自動化柴油發電機組的通信，是指計算機通過專線或公共電話交換網與監控中心進行數據交換，以便實現遠程對發電機組進行參數設置、發電機組運行實時監控、故障記錄和數據處理的任務。當距離較近時，計算機可直接與發電機組進行數據交換。當距離較遠時，計算機與發電機組的通信要通過公共電話交換網。由于計算機的信號是數字信號，公共電話交換網傳輸的是音頻信號，因此需通過調制解調器連接。
(1)通信電源集中監控系統的功能和組成介紹如下:
1)通信電源集中監控的基本功能:電源系統的集中監控是指對于分散分布的電源裝置，由中央集控室通過計算機網絡對其進行遙測、遙信和遙控(常稱為"三遙U，實時監控其運行參數、運行記錄、報警處理等，從而形成電源及相關設備的少人或元人值守與集中維護的計算機控制系統。
采用集中監控管理系統后，利用計算機及網絡技術、軟件工程、通信技術及測控技術等現代手段，可將通信電源系統及其他自動化電站的維護管理提高到一個新的水平。集中監控管理系統，就是對被控設備實行遙信、遙測和遙控。
①遙信是指將正在運行的電源設備的各種狀態，反映到監控中心。主要內容有:
a.哪一路交流電在工作;市電還是柴油發電機組;電壓、頻率是否五常。
b.直流輸出是否正常;蓄電池處在浮充還是均充狀態;每臺整流器是否正常運行。
c.電池組的運行情況是否正常;有無過放電。
②遙測是根據遙信獲得的資料，及時判斷所發生的情況，或者定時測試必要的技術數據，以便分析故障。主要內容有:
a.市電停電后，柴油發電機組在多長時間內正常供電。
b.市電停電后，柴油發電機組尚未起動時，蓄電池能夠單獨供電的時間有多長;恢復供電后，蓄電池均充時間是否與設定的均充時間相符。
c.正在運行中的某一臺整流器發生故障時，能遙測出故障的性質。
d.遙測有關數據。如停電時間;故障時間和次數;柴油機運行時間等均能自動記錄、顯示和打印。
③遙控即遠距離操作。遙控主要的內容有：
a.遙控關機。當發現某臺發電機組運行不正常時，應先遙控關機，查清情況或修理后再開機。
b.遙控開機。在無人值守的機房中，若市電停電，必須遙控起動柴油發電機組。整流器自動開機失敗后，也可用手動遙控開機。
2)監控對象及內容，目前，主用電源和備用電源集中監控系統的監控對象和內容包括
①高壓配電設備遙測三相電壓、三相電流、高壓操作電流和電壓。遙信變壓器溫度過高、瓦斯報警等。
②低壓配電設備遙測進線柜三相電壓、三相電流、頻率、功率因數、重要部位的溫度。遙信主要開關狀態、缺相、過電壓、欠電壓等。遙控重要配電開關分合閘。
③整流設備遙測交流輸人電壓和電流、直流輸出電壓和總輸出電流、主要熔斷器溫度、各整流器的輸出電流。遙信蓄電池工作在浮充或均充狀態、整流器故障、直流輸出過電壓和欠電壓、熔絲斷。遙控整流器復位、開機和關機。
④蓄電池遙測總電壓，充放電安時數、各電池端電壓、電池工作溫度等。
⑤自動化柴油發電機組遙測三相電壓、三相電流、輸出功率、頻率(轉速)、燃油油位、冷卻水水位、潤滑油油壓、起動蓄電池電壓等。遙信工作狀態(運行與停機)、工作方式(自動與手動)、自動轉換開關狀態、機油壓力低、水溫高、燃油油位低、電壓異常、過電流、頻率(轉速)、超速、起動失敗、起動電池低電壓等狀態指示與異常報警。遙控起動或停機、緊急停機、負載變換等。
⑥交流穩壓器遙測一次電壓和二次電壓。遙信穩壓器工作、市電直通、穩壓器故障等。
⑦不間斷電源(UPS)遙測交流輸入電壓、直流電壓、標準電池端電壓、交流輸出電壓、電流、頻率等。遙信市電故障、整流器故障、逆變器故障、UPS供電、市電供電、電池電壓低等。
