鑫天兴动力与环境监控干节点采集器维护手册讲解.docx

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鑫天兴动力与环境监控干节点采集器维护手册讲解

鑫天兴

PT-53动力与环境监控（干节点）采集器

现场操作维护手册

厦门鑫天兴科技发展有限公司

PT-53及其系统组成方案

1.1产品简介

PT-53动力与环境监控采集器是专业型（采用干节点方式）基站动力与环境监控系统的现场采集设备，集模拟量输入、开关量输入/输出、蓄电池单体采集等功能于一体，主要用于无人值守基站的监控。

通过对分布在不同地区的移动通信基站的电源、空调等设备以及火警、水浸、温度、湿度、门状态等环境参量进行实时监测，实现对异常情况的及时报告和监督处理，保证设备运行的可靠性和通信网络的安全畅通。

告警信息通过各厂家基站设备的外部告警接口接入OMC系统并通过厂家OMC系统告警信息传递机制实现告警的转发，具有投资少、见效快，统一实用的特点。

PT-53动力与环境监控采集器提供一个RS232标准接口，保证了干节点方式向集中监控方式的平滑升级。

1.2技术说明

✧PT-53提供八个模拟量输入通道（AI）、八个开关量输入通道（DI），同一类型的各通道具有通用性。

批量产品出厂前各通道可根据用户的需求预先做好配置，规范现场安装调测。

✧模拟量输入通道（AI），用于交流电压、直流电压、环境温度、环境湿度等模拟量的采集。

✧开关量输入通道（DI），用于烟雾告警、火情告警、水浸告警、外部入侵告警等开关量的输入。

✧PT-53提供24个单体蓄电池电压采集通道（可选）。

✧PT-53提供3个蓄电池标示温度采集通道（可选）。

✧PT-53提供16个干节点输出通道，最大可扩展到24个干节点输出通道。

✧PT-53提供一个RS232标准接口，可用于用于智能设备等接入。

✧PT-53提供液晶显示（LCD）、告警指示灯、操作按钮，用于现场维护操作。

✧PT-53内置时间模块，提供标准时钟并在LCD上显示。

✧PT-53保存告警信息及监测数据至少１天以上。

✧PT-53采用壁挂安装方式，具有不占用现场空间等优点。

✧PT-53支持以下二种方式的数据、参数设定：

1.用户携带笔记本电脑，通过串口，采用本公司免费提供的可视化操作软件，对PT-53进行数据的改写和数据的读取等操作。

2.系统升级后，可以在监控中心通过监控传输网络对PT-53进行数据的改写和数据的读取等操作。

✧PT-53采用了模块电源，具有很宽的工作电压范围，采集器的系统供电来自基站内的-48V/24V直流电源。

对于-48V供电的情况下，系统的容忍范围为：

-36VDC～-72VDC；对于24V供电的情况下，系统的容忍范围为：

18VDC～36VDC。

✧PT-53耗电量≤5W

✧PT-53的工作温度：

-10~85℃

✧PT-53的工作湿度：

15~95%（25℃）

✧PT-53的外型尺寸：

360mm*250mm*70mm

✧PT-53的重量：

4KG

✧PT-53采用了光电隔离技术，因此监控系统的采用不影响被监控设备的正常工作。

PT-53设置了看门狗，系统具有自诊断及自恢复功能。

PT-53的电气隔离性能优越，具有良好的接地，并采用了防雷设计技术，元器件按工业级标准选配，运行稳定可靠，平均故障间隔时间（MTBF）不小于3000，00小时。

✧由干节点方式向集中监控方式平滑升级时，买方不会更换本次工程所提供的告警采集设备，只需要增加必要的数据复用设备。

我公司将以优惠的价格提供升级用的数据复用设备。

1.3性能指标

✧告警准确率=100%

✧直流电压误差≤±0.5%

✧蓄电池单体电压误差≤±3mV

✧温度误差≤±1℃

✧其它电量误差≤±2%

✧其它非电量误差≤±5%

✧开关量准确率=100%

✧监测系统在通信链路存在的情况下，告警响应时间小于5秒，数据响应时间小于10秒，命令执行响应时间小于10秒。

1.4结构

图一:

