通信电源培训教程第7章 动力及环境监控系统运行与维护操作.docx
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通信电源培训教程第7章动力及环境监控系统运行与维护操作
第7章动力及环境监控系统运行与维护操作
本章主要介绍了动力及环境监控系统运行与维护的一般要求、维护项目及周期、维护操作、系统性能和功能测试、系统常见故障分析等内容。
7.1监控系统维护的一般要求
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。
2．监控中心服务器、监控主机和配套设备应安装在环境良好的房间，室内应有防静电措施及空调。
3．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％～+10％内；直流电压的变化范围应在额定值的－15％～+20％内。
4．定期检查并确保监控中心服务器、监控主机和配套设备、监控模块及前端采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。
5．保持监控中心服务器、监控主机和配套设备的整齐和清洁。
6．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。
7．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。
8．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应。
对于一般告警，可以记录下来，进一步观察；对于紧急告警，应通知维护人员处理，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警信息，应由现场值守人员或专人（无人值守机房）确认恢复。
9．监控中心和监控站中主机的系统软件有正规授权，应用软件有自主版权，系统软件应有安装盘，在系统出现意外时能够重新安装恢复。
具备完善的安装手册、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，每次的软件调整均应编制相应的软件版本编号和记录。
10．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相衔接。
11．数据库内保存的历史数据在定期倒入外存储设备后，贴上标签妥善保管。
12．历史数据保存的期限可根据实际情况自行确定，至少五年。
13．监控系统的功能、性能指标每月抽查一次，每半年全面检测一次，抽查检测过程以不影响供电系统的正常工作为原则。
7.2监控系统维护项目及周期表
7.2.1监控系统的维护项目
1．（每月）应对监控系统做的巡检记录
（1）监控中心的设备，如服务器、业务台、打印机、音箱和大型显示设备等运行是否正常；
（2）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；
（3）前端采集设备的数据采集、处理以及上报数据是否正常；
（4）监控中心局域网和整个传输网络工作是否稳定和正常。
2．数据的管理与维护
（1）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；
（2）系统配置参数必须备份，系统配置数据发生改变时，自身配置数据应重新备份，用于出现意外时恢复系统；
（3）系统操作记录数据，每季备份一次，以备查用；
（4）每月对统计的数据进行分析，整理出分析报告，并妥善保管。
3．动力监控系统的技术资料
（1）线路敷设路由总图和布线端子图；
（2）机房设备平面图；
（3）变送器、传感器安装位置图；
（4）监控系统总图；
（5）各种智能设备及采集设备的通信协议；
（6）各种设备的使用说明书；
（7）技术文件（操作、维护手册，测试资料等）；
（8）软件总体结构流程图；
（9）备品备件、工具仪表清单。
7.2.2动力及环境监控系统维护项目及周期表
表7.1动力及环境监控系统维护项目周期表
序号
项目
周期
1
做好监控系统巡检记录
月
2
抽查监控系统的功能、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
做阶段汇总月报表
6
备份系统操作记录数据
季
续表7.1动力及环境监控系统维护项目周期表
7
做阶段汇总年报表
年
8
全面抽查监控系统的功能、性能指标
9
整理历史数据
10
检查并确保监控中心服务器、监控主机和配套设备、监控模块及前端采集设备有良好的接地和必要的防雷设施
