徐小杰 侯振義
1 引言
通信電源通常被稱(chēng)為通信系統(tǒng)的心臟，其工作不正常，將會(huì)造成通信系統(tǒng)故障，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。為了保證整個(gè)通信系統(tǒng)的暢通，通信電源監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)分布的通信電源設(shè)備和機(jī)房空調(diào)進(jìn)行遙測(cè)、和遙控，能實(shí)時(shí)監(jiān)視和顯示其運(yùn)行參數(shù)，能自動(dòng)監(jiān)測(cè)和處理系統(tǒng)內(nèi)各種設(shè)備故障。采用通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：
（1）提高了對(duì)通信電源設(shè)備的維護(hù)管理水平；
（2）提高了通信電源供電質(zhì)量，使供電系統(tǒng)具有更高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性；
（3）充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使電源設(shè)備管理向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展；
（4）實(shí)現(xiàn)了通信電源設(shè)備少人、無(wú)人值守和集中維護(hù)；
（5）提高了維護(hù)效率，降低了維護(hù)成本。
2 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀
90年代初通信電源監(jiān)控研制在我國(guó)剛起步，經(jīng)過(guò)十多年努力，無(wú)論在技術(shù)上，還是在系統(tǒng)實(shí)施的規(guī)模上都有了很大的發(fā)展。郵電部已頒布了《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》，并于1997年4月1日其施行。目前國(guó)內(nèi)外許多通信行業(yè)的廠商相繼推出了各種監(jiān)控系統(tǒng)。如深圳華為通信股份有限公司的PSMS動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)、香港豐聯(lián)企業(yè)有限公司的聯(lián)訊-2000通信電源和空間設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)、ERICSSON公司的Energy Master系統(tǒng)中的電源監(jiān)控子系統(tǒng)等等。
2.1 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
根據(jù)通信電源集中維護(hù)、統(tǒng)一管理的基本模式，監(jiān)控系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是一個(gè)多級(jí)的分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，一般可分為三級(jí)，即監(jiān)控中心（Supervision Center，SC）、監(jiān)控站（Supervision Station，SS）、監(jiān)控單元（Supervision Unit，SS）。其組成框圖如圖1所示。
其中監(jiān)控中心和監(jiān)控站中監(jiān)控主機(jī)為IBM-PC機(jī)，監(jiān)控單元通常由單片機(jī)構(gòu)成。監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控中心和監(jiān)控站人員可以通過(guò)本地中心監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)視其監(jiān)控范圍內(nèi)的所有被監(jiān)控對(duì)象的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)還提供生成規(guī)定的各種統(tǒng)計(jì)資料、圖表等功能。系統(tǒng)各組成部分的主要功能如下：
1. 監(jiān)控單元的功能
設(shè)備監(jiān)控單元直接與被控設(shè)備相連，主要完成以下功能：
（1）周期性地實(shí)時(shí)采集被監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與工作狀態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行諸如存儲(chǔ)、顯示等方面的處理，并實(shí)時(shí)主動(dòng)地向監(jiān)控站發(fā)送監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)；
（2）隨時(shí)接收和執(zhí)行上一級(jí)計(jì)算機(jī)下達(dá)的對(duì)被控設(shè)備的控制命令；
（3）接收上一級(jí)下達(dá)的配置信息，刷新配置文件；
（4）具有一定的報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，并能定時(shí)或要求上傳給監(jiān)控站。2. 監(jiān)控站的功能
監(jiān)控站是監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵計(jì)算機(jī)。它向下與各設(shè)備監(jiān)控單元相連，通過(guò)串行通信接口接收各設(shè)備監(jiān)控單元傳送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后向上一級(jí)傳送。其主要功能有：
（1）實(shí)時(shí)監(jiān)視轄區(qū)內(nèi)各監(jiān)控單元的工作狀態(tài)，同時(shí)與監(jiān)控中心通信，實(shí)時(shí)地向監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)告警信息，并接收來(lái)自各監(jiān)控單元的故障信息；
