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网络式监控管理软件平台

  软件系统结构
  软件系统采用分布式计算机控制系统的结构,以多级监控自下而上逐级汇接而成,每个级别的监控连接成一对多的监控系统网络。根据网络结构,以及用户的实际情况和具体要求,可以为两级或三级组网结构或多级组网结构。
  机房集中监控开发平台为机房管理提供一套完整的解决方案,此系统通过计算机网络实现对机房的集中分布监控,计算机网络通讯协议采用TCP/IP,并且利用硬件采集网络也可实现多级集中监控。机房动力环境监控采用RS485总线结构,系统通过分布在监控环境中的各种传感器搜集数据,或由智能设备直接提供给计算机,再由计算机对搜集到的信息进行记录和处理并提供报警、分析、调整,并将信息发送到网上,供各级用户选用。管理者根据这些监测到的信息资料,采取相应的控制措施,或由电脑自动进行控制,使监控环境各设备安全可靠运行。
  整个系统结构都为模块化,组建十分灵活,扩展十分方便。使用可实现机房设备运行管理的无人值守,极大的提高了资源利用率和设备运行管理水平。
  3.1.2软件构成
  软件系统由综合业务台,数据库服务台,项目开发配置台;
  监控中心所有的业务台软件模块都是全中文的操作及显示界面(类似于WINXP界面);其中:
  1、综合业务台:包含报警监控软件模块、报表软件模块、收发台软件模块。
  1)收发模块:是监控中心与所有机房通信的枢纽,所有数据(上报的信息及下行的控制命令)均通过收发台转发。
  2)报表模块:主要是提供完整的、友好的系统信息查询与显示界面、丰富的查询、统计功能;通过操作报表台,可查询、打印告警以及操作维护记录;生成、打印各种报表,生成各种统计曲线、直方图、饼图;查询、检索录像带资料等。用户可自由设计报表内容及格式,并可定时批量打印报表。同时提供月分析表,对各端局每月设备运行情况自动进行分析(如:设备负荷率、停电时间、时长等)。
  生成的报表包括:
  日、月告警记录报表;
  月、年告警统计报表;
  日(月)监测数据统计报表(电力设备);
  日(月)监测数据统计报表(空调设备);
  日(月)监测数据统计报表(机房环境);
  直流设备负载/交流总用电量日报表;
  直流设备负载/交流总用电量月报表;
  直流设备负载/交流总用电量年报表;
  蓄电池组监测日记录表;
  柴油发电机组开机运行记录表;
  电力设备运行交接班记录表;
  设备财产统计报表;
  设备维护记录表;
  日、月操作记录表;
  操作人员登录记录表;
  信息打印功能包括:
  a)出现告警立即打印;
  b)根据管理需要定时打印;
  c)屏幕拷贝打印;
  d)打印信息在显示屏幕上有提示;
  3)报警监控模块:完成所有控制功能、所有的配置、告警等功能。在正常情况下,以图形或树型管理方式显示监控范围内的全部被监控对象工作状态、运行参数的画面。实时监视各个通信局站动力设备及环境的工作状态及运行参数,接收告警信息。根据需要,定时或实时查询各个远端被控局采集的监测数据(全部监测数据或指定数据),并可显示实时动态参数曲线和打印输出。
  设置功能:可设置、修改业务台口令以及调整系统的有关参数。可设定各个监测量告警门限值;如电压、电流、温湿度等的门限植。
  告警过滤功能:即某一告警事件引起一连串的相关告警时,仅提示该事件的告警,对其它的相关告警则将其过滤掉。对告警的过滤,局方可在报警监控台上通过菜单的选择进行设置。对哪些被过滤掉的告警信息,将其送到监控中心并写库,但在报警监控台上不作任何的提示。