11
检查智能通信口与数据采集器之间的电气隔离及防雷措施
7.3监控系统的安全管理
7.3.1安全机制
1．应通过主机配置或网络配置实现系统的双机热备份或各主机之间互为备份的功能，确保监控中心系统安全运行。
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。
3．采用拨号方式连接时，连接监控主机用的号码资源不对外公开。
4．监控系统应做到专网专用，严禁上网、下载其它程序和游戏程序。
5．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。
7.3.2用户权限
1．为保证监控系统的正常运行，在监控中心和监控站，应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，实现一般的查询和检索功能，定时打印所需报表，响应和处理一般告警。
3．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。
4．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帐号、密码和权限的分配与管理。
5．所有登录密码均作机密处理，维护人员之间不许相互打听，系统管理员在必要时可以更改某帐号的密码。
不同的操作人员应有不同的密码，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。
6．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。
7．系统所有技术手册、安装手册、软件等资料作机密保管。
8．值班人员须按交接班内容逐项核实，利用动力及环境集中监控系统进行检查，查看当前告警、操作维护报表、交接班报表以及巡检设备运行的实时数据。
9．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。
7.4监控系统的运行操作（以艾默生PSMS439为例）
7.4.1监控系统数据备份
数据备份包括运行数据（历史数据、告警记录、操作记录等）的备份以及系统配置数据的备份，其目的一是为了提高可靠性，避免因意外的原因导致系统瘫痪后无法恢复；二是为了节省计算机硬盘空间，将暂时不必要的数据备份到外存上，需要时再调入。
1．运行数据备份
（1）界面说明
图7.1为数据管理软件的数据备份主界面，各项目说明如下：
图7.1数据管理软件的数据备份主界面
①菜单
菜单和相对应的工具栏如图7.2所示：
图7.2工具栏
a．数据管理
启动
：
运行例行的对各历史表的数据迁移、数据备份、空间监测等工作任务；
暂停
：
暂停例行的对各历史表的数据迁移、数据备份、空间监测等工作任务，由于数据管理为PSMSV4.39的必备功能，在常规运行时不应暂停；
退出
：
退出数据管理软件。
b．操作界面
数据备份
：
对各历史表的数据迁移、数据备份、空间监测等工作任务是否运行或暂停的可控界面；备份数据库数据的操作界面；
数据恢复
：
将数据从外部备份文件恢复到数据库的操作界面；
参数设置
：
设置运行参数界面；
②自动数据备份和迁移
数据备份界面左边部分为自动数据备份和迁移界面，如图7.3所示。
图7.3自动数据备份和迁移界面
●运行提示灯：
绿灯交替闪烁表示例行工作正在运行，变成红灯并不闪烁表示例行工作暂停；
●启动按钮：
功能同菜单[数据管理]的[启动]菜单项；
●暂停按钮：
功能同菜单[数据管理]的[暂停]菜单项。
（3）手动数据备份
数据备份界面右边部分为手动数据备份界面，如图7.4所示。
图7.4手动数据备份界面
●起始时间：
需要备份时间段数据的起始时间；
●结束时间：
需要备份时间段数据的结束时间；
●手动备份按钮：
执行手动备份。
当执行手动备份时，弹出以下信息提示：
点击[确定]进行手动备份。
点击[取消]则不进行手动备份。
正常情况下每天都会连续做例行备份工作，所以不需要手动备份，只有在某种故障中断一段时间而使备份不连续时才使用本功能。
（2）历史数据表
系统保留的历史数据表包括历史数据表（HisData）、历史油机数据表（HisEngineData）、历史电池曲线数据表（HisBatteryData）、历史告警表（HisAlarmData）、历史统计数据表（HisStaticsData）、历史控制表（HisControlQueue）、历史刷卡表（ManaFreshCard）、历史操作表（ManaOperateRecord）、交接班历史表（RptChange）、派修单历史表（ManaService）。
