关于铁路动环监控设备的维护与故障处理探讨
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刘俊生 成榆生
【摘 要】本文通过从铁路通信机房内动力环监监控系统的模块化设计和维护方面进行探讨，结合日常管理经验和现场维护经验进行研究，为现场维护动力环监系统设备提供参考依据，更好地保障机房通信设备运行安全，有长远的运用价值和推广意义。
【关键词】动力环境监控；维护；故障处理；运用价值
一、课题研究的意义
动力环境监控系统是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段，其监控对象是机房内动力设备及机房环境。结合铁路现场情况，动环监控设备已广泛应用于各类机房，针对种类繁多，设计各异的动环监控设备；对机房里的环境设备及基础子系统（如UPS、空调、配电、新风、温湿度、漏水、门禁、图像、消防系统等）进行实时监测和有效管理。因此本课题研究有着广阔的运用场景。
二、动力环监监控系统及设计
（一）环监集中监控系统组成
根据国家统一要求，监控系统应按监控管理中心（CSC）、区域监控中心（LSC）、局（站）现场监控单元（FSU）、设备监控模块（SM）划分。环监集中监控系统网络图如下图1所示。
（二）系统模块化设计
1.监控模块SM（Supervsion moduie）
监控模块是整个系统的数据采集部分。装于被监控的设备附近。它是图像、声音、环境、电源、空调设备的智能控制器或智能采集设备；具有数据的采集、压缩、控制和滤波作用；具有与监控单元（FSU），区域监控中心（LSC）或监控中心（CSC）进行通信的功能；完成遥测，遥信数据的传送及实现系统的远端遥控。其结构图如图2所示。
每个监控模块都是相对独立的数据采集子系统，这些数据采集子系统一般地均由传感器、数据采集通道、数据处理与控制器、通信单元组成。监控模块包括图像信息采集与编码压缩类、图像摄像镜头控制类、图像信息切换与选择类、动力系统类（高压室、低压室）、开关电源、蓄电池组、UPS、DC/DC直流变换器等设备、集中空调机和分散空调机、环境数据采集等设备。
2.监控单元FSU（Field Supervision Unit）
监控单元是装于基站内的前台设备，从逻辑上讲，它是监控模块的上一级设备，其主要功能为：周期性地采集各监控模块（SM）传来的各类信息，对信息进行数据处理、存储、参数设置、告警管理，随时接受并快速响应来自监控中心的命令，具有与监控中心进行通信的功能，完成监控模块和监控中心之间的遥测、遥信、遥控数据的传送。在某些资料里，也有把监控模块和监控单元合称为监控单元的。其结构图如下图3所示。
对于监控的基站由于其规模不同，监控对象和内容不一样，因此，配置的监控单元不尽相同。不管其如何变化，其基本组成均由监控模块通信与管理单元、数据处理单元、显示终端单元、上位机通信与管理单元组成。
3.区域监控中心LSC（Local Supervision Center）
区域监控中心装于各市公司的监控中心。从逻辑上讲，它是监控单元的上一级设备，其主要功能为：周期性地采集各監控单元（FSU）传来的各类信息，对信息进行数据处理、存储、参数设置、告警管理，具有实时作业和历史数据处理功能，能同时监视辖区内监控单元的工作状态。可通过监控单元（FSU）对监控模块（SM）下达监测和控制命令，随时接受并快速响应来自监控中心（CSC）的命令，具有与监控中心进行通信的功能，完成监控模块（SM）、监控单元（FSU）和监控中心（CSC）之间的遥测、遥信、遥控数据的传送和数据过滤功能。
区域监控中心一般地由前台通信控制单元、数据处理单元（局域网）、后台通信单元、数据库、显示与打印单元组成。其逻辑结构如图4所示。
4.集中监控中心CSC（Central Supervision Center）
CSC从逻辑上讲，它是区域监控中心的上一级设备，其主要功能为：周期性地采集各区域监控中心（LSC）、监控单元（FSU）传来的各类信息， 对信息进行数据处理、存储、参数设置、告警管理，具有实时作业和历史数据处理功能，可通过区域监控中心LSC或监控单元（FSU）对监控模块（SM）下达监测和控制命令，具有遥测、遥信、遥控功能。
监控中心一般地，由前台通信控制单元、数据处理单元（局域网）、数据库、显示与打印单元组成。其逻辑结构如图5所示。
（三）环监监控系统参数设置
系统可对运行参数进行设置。其中包括：告警阀值、复限阀值、告警级别、变比系数、振荡因子、满程值、零程值等。
在系统参数设置时，监控中心画面将给出提示。
监控中心具有故障告警及确认记录。故障告警及确认记录内容包括故障设备名称、故障发生时间、故障确认时间、故障确认人、故障排除时间等。系统对记录资料具有查阅、统计功能。
三、通信机房的环境监控测点与采样布置探讨
（一）烟雾传感器