  告警联动功能:具有彩色图形显示方式:以图形显示的方式(地图)监视各局当前告警情况并统计当前所发生的重要告警;当某局有告警发生时,可在指定的现场运行流图上通过层层扩展,最后将告警定位在某一个设备上(如整流器等);画面中的故障设备以有别于正常时的颜色表示,在故障排除后恢复正常颜色。当告警发生时,将给出可视可闻的声光告警提示,提醒值班人员有告警发生;值班人员可在任何画面按下确认键盘,关闭可闻告警声响;故障排除后,自动解除声光告警,并可通过Modem自动寻呼值班人员的手机,发出告警解除信息。
  两种运行维护模式:可进行自动、手动记录监视数据,自动、手动打印功能。在自动工作模式下(值班人员如突遇急事需暂时离开监控中心时可设置为自动模式),可通过Modem自动寻呼值班人员的手机或拨通预设的告警电话,通知有告警发生。具有故障告警的派单闭环管理。
  三级权限:可增减、修改操作人员的口令、权限。操作人员需登录工号,权限(级别)及密码后才能进入控制界面;并对所有的操作均进行记录并入库保存。三级权限为系统管理员,中心值班人员,分控台操作人员。系统管理员具有最高级别,可以进行一些重要的系统配置工作;如设定中心值班人员、分控台操作人员的观看时间段、操作人员密码、操作级别等;分控台操作人员能够进行相同的操作,但其操作优先级比中心值班人员低;
  三级告警等级:一般告警,表示系统中发生了不影响设备及通信安全但应注意的事件;主要告警,可能影响设备安全、需要安排时间处理的告警;紧急告警,已经或即将影响设备安全,必须立即处理的告警。设备运行正常时颜色为绿色,一般告警设备颜色为黄色,报警监控台发出一声叫声,告警灯不亮;主要告警、紧急告警设备颜色为红色,报警监控台发出连续叫声,告警灯亮(红色)。
  专家分析系统:对一些主要设备(如:电源)进行专业行分析,提供对电池的性能做预测性的分析。
  2、数据库服务台:存放系统所有的数据(包括:配置信息、告警阀值设置信息、安全及操作员权限信息、操作维护记录、告警记录等),它只是被动地响应来自其他业务台的请求(查询、读、写等操作),并将结果返回给请求者;其他业务台以客户的方式对数据库服务器的数据进行访问;这种C/S方式极大地提高了数据处理的效率,同时允许多个客户同时访问数据库服务器,实现了数据的实时性处理。
  3、项目开发配置台:项目结构设计,界面配置,可在线或离线工作。
  a) 系统采用组态机制,可以以文字、颜色、图形、动画、声音等各种效果反映监控系统的当前状态以及被监控的参数。
  b) 组态界面不是固定死的界面,可以根据运维的需要由超级用户进行修改和自行设计,用户可以在不退出业务台的情况下全屏幕在线编辑组态,可以将元件的各种属性(如文本内容、背景颜色、前景颜色、图像、动画效果等)与监控量的值和其他信息(如状态颜色、状态描述等)绑定起来,从而得到丰富的效果。可以制作出各种监控界面,如全网和局站的电子地图、组网结构图、综合管理界面、各类设备的群组界面、局站的电力流图、设备的组态界面、电源的均流图等,使得界面的形式灵活多变,充分满足监控的要求。
  c) 系统组态功能提供多种控件,支持线、矩形、标签、输入框、按钮、图片框、动画框、开关、仪表、旋钮、计数器、计量仪器、进度条等数十种组态控件,模拟设备数据显示形态,界面直观、美观。
  d) 系统提供了组态界面的模板功能,可以将当前的组态界面保存成模板,并对当前界面应用模板,从而简化了界面的配置。在系统中,将提供系统拓扑结构、设备群组、局站流图、局站分布图等满足运维需要的组态界面,从而减省用户的工作量。
  3.1.3软件特点
  1、遥信、遥测、遥控、遥调和遥视功能
  监控中心在正常情况下应能正确显示其监控范围内的全部被监控对象的工作状态、运行参数,并进行相应的操作。
  对于具备智能化接口的被监控设备,应采用这些设备所提供的接口,并实现其软件提供的功能。
  系统对被监控设备应具有时序逻辑控制功能:对于某些被监控设备可以根据参数按时序发出一系列的控制命令。
  2、告警管理功能
  告警等级
  A.严重告警:已经或即将危及设备及通信安全,必须立即处理的告警。
  B.主要告警:可能影响设备及通信安全,需要安排时间处理的告警。