数据管理程序每天都将当前历史数据表中过期数据根据其产生时间段转移存储在各相应备份历史数据表中，并在数据定位表QueryTableLocate中记录各历史表数据存储的时间段，业务管理软件根据此表去定位要查询数据存储在哪张历史表中，以便去查询。
数据迁移是每天0：
15点开始，完成一天的工作后进入等待循环。
（3）数据库空间检测
对服务器数据库实时检测空间大小，不足时送告警到实时监控台。
（4）磁盘空间检测
对存储备份文件磁盘实时检测空间大小，不足时送告警到实时监控台。
2．系统配置参数备份
监控系统配置参数（框架库、配置库、动态库等）应作备份文件，以外存或硬拷贝的方式进行备份，并根据配置参数变动情况及时更新文件内容。
7.4.2监控主机与数据库的连接操作
监控主机是Sybase的客户机，在Sybase客户机上可以通过Sybase的数据源设置工具Dsedit给数据库服务器任意取一个名字，如psms，称为服务器名（ServerName），监控主机能直接通过该服务器名（在监控主机中称为数据源）访问数据库服务器。
1．设置服务器名
使用Sybase的数据源编辑工具Dsedit设置服务器名的界面如图7.5所示。
图7.5用Dsedit设置服务器名
数据库服务器的表示方法为“服务器IP地址或名称,数据库端口号”，Sybase数据库服务器的缺省端口号为5000，协议可选取NLWNSCK或TCP，视Sybase版本而定。
通常在Dsedit中能Ping通服务器（点击鼠标右键可选择PingServer，即可检查与数据库服务器的连接是否正常）。
图7.6表示了监控主机访问服务器的方式，在PSMS系统中，还有数据管理软件也是采用相同的方式访问服务器的。
图7.6监控主机访问数据库服务器的方式
2．监控主机访问服务器的设置内容
监控主机软件从注册表中读取数据源名、Sybase用户名及密码、数据库名，如果注册表中内容设置正确，则监控主机运行后状态为“上报正常”，否则显示“上报中断”。
监控主机BIN目录下的Regsetup程序可以读取注册表内容。
图7.7表示了监控主机与服务器之间的连接关系。
在图7.7所示的设置中，任一个键头两端设置如果不一致，监控主机将处于上报中断状态。
图7.7监控主机与数据库的连接关系
7.5监控系统常见故障分析与处理
当监控系统发生故障时，必须及早修复，以避免对监控工作造成影响。
与电源故障不同，监控系统发生的故障在其自诊断功能还不够强大时，很大程度上需要依靠日常的维护、系统运行状况的观察、对各种告警现象的分析以及对系统的检测等来发现，只有一少部分能够由系统自己准确发现并进行告警。
因此，对监控系统故障的发现、诊断和修复需要维护人员在日常的维护工作中不断积累经验，勤思考、勤分析、勤记录，尤其是诊断过程，对故障类型、故障区域、故障部位、故障点的判断以及故障原因的分析，都需要凭借对监控系统深入地了解、丰富的维护经验和敏锐的职业目光。
7.5.1故障的表现类别
对于监控系统，其故障的表现是多种多样的，归纳起来有以下几类：
1．硬件故障
硬件故障是由于组成系统的元器件和设备等硬件损坏、失效而引起的故障，常见的有：
（1）元器件失效，包括元器件电特性超出正常范围、短路、开路以及机械损坏等。
（2）电路故障，如线路短路、开路、高阻抗等。
（3）电源故障，如电源模块无输出、输出噪声过大等。
（4）设备故障，该故障可能是由于以上3种故障之一所导致的，但该设备在系统中作为一个不可分割的单元，设备内具体的故障原因可以不予分析，而只关心设备的输入―输出特性。
这种故障如网卡故障、集线器网口故障等。
（5）连接故障，如插头松动等。
2．软件故障
软件故障是指软件设计过程中因疏忽、理解偏差或考虑不周全而造成的与实际目标的不一致。
软件故障一般表现为程序显示错误、运行结果错误、命令执行错误、程序死（无响应）等。
3．系统故障
系统故障属于系统级的错误，通常是指系统间或组成系统的各部分（软、硬件模块）之间相互配合、协调工作时发生的错误，以及由于系统与工作环境之间的配合不良而引发的错误，而这些模块或系统本身可能并不存在错误。
笼统地讲，系统故障表现在系统的输入、输出与预先的设计或说明不一致，通常以软件故障的形式具体表现出来。
系统故障包括软硬件不匹配、多系统间协议不匹配、通信线路干扰等。
7.5.2故障产生的原因
对于监控系统来说，其故障产生的原因包括内部和外部两个方面。
1．内部原因
内部原因是指系统本身存在的不可靠因素，主要包括以下几个方面：
（1）元器件及设备本身的性能和可靠性。