要安装在开关电源正上方屋顶上的最高处吸顶安装，安装牢固，安装时其工作指示灯尽量指向门口，每个烟雾传感器的作用范围不超过6m（半径）。
任何原因造成的烟雾不能到达传感器所在的位置，将使传感器不能正常告警。一般的，需将烟雾传感器装在基站设备的上方屋顶上，按照烟雾较空气轻的原理，一旦基站设备有烟雾时，烟感能比较快的作出反应。
（二）水浸传感器
水浸传感器须安装在基站内的空调，暖气，窗门口等易漏水的地方，并选择地势最低的地点安装，保证两触点距地面距离S均为1-2mm的距离，注意避免与地面过近造成误告警。
（三）温度传感器
温度传感器要求安装在距地面1.7米左右、主控附近的墙上，注意安装牢固；温度传感器不能装在门口及门的对面，应避免阳光直射、空调气流直吹，严禁安装在开关电源的后面，另外注意远离暖气管道及暖气片等热源，距离主控不得超过5米，安装尽量选择最能反映基站整体温度的位置。
（四）三相交流检测器
三相交流检测器安装在基站配电箱的侧面，不能装到配电箱的下面，尽量远离配电箱的出、入线孔。
（五）移动传感器
安装在基站门两侧，或门的对面，距地面1.8-2米之间，安装牢固。探测器安装时应直接面对保护区域，但须注意远离暖器、空调、微波炉等冷热源和有电磁场的物体，切勿将传感器正对窗户或强气流、光线的区域；另外还要注意避免被监测区域内入室登记表、基站内照明设施是否能被空调吹到从而纸张或照明设施晃动，造成移动误告警。
四、常见故障分析与处理探讨
（一）环监系统故障处置流程
通过多年的现场维护经验，对故障处置流程进行优化，如下图所示。首先查看监控单元信号是否异常，是将问题缩小的第一步。可以判定是中心的问题还是底端的问题。
如果监控单元的信号正常，表示中心服务器的配置数据与监控单元的本地参数表与配置表数据不符，刷新服务器后可以解决。
如果监控单元数据也显示异常，则检查监控单元的本地参数和配置表。检查时应对照采集器上所接的通道是否与配置的通道相同、信号属性、通道类型、信号编码、小数点位置、变比系数、越限值、复限值、振荡因子、告警级别、告警联动参数、屏蔽时间段等项，将不正确的配置项进行修正。
接线应当检查的内容包括传感器端接线是否正确、采集器端接线是否正确、线路是否完好，没有断线接触不好的现象。
可以根据采集器的输出特性有万用表测量输出通道输入端的值，判断传感器的输出是否正常。可以根据传感器使用说明书来进行判断，不正常则更换传感器。
如果传感器正常则是采集板的故障，此时可使用调试工具检查采集板通道设置。
如果通道设置正确，仍然无法采集到，通常是此通道损坏。可以更换通用采集器来解决；也可以将此信号换到其他通道进行采集，注意：此时必须修改监控单元的参数配置，并保证监控单元的参数配置与服务器配置相同，即修改后刷新服务器。
（二）常见故障处理方法探讨
一是动环设备主机MISU主要由S板（模拟AI、数字DI外围告警采集板）、P板（主控板）或PA板、E板（传输板，传输2M信号）三大部分组成。
二是水浸告警单元如有告警采集器告警灯会亮，无告警则正常灯亮。
三是更换P板一定要重新下载对应开关电源的协议（与门磁、水浸等告警无关），同时把P板拨码开关设为S3为12上端/S2为18上端，其它在下端，否则出监控中断告警。
四是更换S板，要重新设置S1拨码开关位置，把2 4位置拔下来，否则会出空调失窃告警。无需下载协议。更换E板，也无需下载协议。
五是更换温湿度盒无需调盒内部微调按钮，只需结合+12V电源线、温度告警线、湿度告警线。注意在处理此类温度过高或过低问题时一定要检查连接线是否接触良好。
六是空调失窃告警处理时，要注意检查空调室外机内3.9K电阻是否完好，室内防雷干结点与RS232接触是否良好。
七是若處理监控中断故障时，由后台查看传输E板是否正常，若正常则是P板问题。动环监控是由各个基站动环组成一个环路，若中间一个断掉，其下挂基站动环设备会全部中断。（每个基站动环传输由2条2M电路组成，一条是到上端站，一条到下端站，若在E板上看到RCL、E_LOS灯亮，说明动环传输中断）。
八是更换PA板要用高版本软件来下载协议。MISU现场调测软件主要是下载开关电源协议，查看一些通道数据，如AI1为温度，2作用正常，AI2为湿度，2作用正常，AI3/4为控制空调。通过软件测试读出版本号若为S结尾，未下载开关电源协议，若为F结尾则说明已下载协议。
九是温湿度盒（带4个插针）要接4根线，+12V电源线到S板电源接口+12V端，温度采集线（T）接到XJ1上层接线板AI1端口，湿度采集线（RH）接到XJ1下层接线板AI2；接地线（GND）接到XJ1下层接线板GND端口。
五、结论
本文通过从铁路通信机房内动力环监监控系统维护方面进行了介绍，从通信机房现场出发，对监测点的布置进行了介绍，最后结合日常管理经验和现场维护经验，总结常见故障和处理方法，更好地为现场维护动力环监系统设备提高参考依据，更好地保障机房设备运行安全，有长远的运用价值和推广意义。