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1、引言
長電公司電力通信系統承擔著公司電力生產、調度、辦公、話音等電力通信信息的處理和傳輸業務，隨著公司規模的不斷擴大，各種利用電力通信系統進行處理和傳輸的信息量迅猛增加，對通信系統的連續、穩定、可靠運行的要求也越來越高。利用計算機技術、網絡技術、通信技術和自動化技術建立一個完善的、綜合的、統一平臺的通信監控系統，對通信系統進行遠程實時動態監測，實現通信機房無人值班，不僅可以全面掌握通信網絡和設備的運行狀態，而且可以快速、準確的反映設備故障信息，方便維修人員及時查修，提高通信系統的現代化管理水平。
2、通信系統現狀與問題
公司現有電力通信系統的各種通信設備和輔助設備，種類涉及到光纖、微波、程控、動力電源等類型，既有IP、RPR、SDH等帶有網管管理系統的新型通信設備，也有傳統的無智能數據終端的微波通信設備。對于沒有網管和智能數據終端的設備，值班人員無法做到對設備的運行狀況的實時了解，難以及時發現故障，對于采用網管管理系統的通信設備，只能對所屬的設備進行監測、故障告警，而對其他設備就無能為力。由于缺乏一個統一的管理系統，總是在故障發生后才能去解決，這種工作也是被動的。同時為了確保通信系統的可靠性和信息傳輸的連續性，通信機房必須保證24小時有人值班。
3、通信監控系統設計
3.1設計思想
公司通信網現有各種設備情況如下：
設備告警信號的輸出分為干接點輸出和RS232串口輸出兩種方式，調度程控交換機的MAX, MIN, MIDDLE, POWER；PCM終端的電源、勤務告警；SDH光纖通信設備的電源告警、設備面板告警等信號以干接點輸出。開關電源設備采用RS232通信的方式把交流電源越限告警、直流電源越限告警、直流母線電壓值(整流輸出電壓、負載電壓值、蓄電池母線電壓值)、充放電電流等信號送出來。根據系統改造后的應用要求，通信機房將采用無人值班方式，通信系統日常監控由集控人員完成，因此系統的所有監控信號必須接至集控室內。集控室至通信機房有電話線和局域網光纜。為了更好的解決監控上位機與現場通信設備之間的通訊問題，我們對幾種可選擇的通訊方式進行了比較：采用485總線方式，使用簡單，可直接采用機房至集控室的電話線進行通訊，由于距離太長（超過一千米）且電話線為平行線而非RS485傳輸要求的雙絞線，實時性較差，通訊故障率較高，如在機房和集控室間重新布放電纜，則成本太高；以太網有完整的通信協議，能實現多種網絡功能，可利用機房與集控室之間的光纖網絡系統，通過交換機的虛擬網功能實現監控系統專線通訊，有效保證系統的實時性和可靠性，無需重新布施電纜。綜合考慮二者的特點和系統實現的性能價格比，本系統應用以太網實現遠程通信和資源共享，也便于系統的擴展。
3.2設計說明
系統構成框架如下圖所示：
監控系統由工作站、串口以太網轉換器、數據采集設備及現場設備組成。為了實現以太網通訊方式，在現場設備柜安裝一只串口以太網轉換器，把設備串口輸出的RS-232/485通訊方式轉換為TCP/IP通訊方式，使現場設備獲得聯網的能力。用戶通過以太網對設備進行存取和訪問，最大限度的使用以太網和TCP/IP協議所帶來的好處，同時也克服了串口總線通訊方式故障多的缺陷。由于現場設備通過網絡雙絞線以星形方式接入以太網，各設備串口之間數據傳輸互相獨立，檢修、維護便捷，系統擴展也變得更加簡單，對系統擴展添加的串口設備只需通過增加的串口轉換器直接以網絡雙絞線接入HUB即可，對現場運行的其它設備沒有任何的影響。