元器件、设备性能、可靠性的好坏将最终影响到整个系统的性能和可靠性。
（2）系统结构设计，包括软件设计和硬件设计两个方面。
结构设计的不合理将会导致系统故障，如容易受到外界干扰或内部相互干扰，容易扩大误差而导致错误，容易因局部微小故障而引发系统全局故障等等。
（3）安装与调试，包括硬件的安装调试和软件的安装调试两个方面。
系统元器件和设备的可靠性再好，结构设计再合理，如果安装工艺粗糙，调试不严格，仍然会给系统带来许多故障隐患。
2．外部原因
故障产生的外部原因是指由于系统所处的外部环境条件而给系统带来的不可靠因素，主要包括以下几个方面：
（1）外部电气条件，包括电源电压的稳定性、其他设备的电磁干扰、浪涌电流的侵入、雷击等。
（2）外部环境条件，包括环境温度、湿度、空气洁净度等。
（3）外部机械条件，包括外力冲击、振动等。
（4）人为误操作，由于操作人员有意或无意对系统的误操作而引发系统故障。
（5）异常外力破坏，包括各种不可预测的外界因素的破坏，如火灾、水浸引起短路、鼠患等。
7.5.3监控系统常见故障及处理
1．监控系统常见故障
表7.1列举了监控系统常见的故障及其可能的故障原因,这里所列的都是一些共性故障,不同的监控系统故障情况可能会有所不同。
表7.2监控系统常见故障
故障现象
可能的故障原因
监控模块故障告警
监控模块故障
监控模块地址配置错误
端局通信中断告警
端局通信中断
监控主机死机
监控主机地址配置错误
所有端局通信中断告警
监控中心通信中断
通信服务器死机或程序出错
实时数据不刷新或无信号
通信中断
监控中心及主机程序出错
端局设备电源故障
上下配置不统一
某设备实时数据不刷新
该设备监控模块故障
接口（协议）转换器故障
通道故障
实时数据及告警时延变长
网络故障
应用程序错误
计算机病毒
电源干扰
接地不良
监控软件突发性异常或死机
应用程序错误
计算机病毒
计算机硬件故障
误告警或不告警
传感器、变送器故障
信号线路故障
环境干扰
组态错误
遥控不成功
接口和设备故障
程序（协议）错误
地址配置错误
组态错误
遥测不准
传感器、变送器故障
安装错误
环境干扰
参数设置错误
报表错误
参数设置不当
组态错误
软件设计错误
数据库出错
2．监控系统故障的修复
对于硬件故障的修复，最常用的措施是更换器件；如果是接触不良、接头松动、线缆脱落等故障，应采取有效的紧固措施；如果是由于线路上器件受到干扰，则应考虑采取重新布线、改变路由、良好接地、屏蔽隔离等措施加以解决。
对于软件故障的修复，最常用的措施是重新登录或重新启动；对配置有错误的应及时更正；如果系统遭到破坏，则要通过备份数据的恢复或系统的重新安装来修复；如果是软件设计错误，则只有通知厂家进行修复。
而对于传输线路上的故障，则需要相关专业配合予以解决。
7.6动力及环境集中监控系统的检测
7.6.1现场实时数据的检测
监控系统的现场监测能力可通过以下几方面来判定：
●对现场物理量的监测项目的完整性和监测精度；
●告警功能的完全实现；
●各状态量和控制量的监测、监控项目的完整性。
1．现场实时物理量的检测
（1）测量误差的计算方式
对监控对象各物理量测量精度的鉴定，是采用仪器与监控模块或监控单元同步测量，计算二个显示值之间的相对误差或绝对误差的方式来进行。
相对误差计算公式：
（7.1）
式中：
―监控模块或监控单元界面显示数；
―测量仪器的读数。
绝对误差计算公式：
（7.2）
式中：
―监控模块或监控单元界面显示数；
―测量仪器的读数。
在电压、温度、湿度等检测项目中要注意采样点的选择应尽量与原监控系统采样点相近，以消除采样点上产生不必要的误差。
如果被测物理量波动较大，为确保误差值的正确性，建议采取多次测量，然后计算其算术平均值的方式从而取得相对或绝对误差值。
（2）交流输入电压的测量
测量相对误差：
≤2%。
测量电路示意图见图7.8和7.9。
图7.8三相交流输入电压测量图7.9单相交流输入电压测量
测量仪器：
数字万用表，也可采用交流功率分析仪或谐波分析仪。
测量步骤：
①将交流输入电压调整为额定相电压或线电压的85％、100％、110%，用万用表分别测量三种情况下相应的交流电压值；
②按公式7.1分别计算出输入交流电压为85％、100％、110％额定电压时交流电压值的相对测量误差。
注：
额定相电压为220V，额定线电压为380V。
（3）交流输出电压的测量
测量相对误差：
≤2%。
测量电路示意图见图7.10和7.11。
图7.10三相交流输出电压测量示图7.11单相交流输出电压测量
测量仪器：
数字万用表，也可采用交流功率分析仪或交流谐波分析仪。