  C.一般告警:表示系统中发生了不影响设备及通信安全但应注意的事件。
  告警功能要求
  A.无论监控系统控制台处于任何界面,均应及时自动提示告警,显示并打印告警信息。所有告警一律采用可视、可闻声光告警信号。   B.不同等级的告警信号应采用不同的显示颜色和告警声响:严重告警标识为红色标识闪烁,主要告警为橙色标识闪烁,一般告警为蓝色标识闪烁。
  C.发生告警时,应由维护人员进行告警确认。如果在规定时间内(根据通信线路情况确定)未确认,可根据设定条件自动通过短消息、电话或寻呼机等通知相关维护人员。
  D.具有多地点、多事件的并发告警功能,不应丢失告警信息,告警准确率为100%。
  E.系统应能对不需要做出反应的告警进行屏蔽、过滤。
  F.系统应能根据需要对各种历史告警的信息进行查询、统计和打印。各种告警信息不能在任何地方进行更改。
  G.系统本身的故障应能自诊断并发出告警,能直观地显示故障内容。
  H.系统具有根据用户的要求,能方便快捷的进行告警查询和处理功能。
  I.告警设定告警条件、告警等级及告警门限值可根据现场情况由系统管理员设置和修改。
  3、配置管理功能
  (1)配置管理功能用于监控对象、监控系统自身的增加、修改和删除的管理。配置管理要求操作简单、方便、扩容性好,可进行在线配置,不中断系统正常运行。
  (2)监控系统应具有远程监控管理功能,可在中心或远程进行现场参数的配置及修改。
  (3)配置信息呈现是从全网的角度反应整个网络的拓扑结构,为用户进行日常的操作维护(如告警监视)提供基础。配置信息采用图形和文本相结合的手段。拓扑视图允许用户根据管理的需要灵活的定义和修改,其定义和修改要有严格的安全控制机制。
  4、安全管理功能
  (1)监控系统应具有系统操作权限的划分和配置功能。当操作人员取得相应权限时,可进行相应操作。
  (2)监控系统应有设备操作记录,设备操作记录包括操作人员工号、被操作设备名称、操作内容、操作时间等。
  (3)监控系统应有操作人员登录及退出时间记录。
  (4)监控系统应据有容错能力,不因用户误操作等原因使系统出错、退出或死机。
  (5)监控系统应具有对本身硬件故障、各监控级间的通信故障、软件运行故障自诊断功能,并给出告警提示。
  (6)系统应具有来电自启动功能。
  (7)系统应具有系统数据备份和恢复功能。
  5、报表管理功能
  用户利用监控系统提供的工具软件,生成并打印出各种统计资料、交接班日志、派修工单、机历卡及曲线图等。
  6、通信管理功能
  (1)监控系统能直观地显示各级之间的通信状态,能记录各点发生的通信故障。
  (2)监控系统能自动记录通信线路的启动、停止和切换时间。
  7、图像基本功能
  (1)系统可同时观察多幅彩色图像并进行切换。
  (2)可对远端机房/的云台和镜头进行控制和调整。
  (3)具备告警图像联动功能,当某些告警信号产生时,能自动进行视频切换,供监视或存储。
  (4)可对图像信息进行单路或多路的存储及回放。
  8、显示功能
  (1)采用图形交互方式进行显示
  (2)采用简体中文界面
  (3)年份采用四位数字表示。
  (4)可在指定的现场运行流程图上通过逐层扩展,最后将故障定位在监控对象上。
  9、打印功能
  出现告警立即打印。
  根据管理需要定时打印。
  打印信息在显示屏幕上应有所提示。
  屏幕拷贝打印。
  10、数据存贮功能
  (1)前端数据处理模块自主完成监控任务,记录告警数据、历史数据,并进行数据统计分析。数据存贮单元中保存,使得数据处理模块不但能够分担整个系统的数据采集工作,还能够脱离上层监控网络独立运行。
  (2)当上层监控网络发生故障时,前端数据处理模块忠实完成自己的任务,并存贮数据。一旦上层监控网络故障恢复,前端数据处理模块会主动将故障期间保留的各种数据与上层监控网络同步,使监控系统的故障恢复作到一个完全的恢复。