PT-53正视图

图二:

PT-53内视图

1.5电路原理

PT-53动力与环境监控系统采用模块化设计，由控制母板、电源模块、单体电池采集模块三大部分组成。

图三：

PT-53电路框图

1.5.1控制母板

提供八个模拟量输入通道（AI）、八个开关量输入通道（DI）；16个干节点输出通道；提供液晶显示（LCD）、告警指示灯、操作按钮、RS232/RS422/RS485标准接口；提供与其它功能模块的内部接口。

模拟量输入通道：

通过对光耦继电器的控制，将检测信号一对对切换到模拟信号检测器的差分输入端，同时将其它信号隔离开来，信号间互不影响。

图四：

模拟量输入通道电路原理图

开关量输入通道：

开关型传感器输出电路（如门禁、烟感、水浸等），均为高、低阻输出型，本身不提供输出电流。

因此，电路设计时，提供了检测输出电流。

当KS为高阻时，光耦不导通。

当KS为低阻时，光耦导通。

注意:

：

该组输入的地线与Vout组电源的地线相同，与检测电路的地线隔离。

图五：

开关量输入通道电路原理图

1.5.3电源模块

-48V/24V直流经过DC-DC变换器，提供Vu、Vdd电压给控制部分供电，同时，还产生多组独立的电压Vout（+12V、-12V）供给外部传感器使用，电源之间地线互相隔离。

图五：

电源模块电路原理图

1.6报警条件设置

报警条件由PC机通过串口进行设置。

每个模拟量都可设置高、中、低三组告警值，每个干节点都可设为高点平警或低电平告警。

每个告警都可设定与之对应的干节点输出值。

（具体操作详见说明书的软件部分）。

1.操作简述

1.1PT-53配置有一个自带背光的2×16字母点阵型液晶显示屏（LCD），提供英文菜单供操作使用。

1.2PT-53配置有二个LED指示灯，分别为：

工作指示灯（绿色）、告警指示灯（红色），提供直观的系统信息。

✧工作指示灯状态说明：

自检过程：

快速闪烁

工作过程：

慢速闪烁

✧告警指示灯状态说明：

有告警输出：

闪烁

无告警输出：

熄灭

1.3PT-53配置有二个操作按钮，分别为操作键（绿色）、清除键（红色），用于现场操作。

✧操作键的使用：

单击：

进入本级菜单的下一子项；

双击：

连续两次单击，中间间隔时间小于半秒种，进入下一级菜单

或确认；

长按：

持续按住按键1秒钟以上；退出本级菜单，返回上一级菜单。

✧清除键的使用：

清除LCD上显示的需要手动清除的告警；

在修改时间菜单中用于修改时间数值；在空调倒换设置菜单中用于

改变空调是否倒换的设置。

2.维护操作

2.1开机过程

将接线柱电路板上的开关K1按到开的位置，工作指示灯将快速闪烁，同时LCD背光灯被点亮，LCD依次显示如下（图1）。

图1开机过程的LCD显示

SELFTESTING：

PT-53自检中。

PT-53进行自我检查，此过程约需10秒钟，过程中设备不接受外部的任何操作；检查结果正常，PT-53显示型号等信息后进入正常工作状态，并以年/月/日/时/分秒的格式显示时间。