（2）設(shè)置各監(jiān)控單元的參數(shù)如告警門(mén)限，告警等級(jí)等等；
（3）實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控單元采集的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和告警信息；
（4）具有統(tǒng)計(jì)功能，能生成所需的各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表及曲線，如告警統(tǒng)計(jì)報(bào)表、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)曲線等等。3. 監(jiān)控中心的功能
監(jiān)控中心是監(jiān)控系統(tǒng)中最高一級(jí)計(jì)算機(jī)。它除具有監(jiān)控站的功能以外，還應(yīng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視各監(jiān)控站的工作狀態(tài)并根據(jù)需要顯示或打印監(jiān)控站的數(shù)據(jù)和告警信息的功能。
2.2 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的不足
通信電源監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到目前，已呈現(xiàn)百花齊放、百家爭(zhēng)鳴的局面，各廠商推出的系統(tǒng)逐步成熟，且各具特色。但縱觀現(xiàn)有的一些監(jiān)控系統(tǒng)，主要存在以下兩方面的問(wèn)題：一是對(duì)通信電源自身的特色和要求考慮不足，加之現(xiàn)今的許多監(jiān)控技術(shù)主要是引進(jìn)工業(yè)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和變電站監(jiān)控技術(shù)，無(wú)論從硬件還是軟件上都是不完全適合于通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)。通信電源有著其自身的特點(diǎn)和要求，例如電源設(shè)備品種多、型號(hào)多，但數(shù)量并不多；監(jiān)控對(duì)象檔次差別大，有智能設(shè)備也有非智能設(shè)備；監(jiān)控內(nèi)容要求有別，“三遙”應(yīng)以遙測(cè)、遙信為主，遙控為輔，可以不設(shè)置遙調(diào)。二是系統(tǒng)功能有待進(jìn)一步完善，主要是：自定義報(bào)表功能、故障閉環(huán)處理功能、告警信息的精簡(jiǎn)和處理以及關(guān)于系統(tǒng)組態(tài)能力和輔助分析功能等方面。
3 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的改進(jìn)及發(fā)展趨勢(shì)
3.1 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的改進(jìn)
目前通信電源監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)從以下方面進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能：
（1）進(jìn)一步提高實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)性是衡量通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它包括兩個(gè)方面，一個(gè)是系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控對(duì)象的各種狀態(tài)的響應(yīng)速度，另一個(gè)是操作人員發(fā)出控制指令時(shí)，被監(jiān)控設(shè)備的操作被執(zhí)行的速度。用于監(jiān)控單元的計(jì)算機(jī)必須具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，在順序執(zhí)行各種采集、控制操作時(shí)速度要快，反應(yīng)時(shí)間要盡可能短，同時(shí)對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的操作應(yīng)具有高度的綜合判優(yōu)能力。
（2）進(jìn)一步提高可靠性。監(jiān)控系統(tǒng)作為設(shè)備監(jiān)控單元，直接對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行監(jiān)督控制，本身必須具有極高的可靠性，否則輕者產(chǎn)生誤測(cè)、誤報(bào)、嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成直接的經(jīng)濟(jì)損失。高可靠性指標(biāo)要求從開(kāi)始設(shè)計(jì)系統(tǒng)起，就充分考慮硬件結(jié)構(gòu)的合理性、器件的生產(chǎn)工藝和提前老化等問(wèn)題，努力提高平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）。
（3）進(jìn)一步提高可擴(kuò)充性和可維護(hù)性。由于通信電源產(chǎn)品更新?lián)Q代快，因此每套監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控設(shè)備的規(guī)模、制式都是隨時(shí)變化的，這就要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同制式的設(shè)備，其容量也應(yīng)便于擴(kuò)充。同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用模塊化結(jié)構(gòu)，且單元部件的一致性要好，軟硬件應(yīng)具有必要的自檢功能，從而保證平均故障修復(fù)時(shí)間盡可能短，且修復(fù)后運(yùn)行狀態(tài)和精度不受影響。