测量步骤：
①将负载调整为额定负载的25％、50％及100％，用万用表分别测量这三种情况下相应的交流输出电压值。
②按公式7.1分别计算出负载为25％、50％及100％额定负载时电压值的测量误差。
注：
交流电源是指交流输出的逆变器、发电机组、UPS电源等。
（4）交流电流的测量
测量相对误差：
≤2％（Iac≥25％×Ieac）
测量绝对误差：
≤2％×25％×Ieac（Iac<25％×Ieac）
测量电路示意图见图7.12。
图7.12交流电流测量示意图
测量仪器：
数字钳型表，也可采用交流功率分析仪或交流谐波分析仪。
测量步骤：
①交流电源输出电压调在额定输出电压值；
②将负载（设备）调整为25％、50％及100％额定负载（额定输入电流），用数字钳形表分别测量这三种情况下相应的交流电流值；或在交流功率分析仪上查看交流电流值；
③按公式7.1、7.2分别计算出25％、50％及100％额定负载时电流值的测量相对误差和绝对误差。
注：
Ieac表示额定交流电流值，Iac表示实际交流电流值。
（5）交流输入功率与功率因数的测量
测量相对误差：
≤2%。
测量电路示意图见图7.13和图7.14。
图7.13三相输入功率及功率因数测量示意图
图7.14单相输入功率及功率因数测量示意图
测量仪器：
交流功率分析仪或谐波分析仪。
测量步骤：
①将负载调整为100％额定负载；
②将交流电压分别调整为额定相电压或额定线电压的85％、100％、110％，分别测量出输入功率、功率因数；
③按公式7.1分别计算出输入电压为85％、100％、110％额定电压时100％额定负载时功率值和功率因数的测量相对误差。
（6）交流输出功率的测量
测量相对误差：
≤2％。
测量电路示意图见图7.15和图7.16。
图7.15三相输出功率测量图7.16单相输出功率测量示意图
测量仪器：
交流功率分析仪或谐波分析仪。
测量步骤：
①将交流电源输出电压调整为100％额定电压；
②将负载调整为额定负载的25％、50％、100%，在各负载点上可测得输出功率；
③按公式7.1分别计算出负载为25％、50％、100％额定负载时功率值的测量相对误差。
注：
此处负载是指纯电阻性负载。
（7）交流频率的测量
测量相对误差：
≤2％。
测量电路示意图见图7.17。
图7.17交流频率测量示意图
测量仪器：
交流功率分析仪或谐波分析仪，数字万用表，频率表。
测量步骤：
①用频率表测量交流频率值；
②按公式7.1计算出频率值的测量相对误差。
（8）直流输入电压的测量
测量相对误差：
≤0.5％。
测量电路示意图见图7.18。
图7.18直流输入电压测量示意图图7.19直流输出电压测量示意图
测量仪器：
数字万用表。
测量步骤：
①调节直流电源，使设备输入电压处于额定输入电压的上、下限值，用万用表分别测量出输入电压值；
②按公式7.1分别计算出设备输入电压上、下限值时电压值的测量误差。
（9）直流电源输出电压的测量
测量相对误差：
≤0.5％。
测量电路示意图见图7.19。
测量仪器：
数字万用表。
测量步骤：
①用万用表分别测量在直流电源输出电压上、下限值和浮充状态下相应的直流输出电压值；
②按公式7.1分别计算出上、下限值和浮充状态电压值的测量相对误差。
（10）蓄电池电压的测量
测量相对误差：
≤0.5％。
测量绝对误差：
2V单体电池端电压≤5mV；6V单体电池端电压≤10mV；12V单体电池端电压≤20mV。
测量仪器：
数字万用表
测量步骤：
①蓄电池组处于浮充状态，蓄电池组的充电或放电电流小，可近似忽略不计；
②用数字万用表测试表笔点接蓄电池组＋，－极端，测得蓄电池组的电压值；
③按公式7.1、7.2计算出蓄电池组电压值的测量误差；
④选择1～2只单体电池，用数字万用表测试表笔点接单体电池的＋，－极端，测得单体电池的电压值；
⑤按公式7.1、7.2计算出单体电池电压值的测量误差。
（11）直流电流的测量
测量相对误差：
≤2％（Idc≥25％×Iedc）。
测量绝对误差：
≤2％×25％×Iedc（Idc<25％×Iedc）。
测量电路示意图见图7.20。
图7.20直流电流的测量
测量仪器：
数字钳型表。
当电流过大时，可采用≤0.5％测量误差的分流器或≤0.5％测量误差的霍尔器件及数字万用表来取代。
测量步骤：
（1）将输出负载调为25％、50％及100％额定负载，分别测量这三种情况下相应的直流电流值；
（2）按公式7.1、7.2分别计算出负载为25％、50％、100％
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