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开关电源在监控系统中的接入与测试

发布时间:2020-07-21 17:57:14 阅读: 来源:酒柜厂家

摘 要:本文通过从接入方式和监控测试两个方面阐述智能开关电源在武汉电信动力及环境集中监控系统中的接入,对其他类型的智能设备在集中监控系统中的接入与测试也具有一定的借鉴意义。

本文引用地址:关键词:开关电源 集中监控系统 智能设备协议 监控功能测试

一、引言

动力环境集中监控系统的监控对象包括智能设备和非智能设备,两者最大的区别在于智能设备本身具有数据采集能力并提供标准通信接口,可以直接接入监控系统,依据生产厂家提供的协议来实现三遥功能;而非智能设备必须采用增设传感器、变送器、接触器等方式来进行数据采集实现监控。非智能设备的监控接入实现起来相对简单,而智能设备的接入调试由于涉及到的技术点比较多,相对复杂,它是监控系统准确运行和功能实现的关键。

武汉电信动力环境集中监控系统中涉及到的智能设备有开关电源、柴油发电机组、UPS不间断电源、专用空调和智能门禁。而由于开关电源设备数量及品牌众多,所以其接入监控情况最为复杂。其中,洲际DUM14开关电源具有一定的代表性,下面主要以此为例谈谈开关电源在集中监控系统中的接入与测试。

二、开关电源在监控系统中的接入

1. 智能设备协议

智能设备可以无需采集器而直接接入集中监控系统,主要依据的是智能设备协议。智能设备生产厂家提供的协议一般包括:(1) 电气协议:接口方式,一般是RS232、RS422或RS485三种方 式的一种。(2) 通信协议:波特率和帧格式。(3) 数据包协议:数据包的具体意义,如哪些字节表示通道号,哪些字节表示信号值。

2.电气协议

集中监控系统一般采用串行异步通信方式实现智能设备与监控主机之间的通信。串行通信有多种接口方式。监控系统中常用的有RS232、RS422和RS485方式。开关电源的远端监控一般是通过监控模块来实现的。如DUM14电源通过DK04监控模块提供RS232方式和RS485方式两种接口方式与计算机通信。RS232方式适于点到点的通信,且传输距离不超过15米;RS485方式适于多点到多点的通信,通过DATA+、DATA-组成串行总线,可连接多台具有相同通信协议、不同地址的智能设备,其传输距离可达1000米。

3. 通信协议

串行通信时数据一帧一帧地传输,帧格式和通信速率一起称为通信协议。在监控系统中,串口设置的通信格式为“波特率,校验方式,数据位位数,停止位位数”。武汉电信常见几种开关电源的通信协议分别为:

DUM14和SAIT电源为“9600,N,8,1”,即通信速率为9600bps,无校验位,数据位8位,停止位1位。

中达电源为“1200,N,8,1”, 即通信速率为1200bps,无校验位,数据位8位,停止位1位。

西门子电源为“2400,E,8,1”,即通信速率为2400bps,偶校验,数据位8位,停止位1位。

4. 接线方式

(1) 设备之间的串行通信接线方法取决于设备接口的定义。设备间采用RS232串行电缆连接时有两类连接方式:

直通线:即相同信号(RxD对RxD、TxD 对TxD)相连,用于DTE(数据终端设备)与DCE(数据通信设备)相连。如计算机与HUB、计算机与MODEM。

交叉线:即不同信号(RxD对TxD、TxD 对RxD)相连,用于DTE(数据终端设备)与DTE(数据终端设备)相连。如计算机与计算机、计算机与智能设备。

(2) 武汉电信监控端局由于智能设备和监控测点较多,而计算机只有1个或2个串口,所以需要在监控前置机上安装多串口卡以接入更多的智能设备和采集器。

(3) 智能开关电源接入集中监控系统通常为RS232方式,而前置机安装的多串口卡C320为RS422方式,所以通过艾默生公司OCI-6通信接口转换器实现RS232向RS422的转换。智能开关电源(如:DUM14电源、中达电源等)的RS232通信口常见为DB9针公头,其接线方式如图2:

在接入调试时也可通过RS232方式直接与便携计算机相连,接线方式如图3:

(4) 智能设备通信口的定义根据厂家提供的协议来决定,所以不同智能设备的接线方式也是不同的。如西门子开关电源的RS232通信口为DB9针母头,其针脚定义与DB9针公头相反,即2为发送(T),3为接收(R),所以其接线方式也与DB9针公头相反;洲际SAIT电源的RS232通信口虽然为DB9针公头,但在接线时还需连接握手信号,即4-6、7-8短接。

5.软件实现方式

武汉电信PSMS集中监控系统采用动态库+配置库共同完成对智能设备的三遥功能。动态库为监控厂家开发的智能设备驱动程序,由它完成信号的采集工作,由配置库定义信号的性质、告警条件、存储周期和阀值等,完成对数据的后期处理。不同类型的监控模块对应不同的动态库和配置库。

三、开关电源的监控功能测试

开关电源接入集中监控系统并调试成功后,还需要对监控功能进行详细测试。以下测试信号和测试方法是以武汉电信采用的艾默生网络能源有限公司PSMS集中监控系统中对DUM14开关电源进行的初验测试为依据,对于不同的监控系统、不同的开关电源,其测试信号名称和测试方法可能略有差异。