（4）進(jìn)一步提高開(kāi)發(fā)性。開(kāi)發(fā)性即系統(tǒng)與系統(tǒng)直接互連的能力。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面；其次，各種監(jiān)控系統(tǒng)之間應(yīng)具有互連的能力；同時(shí)，應(yīng)能兼容多種智能電源設(shè)備的通信協(xié)議。
（5）進(jìn)一步提高操作界面的友好性。操作人員是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，設(shè)備的維護(hù)、故障的排除都是由操作人員完成的，因此監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面必須簡(jiǎn)單易學(xué)、便于學(xué)、便于操作，各種顯示必須簡(jiǎn)單明了。
3.2 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
（1）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)向高智能化方向發(fā)展。目前監(jiān)控系統(tǒng)所具有的功能已基本能夠滿足維護(hù)的需要，但在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、專(zhuān)家?guī)斓雀咧悄芑矫娌](méi)有得到很好的發(fā)展。這些高智能的性能對(duì)發(fā)展監(jiān)控技術(shù)，提高供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電源設(shè)備的少人、無(wú)人值守有著重要的意義。因此利用專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能分析和控制方法，模擬和代替人的思維器官進(jìn)行智能分析和控制是通信電源監(jiān)控系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展方向。
（2）監(jiān)控系統(tǒng)是協(xié)議應(yīng)向規(guī)范化和統(tǒng)一化的方向發(fā)展。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的設(shè)備繁多，如交直流配電屏、柴油機(jī)組、整流設(shè)備、蓄電池組，同時(shí)還包括空調(diào)、環(huán)境溫度、濕度等等。這些產(chǎn)品大多來(lái)自于不同的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品的性能和結(jié)構(gòu)也不盡相同。要將這些迥異的產(chǎn)品互連起來(lái)，就必須消耗大量的人力物力來(lái)處理通信協(xié)議，從而增加了額外的投資。因此必須建立統(tǒng)一的規(guī)范，使不同廠家的通信電源及空調(diào)設(shè)備都遵循同樣的通信協(xié)議。
（3）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)想現(xiàn)場(chǎng)總線方式發(fā)展。目前的監(jiān)控系統(tǒng)大多分布式控制系統(tǒng)（DCS），它僅僅建立在計(jì)算機(jī)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，無(wú)法延伸到現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備。且DCS多為模數(shù)混合系統(tǒng)，滿足不了數(shù)據(jù)通信對(duì)全數(shù)據(jù)通信對(duì)全數(shù)字化的要求。同時(shí)又采用獨(dú)家封閉式的通信協(xié)議，為一些開(kāi)發(fā)商專(zhuān)有，給用戶(hù)系統(tǒng)集成和和應(yīng)用帶來(lái)許多問(wèn)題。而現(xiàn)場(chǎng)總線是90年代初興起的一種先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，它在計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間架起一座橋梁，將傳統(tǒng)的DCS三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)備都視為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)總線是全數(shù)字化、雙向、多點(diǎn)的通信系統(tǒng)，具有開(kāi)發(fā)性、全分布性、可互操作性等許多優(yōu)點(diǎn)。因此未來(lái)的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)定位于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。
4 結(jié)語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的快速發(fā)展，為通信電源監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展和完善提供了條件；新技術(shù)、新工藝及高質(zhì)量的器件在通信電源設(shè)備的生產(chǎn)制造中廣泛應(yīng)用，為監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性及自動(dòng)化程度的提高奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)；相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范在過(guò)去的幾年里相繼出臺(tái)，并得到進(jìn)一步的修改和完善，為通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的改進(jìn)、研制指明了方向；有遠(yuǎn)見(jiàn)的開(kāi)發(fā)商投入一定的力量，跟蹤技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)行改進(jìn)的預(yù)研工作。