⑧局部空調設備遙測機房溫度，迸氣壓力與排氣壓力等。遙信工作狀態、溫度過高、溫度過低、濕度過大、濕度過小、風機故障、壓縮機故障、加濕器故障、排氣壓力過大、進氣壓力過低等。遙控開機和關機。
⑨中央空調設備遙測冷凍水的進出溫度、重要機房的溫度、濕度、電源電壓和電流。遙信電源缺相、機油溫度高、壓縮機運行或停機等。遙控開機和關機。
⑩機房環境包括各電源空調機房溫度、濕度、煙霧、潮濕、門開報警等。為了實施集中監控管理，被控設備必須具有監控功能及監控接口，即遙測信號必須有測試點，被測參數能通過接口傳送到主計算機，被控設備還必須具有執行遙控信號的執行部件等。
3)監控系統的組成:主用電源和備用電源集申監控系統的結構如圖1所示，它由地市維護管理中心、縣區監控管理申心、端局監控器以及它們之間的傳輸通道組成。
圖1主用電源和備用電源集中監控系統的結構
監控系統通常分為兩層，即管理層和采集控制層。管理層包括縣區級監控管理中心和地市級維護管理中心，其作用是對所有端局的被控設備實施監控管理。利用軟件設置，可以賦予各級中心相應的權限及管理內容。采集控制層由端局監控器(監控主計算機)和現場監控器等組成。各端局則應根據實際情況，選用不同的模塊和現場監控設備。
維護、監控管理中心的結構如圖2所示。分發臺通過LAN與多種業務臺(如控制臺、查詢臺、大屏幕控制臺、攝像顯示臺等)和服務器相連，同時保持與各個端局監控站的數據通路，控制所有上下行數據的分配及轉發。服務器中保存所有被監控的詳細數據資料、實時運行數據、報警數據和操作記錄，以備查詢。
圖2維護、監控管理中心的結構
若被監控點較少，也可采用分發臺與業務臺合一的單機方式。端局監控器的結構如圖3所示。端局監控器主要由以下四大部分組成:
①監控管理對象包括高低壓配電設備、整流器或開關電源、直流-直流變換器、蓄電池組、柴油發電機組和UPS等，它們均為智能設備。
②設備與微機的通信接口應能完成主要設備與微機間的信號傳輸。
③現場監控器是一個智能數據采集系統，由一臺專用計算機來實現。通常采用通用工業控制機，如T業PC、STD總線工控機、PLC等。目前應用較多的是專用工控機，其核心是單片計算機，如8031、8051、80C51、8098、89C51等。它的主要任務是數據采集和信號控制，通過接口與被控設備相連。現場監控器一般與被控設備置于同一現場，并通過接口與監控中心的主計算機相連，實現與主計算機的通信。
④監控主計算機一般選用高級微型計算機，如586、PII、PIII微機等。主計算機通過通信接口與現場監控器相連，向現場監控器發送遙控命令，并接收其送來的信息和數據。另外，通過配置一定的通信接口，可與其他端局監控器一起組成縣區監控管理中心，形成采集控制層，構成多級分散式系統。
端局監控器(監控主計算機)與現場監控器之間，均采用一點對多點連接，連接形式為星形或總線型，如圖4所示。
圖3端局監控系器的結構
圖4端局監控器與現場監控器的鏈接
a）星型結構b）總線型結構
(2)通信接口與通信協議如下:
1)信號傳輸方式:在監控系統中，一般采用現場通信和遠程通信兩種信號傳輸方式。
現場通信傳輸方式是，端局監控主機與現場監控器、現場監控器與被控設備、被控設備之間，通過R5232、R5422或R5485接口通信。
遠程通信傳輸方式是，端局監控器(監控主計算機)與縣區監控管理中心以及地市維護管理中心之間的通信，可以采用以下兒種連接方式。
