图：变送器、传感器安装位置阁;监控系统总图：各种智能设备及采集设备的通信协议;各种设备的使用说明书：技术文件(操作、维护手册、测试资料等)：软件总体结构流程图：备品备件、工具仪表淸单。监控系统的维护周期及维护项目内容包括如下。监控系统的月维护项目有：①对监控系统做好巡检记录：②抽查一次监控系统的功能、性能指标;③备份上个月的历史数据;④对统计的数据进行分析、整理出分析报告，并妥善保管：⑤做阶段汇总月报报表^监控系统的季维护项目有：①备份一次系统操作记录数据，以作备查：②做阶段汇总季报表。监控系统的年维护项目有：①做阶段汇总年报表;②全面抽查监控系统的功能、性能指标：③整理过期数据便于以后分析;④检査并确保监控中心服务器、监控主机和配套设备、监控模块及前端采集设备有良好的接地和必要的防雷设施：⑤检査智能通信口与数据采集器之间的电气隔离及防雷措施。