  3.2系统特点
  3.2.1嵌入式设计
  在国内动力环境监控系统发展的初期,大多数监控系统供应商提供的产品,都采用“通用工控机+A/D数据采集卡+传感器”模式,以工业控制计算机为核心,构建前端数据采集系统。由于工控机、A/D数据采集卡的通用性,使得数据采集系统构建起来相对容易,通过编制工控机上的数据采集软件,即可以实现数据的采集。但也是由于这些通用性,使得这样的系统具有明显的缺陷:
  1)工控机作为通用的计算机产品,设计的功能齐全、完善,而作为监控数据采集这项特定的处理任务,工控机的许多功能利用不上。由于工控机作为前端系统的核心,其一项投入无法依据监控规模的大小灵活配置,会出现投入和产出不匹配的现象。
  2)工控机具有硬盘、键盘、显示器、数据采集插板等外部设备,还需要安装操作系统软件,使数据采集软件在操作系统上运行,这就为系统可靠运行带来了更多的故障点:外部设备的稳定、操作系统的稳定,数据采集软件的稳定,等等,也为监控系统自身的维护带来了更大难度。
  3)工控机作为通用产品,并不考虑动力环境监控系统的特点,因此无论在设备供电、产品应用,还是施工维护等方面,都会带来诸多不便。
  我们在充分考虑了监控用户的需求,引进国外的先进设计思想,最早在国内推出了嵌入式产品,前端数据采集设备为动力环境监控系统的需要量身定制,充分考虑监控系统的特点,在供电、应用环境、施工维护等方面,都为工程实施和维护人员考虑周到。同时,由于采用固化软件、专用程序,从一开始就采用专业化的结构设计,摒弃计算机+采集卡+编码卡的传统模式,使系统具有极高的可靠性,减少外部因素造成系统运行的不稳定,极大地提高了系统的可靠性。
  3.2.2航空黑匣子功能
  采用的前端数据处理模块,如机房无忧8080、SDU等,不但具有自己的CPU,还有自己的数据存贮单元。每一个模块在实施监控任务时,其系统运行参数、监控点配置参数、系统运行历史数据、监控点的统计数据等,都可以在数据存贮单元中保存,使得数据处理模块不但能够分担整个系统的数据采集工作,还能够脱离上层监控网络独立运行。
  当上层监控网络发生故障时,前端数据处理模块忠实完成自己的任务,并存贮数据。一旦上层监控网络故障恢复,前端数据处理模块会主动将故障期间保留的各种数据与上层监控网络同步,使监控系统的故障恢复作到一个完全的恢复。
  同时,由于前端数据处理模块所存贮的配置数据,与上层网络的配置数据互为备份,一旦某一层结构中的数据丢失,即可从另一层结构中提取备份数据。
  3.2.3良好的可维护性
  任何一个产品,任何一个系统都存在着维护问题,包括:系统内部软件的生级换代、系统设备(通信线路)故障时的故障定位等。
  系统是一个具有星型网络结构的网络系统,具有被监控点分散且与中心距离较远的特点,为使系统的维护工作能够最大程度的便利,我们在监控中心提供了软件下载功能;独具特色的软件远程在线下载(download)和升级功能,远端的采集模块内置Flashmemory,内置的单板程序可以通过download技术远程升级。即当被控机房的软件需要升级时,只需在任何能上互联网的地方通过远程下载更新程序,利用此功能,维护人员不需一一到每一个机房。
  3.2.4高度的可靠性设计
  集中监控系统是一个对安全性要求很高的系统,各种告警信息和数据必须万无一失地实时地向监控中心上报。系统对系统安全稳定性进行了较周密的考虑,主要表现在:
  1、系统中用到的设备、器件、装置均选用国外著名厂家产品,尽量从厂家直接进货;并对所有硬件设备进行了一整套完善的测试
  2、告警信息实时传递,做到可视可闻,保证了用户设备故障和告警及时发现并排除。
  3、自动检测系统中的重要设备(如传输设备)并能对出现的故障进行侦测定位
  3.2.5功能强大的信息数据查询及统计功能