①LAPD高速數據鏈路連接。利用PCM中的一個時隙，透過各種交換機及傳輸設備，提供被維護點到中心的64kbit/sLAPD高速數據鏈路連接。這種方式結構簡潔，不增加線路投資，而且數據傳輸速率高。但僅當整個網內為全數字信號傳輸時，才能采用LAPD方式。
②DDN網絡連接。利用DDN專線，也可提供64kbit/s的高速數據通道。由于DDN與交換網的不相關性，所以這種方式更加穩定可靠。但是，當被控點較多時，占用的DDN資源較多。
③凋制解調器方式連接。當網上有模擬信號傳輸時，可以采用這種方式連接，最高數據傳輸速率可達19.2kbit/s，并可根據線路狀態自動調整速率。這種方式的優點是適用范圍較廣。
調制解調器的種類很多，按不同的分類方式可分為半雙工、全雙工、二線制、四線制、外接式、內置式、交流直流等，用戶可按需要選配。凋制解調器在安裝后要進行設置。不同的調制解調器有不同的要求，一般包括初始化、通信速率選擇、文件傳輸協議等，具體內容可參閱調制解調器使用手冊。
調制解調器的面板上有一些指示燈，盡管不同類型的調制解調器指示燈的數量有所不同，但常用指示燈的設置和含義基本相同。下面是一些使用較多的指示燈。
當SD指示燈閃爍時，表示調制解調器收到了計算機送來的信息，或正在往對方調制解調器發信息。
當RD指示燈閃爍時，表示調制解調器正在接收對方必來的信息并送人計算機。
當CD指示燈亮時，表示調制解調器已檢測到來自電話線的信號，說明調制解調器間的線路已經接通。
當OH指示燈亮時，表示兩臺設備間的線路己正式接通(對方已應答)。
當TR指示燈亮時，表示計算機接口已準備好接收或發送數據。
2)通信接口:無論是現場通信，還是遠程通信，都必須通過接口才能實現。監控系統一般都采用串行通信方式。采用串行通信時，數據字節一位一位按順序發送與接收。串行通信有同步和異步之分。
采用同步串行通信方式時，傳送數據開始時，約定1~2個字符作同步指示，利用時鐘實現發送端與接收端同步，異步串行通信方式則為一幀幀數據傳送。由于異步通信傳送的每一幀都有固定格式，所以硬件結構較同步方式簡單，而且可以用校驗位糾錯。所以異步通信方式廣泛用于CRT終端、字符打印機及電話數據通信。
異步通信數據為幀，每一幀包含一個字符代碼或一字節數據。一個字符代碼為起始位(0)，數據位(DO~D7)，奇偶校驗位P(1)，停止位(1)，每幀之間還可以有等待狀態的空閑位。異步通信傳送通道帶寬用波特率衡量。波特率表示每秒鐘傳送二進制代碼的位數。
串行通信中，數據是一位一位依次傳送的，但在微處理器內部是并行傳送的，所以當數據由微機送往終端時，應首先將串行數據轉換為并行數據，才能加工處理。這種串行轉換工作可以由軟件及硬件電路實現。
①RS232接口:RS232接口是美國電子工業聯合會(ETA)制定的串行通信接口的技術標準，適用于數據電路終端(DCE)和數據終端設備(DEC)之間的二進制通信，這個標準的C版本，即RS232C被國際電聯(ITU)采用。
RS232C總線電平及信號定義是，+3~+25V之間電壓為負邏輯電平"0"，-3~-25V之間電壓為邏輯電平"1"。微型計算機中通常采用十I2V或十l5V為邏輯"0"，-12V或-15V為邏輯"1"。還規定用25線連接器作信號引線:4個數據信號，12個控制信號，3個時鐘信號，2個地(保護地，信號地)，常用的有10個引腳。各引腳功能如表1所示。
表1RS232C引腳功能