程控交換機、光端機、PCM終端有報警、故障數字量干接點輸出，由數據采集設備進行數據采集，并通過串口轉換器發送數據至TCP/IP網絡上。通信電源設備的監視數據直接利用設備自身的串口以RS232方式通過串口轉換器，把數據發送至以太網上，遠程工作站通過TCP/IP網絡接收串口轉換器發送來的數據，經監控畫面顯示相關設備的運行狀態，并對相關報警信息進行處理。
3.3系統硬件組成
監控系統硬件如下圖所示，現場設備由串口以太網轉換器，實現RS-485與TCP/IP協議的轉換，把數據送至以太網上。
3.3.1、串口以太網轉換器
按照實用性、穩定性及可擴性設計原則，選用了MOXA公司的DE-311串口轉換器。該轉換器具有：16位處理器，512 KB內存；自適應10/100 Mbps 以太網界面 ，三合一 RS-232/422/485界面；內置以太網和 TCP/IP 協議。
3.3.2．開關量數據采集器
選用研華ADAM-4052模塊，提供8個數字輸入通道；6個充分隔離的通道和2個有共同點的隔離通道，所有的通道都有5000 V RMS，支持RS485通訊方式。
3.4系統軟件組成
3.4.1操作站操作系統
上位機操作系統采用Windows2000 Server，并安裝Microsoft Access軟件，作為組態王系統報警、登錄等信息記錄數據庫。為了保證畫面的顯示效果，顯卡設置為：1024*768，增強色(16位)及以上。
3.4.2操作員站監控軟件
操作員站監控軟件選用國產組態王6.01版本軟件，是一款方便實用、價格低廉，是國內規模最大的國產工業自動化軟件。用戶利用它提供的各種功能在操作員站上對現場設備進行集中監控。
3.4.3開關電源接口軟件
通過串口RS232通訊方式把開關電源設備的直流母線電壓值(整流輸出電壓、負載電壓值、蓄電池母線電壓值)、充放電電流等模擬量信號
4、監控系統功能
4.1實時監測功能
通過數據采集系統及協議轉換方式采集各通信設備的運行狀態信息，實現對設備運行狀態監視、性能參數監測功能。主要有以下功能：
采集各通信設備、通信電源的告警信號；
采集通信電源電壓、電流和溫度等信號；
記錄故障發生、修復等相關信息，統計發生告警故障的次數、類型、故障原因、地點、相應設備名等信息；
顯示故障告警，使各種告警信息分級別處理。
4.2歷史數據處理功能
將狀態量、模擬量，告警信息和相關的時間、地點等信息存入歷史數據庫，將模擬量曲線數據存入歷史數據庫；
可查詢、顯示、打印在保存期內的任一時間的狀態、曲線、參數、操作等歷史信息；
系統可對信息進行過濾處理，可按要求以局名、站名、設備名、設備類型等條件提供用戶需要的事件信息。
4.3告警處理功能
優先、實時接收和處理被監測設備的狀態量、模擬量、監測系統本身故障的告警數據，并根據告警級別的優先級，及時發出聲、光、圖告警顯示；
自動根據設備和網絡的組成關系確定告警點對線路和設備的影響程度。
告警顯示和監測通信設備的運行狀態可在顯示器自動調閱、滾動顯示，并將這些信息以數據形式送到端口提供給廠級實時監控系統實時顯示；
對告警、越限的發生、消除、確認、確認操作等信息進行記錄、分析、歸類后存入歷史數據庫，需要時可通過打印機打印輸出；
對被監測設備的投運和退出有相關的狀態指示，具有告警屏蔽功能，可對告警量、告警設備進行屏蔽，便于在維修設備和已知情況下去除不必要的數據量；
對于不同等級的告警信息或因通道中斷引起的告警信息，以不同的顏色區分。
此外系統還有用戶管理和安全管理等先進應用功能，并留有足夠的系統擴充容量，構成一個以LAN為結構的通信網監控系統。
5、結束語
該系統自2004年6月在投運以來，不僅實現了實時動態監測和控制，消除了原有系統的一些弊端，而且具有界面友好，操作簡單、安全可靠等特點，以低成本的工業以太網方式實現了通信機房遠程實時監控，極大的提高了工作效率。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號