  此系统提供了功能强大的各种统计分析表、性能参数曲线、直方图、饼图和信息查询手段,用户可根据其特殊的需要、按照其定义的查询索引查询、打印、生成各类报表,且根据用户需要可对生成的报表定制以使报表能够更突出重点或合乎用户喜好(如缺省状态下报表格式比较齐全,包括所有字段;但用户可选择其中几个字段生成一张定制的报表);另外,为方便用户管理,还提供了信息比较功能,如同类设备(包括不同端局之间)在相同条件下就某一特征参数的比较(告警次数、电流值、电压值、温湿度、频率等);对于故障发生频次高的设备将其列入重点监视对象以重点检测并提出设备更换建议。
  3.2.6良好的可扩展性
  系统的可扩展性体现在以下几方面:
  (1)某一机房内检测点数目扩容:
  一体化嵌入式管理单元不但具有自己的CPU,还有自己的数据存贮单元。所以可以独立工作,也可以迅速与中心组网;实现更复杂的功能。
  (2)增加监控中心客户端:
  系统的监控中心可带多个客户端,通过操作分控台也可以选择观看任一端局画面。客户端的功能有限,除了对本机登录口令设置及进行一般的操作控制(如对各个远端局摄像机进行控制)外,一般不具备其他功能;
  开发客户端的目的是为了满足有关领导、有关部门(如保卫部门)进行一般性的视察工作又不担负维护工作的需要。系统的监空中心可添加任意数量的客户端,为系统结构及系统稳定性考虑,建议客户端数目不大于100个。
  3.2.7良好的兼容性
  系统由于在开发时严格遵守邮电部`《通信局(站)电源系统总体技术要求(暂行规定)》(XT005-95)、《通信电源和空调集中监控系统技术要求(暂行规定)》(YDN023-1996)、《通信电源、机房空调集中监控管理系统暂行规定》(电网综472号文)以及《通信电源计算机集中监控系统通信协议》等文件,只对需要扩充的部分进行了适当的扩充,因此具有良好的兼容性:其他厂家的相同类型的系统只要符合《通信电源计算机集中监控系统通信协议》,不用修改任何软件即可纳入pManager。
  3.2.8系统设备的安全设计
  产品安全性设计符合“GB4943-1995信息技术设备(包括电气事务设备)的安全”及IEC相关规范的要求。
  1系统各产品按Ⅰ类防电击设备设计,除采用基本绝缘措施外,还设计有保护地与机房。建筑物配线中的保护接地导体相连。
  2系统各产品电源部分设计有熔断装置,保证模块工作时不会因短路或故障大电流引发电击、能量和温度危险。
  3采集模块采用-48V直流电源或220V供电,工作电流很小。电气接口除DO继电器输出有可能外接220V,AC外,其它均为SELV电路(根据电路原理和布局可以保证模块任何两个相邻元件间的电位差不会超过60V,DC,即便是基本绝缘失效的情况下)。DO继电器触点线路与保护地(机壳)及其它线路之间爬电距离或电气间隙均大于3mm。
  4DCB.OSD等模块采用220V交流电源供电,工作电流很小。在其电源部分选用安全认证的变压器和AC-DC变换器,电缆走线和PCB布线保证一次电源线与二次电源线和保护地之间爬电距离或电气间隙均大于3mm,并对其进行了1500V的绝缘耐压试验验证。
  5各外购件如PC、电量变送器、摄像头、监视器等选用经过安全性认证的产品;
  6各模块、机柜、操作台结构设计考虑了机械安全,并进行了振动、冲击、倾斜等试验,保证产品在各种复杂情况甚至意外情形下结构的稳定及安全。
  7产品所用的涉及安规的元器件如电容、变压器、容断器、开关、插座、滤波器.线缆等均通过严格认证,设计时采用了元器件降额设计,在正常工作和故障条件下,元器件所能达到的最高温度有限很难以引燃PCB板和线缆,而且产品采用金属外壳也符合防火防护外壳功能。   8所有产品均进行了热设计,保证机器工作温升不超过15℃升,并且在出厂前均通过不低于45℃。24小时的加电高温老化试验,保证现场产品在极端温度条件下不发生元器件损坏、烧毁等故障。
  9根据产品的设计原理和工作性质,本产品不存在足以引发人体伤害和环境危害的辐射危险和化学危险。