計算機與終端R5232C接口總線的連接方法如圖5所示。圖中的終端可以是現場監控器、被控智能設備，也可以是其他計算機。由于傳輸電纜中的損耗及噪聲干擾，終端距離應小于2Om。
圖5計算機與終端直接用RS232C接口總線連接
當計算機與終端之間較遠時，可采用調制解調器、通過公用電話網或其他專線，進行遠程通信，如圖6所示。
調制解調器的主要功能是調制和解調。讕制是指將計算機發送出來的二進制數字信號轉換成帶寬小于4kHz的模擬信號，以便在電話網上遠距離傳輸解調是指在接收端將經電話網送來的已調制信號還原成計算機能夠接收的二進制數字信號。
圖6計算機與終端RS232C經調制解調器的鏈接
調制解調器上裝有與計算機相連的RS232C連接器，與電話網相連的插座以及電源線。調制解調器還可作成調制解調卡，直接插在計算機的擴展槽內，與計算機成為一體，使用非常方便。
②R5422和R5485接口總線:由于R5232C傳輸距離短，速率低，接收器工作特性差等缺點，美國ETA又頒布了RS422及RS485標準總線，目前己廣泛用于計算機及智能設備之間的遠程通信。R5422有26個引腳，常用的引腳只有8個。引腳功能如表4-2所示。
表2RS422常用引腳功能
RS485的引腳與RS422完全相同。兩者差別是，RS485為半雙工，RS422為全雙工。所謂全雙工，就是指在某一時刻，可同時發送和接收。而半雙工則是指在某一時刻，只能一端發送，另一端接收。半雙工用于多個終端互連時，可節省信號線，有利于提高通信速度。
RS485和RS422的主要電氣參數如表3所示。RS485、RS422的電路由發送器、平衡連接傳輸線、終端負載及接收器構成。發送通路有兩根線，接收通路也有兩根線。兩條線間的電壓表示信號，每個通道的兩條信號線，若其中一條為邏輯"1"狀態，另一條就為邏輯"0"狀態。電路中只允許有一個發送器，可以有多個接收器。
表3RS485和RS422的主要電氣參數
R5485和R5422采用平衡接收和差分接收電路，如圖7所示。由于兩條傳輸線扭在一起，所以兩條線上的干擾相互抵消。同時平衡驅動器的地與差分接收器輸入端的地不連，傳輸線允許較大的衰減損耗，圖7中差分接收器信號UR~2UT。
R5485及R5422通信接口適用于大樓集中監控系統及其他遠程通信。
圖7RS485和RS422的平衡接收和查分接收電路
3)通信協議:接口和總線為計算機與計算機、計算機與被控設備之間的通信提供了硬件保證。為了完成通信，通信的發送方和接收方還應該共同遵守一系列"約定"。這些"約定"通常稱為通信協議。
通信電源集中監控系統的通信協議是針對特定環境和內容制定的。通信協議應根據監控對象的內容分類、規范、編碼，并按監控系統要求的功能制定統一的數據格式，因此通信協議是整個監控系統運行的前提。
在主用電源和備用電源集中監控系統中，必須特別強調通信協議的統一性。如果監控系統不采用統一的協議，系統運行出現困難，甚至使系統無法運行。CIMC一Y系列自動化柴油發電機組遠程監控系統的通信協議見表4。
表4CIMC-Y系列自動化柴油發電機組遠程監控系統的通信協議
為方便實施，通信協議應具有靈活性、開放性、可擴展性和可實現性。詳細內容可查閱原郵電部YDNO23一1996《通信電源和空調集中監控系統技術要求》中All柴油發電機組供電系統通信協議的有關內容。
責任編輯：Honey
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