以下监控内容,并未包括开关电源监控模块所能提供的所有项目,之所以只选取部分项目,是基于对监控系统运行速度及易用性,可靠性等方面综合考虑的结果。在厂家提供的协议的范围内,可以结合自身情况进行取舍。例如:厂家提供的日期,时间功能就没有必要采集,以节省系统资源。

1.模拟量

模拟量的测试方法是将监控系统的显示值与开关电源监控模块的显示值进行逐项比对,两者一致即为测试通过。

需要注意的是:

当温度监控值为与实际温度不符,但与监控模块显示值相符时,原因为未安装温度传感器。

当交流输入电压或电流监控值与实际测量值不符,但与监控模块显示值相符时,原因为开关电源交流输入信号采样线未接。

2.开关量(以DUM14电源监控测试为例)

测试信号 测试方法 DK04显示工作方式浮充均充 改变开关电源工作状态,查看该信号监控值是否与DK04显示值一致。 浮充灯(绿)均衡灯(黄)均充开关位置自动手动 改变开关电源均充开关位置,查看该信号监控值是否与DK04显示值一致。 自动位置(上)手动位置(下)整流模块通讯告警 关闭一个整流模块的直流输出开关。 整流器告警整流模块次要告警整流模块通讯告警 断开一个整流模块交流输入开关。 整流器故障整流器告警整流模块主要告警整流模块通讯告警 断开两个以上的整流模块交流输入开关。 整流器故障整流器告警熔丝故障 拔下直流屏下部黑色的熔丝信号保险;2个信号保险分别对应2个电池保险。 熔丝故障环境温度过高 环境温度超过50℃产生告警。由于告警阀值不可修改所以一般无法模拟。 系统温度过高电池温度高 降低设定值至低于当前电池组温度。 电池温度过高负载电压高 降低设定值至低于当前系统电压。 输出电压过高负载电压低 提高设定值。(该阀值最大仅为52V,所以在浮充时不告警,可设定为52V并在电池放电时测试告警) 输出电压过低整流模块交流输入故障整流模块通讯告警电池放电 断开交流屏对应的开关电源输入空开,做模拟停电告警测试。 市电故障整流器告警电池放电充电限流 电池放电后数分钟,交流屏输入空开合闸。系统进入均充限流;若系统未进入限流状态,可能是充电限流设定值太大,可适当降低设定值,使系统进入充电限流。 充电限流整流模块高压关机 在一个整流模块上,降低Vhvsd设定值(过压关断的阀值电压),最低值为54V。改变电源工作方式进入均充状态,均充电压高于54V则该模块关闭。使该模块恢复正常时需要进行复位操作。 整流模块DMA:HVSD监控模块DK04:整流模块告警

注:1) 开关量测试是监控功能测试的重点,需要模拟多种告警,注意在测试完成后恢复开关电源正常的工作参数和工作状态。2) 以上模拟告警的测试方法并不是唯一的,而是在保证开关电源运行安全的前提下较为简单的测试方法。

3.遥控/谣调量(以DUM14电源监控测试为例)

测试信号 测试方法关闭所有整流器命令 监控系统发出遥控命令,查看DUM14电源整流模块是否执行命令和响应时间。打开所有整流器命令 均充命令 监控系统发出遥控命令,查看DUM14电源是否执行命令和响应时间。(注:均充开关位置在自动或手动时均能实现遥控)浮充命令 浮充电压设定值 遥调步长值建议为0.1或0.2。遥调范围为36~65V。电流限流设定值 遥调步长值建议为10。遥调范围为1~9900A。电压高告警设定值 遥调步长值建议为0.1或0.2。遥调范围为50~58V。电压低告警设定值 遥调步长值建议为0.1或0.2。遥调范围为44~52V。电池温度高告警设定值 遥调步长值建议为1。遥调范围为20~99℃。均充周期 遥调步长值建议为1。遥调范围为1~99星期。自动均充持续时间 遥调步长值建议为1。遥调范围为1~99小时。系统均充启动电压 遥调步长值建议为0.1或0.2。遥调范围为36~65V。均充电压设定值 遥调步长值建议为0.1或0.2。遥调范围为36~65V。温度补偿系数 遥调步长值建议为0.2。遥调范围为0.1~5.0mV/℃/cell。交流电流量程 遥调步长值建议为10。遥调范围为100~9900A(DK04查看方式为同时按B1与B4键)。负载电流量程 遥调步长值建议为10。遥调范围为100~9900A(DK04查看方式为同时按B1与总和键) 。电池电流量程 遥调步长值建议为10。遥调范围为100~9900A(DK04查看方式为同时按B2与总和键)。整流模块个数 遥调步长值建议为1。遥调范围为1~100个(DK04查看方式为同时按B3与总和键)。

注:1) 以上遥调步长及范围仅针对DUM14开关电源,对不同的开关电源请参照设备说明书。遥调量的测试建议按说明书推荐的步长值,在调整范围内测试,否则可能造成遥调不成功。2) 注意在测试完成后恢复开关电源正常的工作参数和工作状态。

五、结束语

智能开关电源的监控是动力及环境集中监控系统的一项重要内容,也是影响监控系统功能实现的关键。本文通过以DUM14开关电源为例,阐述智能开关电源在武汉电信PSMS监控系统中的接入方式和监控功能测试方法,对其他类型的智能设备在动力及环境集中监控系统中的接入与测试也具有一定的借鉴意义。

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