如果自检结果出错，PT-53将显示“DEVICEERROR”，并产生相应的告警输出。

2.2当前告警

当前告警（ALARMING）指的是正在发生的告警，分为：

需要手动清除的当前告警、输出的当前告警（自动消除的告警）、提示性告警。

当系统有需要手动清除的当前告警或输出的当前告警存在时，告警灯闪烁，同时启动相应的干节点输出。

2.2.1需要手动清除的当前告警（ALARMHOLDING）

对于一些可能影响设备及人员安全的故障（可定义），例如：

火灾、浸水等，告警后可能因为烟雾已散尽或水已退掉而使告警条件不成立（不满足告警的触发条件），但并不意味着安全隐患已消除。

此类告警一经触发，无论告警条件是否继续成立都将保留在告警状态，必须手动（现场）才能清除。

Ø需要手动清除的当前告警的查看

如图2所示，当LCD显示“ALARMHOLDING”时，双击操作键，如果没有需要手动清除的告警存在，LCD上显示“NOTALARMHOLDING”；如果有需要手动清除的告警存在，LCD将显示具体的情况：

第一行为告警名称、第二行为告警的当前值（或状态）及手动清除提示MANUAL，例：

“WATERALRM/LOWMANUAL”。

单击操作键，显示下一个需要手动清除的告警；告警按发生的顺序排列，最后发生的告警最前显示。

长按操作键，退出本菜单返回“ALARMHOLDING”菜单。

Ø需要手动清除的当前告警的清除

排除故障并确认告警触发条件已不满足，例如：

浸水告警的触发条件为低电平，如果告警触发条件满足，则LCD上显示为“WATERALARM/LOWMANUAL”；如果告警触发条件已不满足，则LCD上显示为“WATERALARM/HIGHMANUAL”。

在LCD显示该告警触发条件已不满足的情况下，持续按住清除键，LCD上的告警将消失。

图2需要手动清除的当前告警的查看与清除流程图

2.2.2输出的当前告警（ALARMINGOUTPUT）

对于一些不影响设备及人员安全的告警（可定义）例如：

直流欠压、环境温度过高等，一旦告警的触发条件不成立，告警将自动消除。

此类告警归属于输出的当前告警。

Ø输出的当前告警的查看

如图3所示，当LCD显示“ALARMINGOUTPUT”时，双击操作键，如果没有此类告警存在，LCD上显示“NOTALARMINGOUTPUT”；如果有告警存在，LCD将显示具体的情况：

第一行为告警名称、第二行为告警的当前值（或状态），例：

“INBREAKALARM/HIGH”。

单击操作键，显示下一个告警；告警按发生的顺序排列，最后发生的告警最前显示。

长按操作键，退出本菜单返回“ALARMINGOUTPUT”菜单。

Ø输出的当前告警的清除

排除引起告警的故障后告警将自动消除。

图3输出的当前告警的查看与清除流程图

2.2.3提示性告警（ALARMINGNOTE）

有一些故障无需立即处理或无法处理但又有可能影响设备的正常使用，需要提醒到达现场的维护人员注意，例如三相交流电不平衡等，可以设置为提示性告警。

一旦该故障发生，PT-53将产生相应的提示性告警。

提示性告警不产生干节点输出，告警灯也不会闪烁，必须进入菜单才能查看。

提示性告警内同时也包括需要手动清除的当前告警和正在输出的当前告警。

Ø提示性当前告警的查看

如图4所示，当LCD显示“ALARMINGNOTE”时，双击操作键，如果没有此类告警存在，LCD上显示“NOTALARMINGNOTE”；如果有告警存在，LCD将显示具体的情况：

第一行为告警名称、第二行为告警量的当前测量值（或状态），例：

“ACUNBLANCE/10V”。

图4提示性告警的查看与清除流程图

单击操作键，显示下一个告警；告警按发生的顺序排列，最后发生的告警最前显示。

长按操作键，退出本菜单返回“ALARMNOTE”菜单。

Ø提示性当前告警的清除

排除引起告警的故障后告警将自动消除。

2.3告警历史

告警历史记录内记录有99条当前正在发生的告警和历史告警的详细情况。

历史告警指的是曾经发生并已消除的告警，也就是告警的历史记录。

如图5所示：

在主菜单上单击操作键2次，LCD将显示ALARMED（告警历史）菜单；双击操作键，PT-53进入该菜单并按告警的发生顺序显示具体的告警记录，最后发生的告警最前显示。

双击操作键，显示该告警发生、清除的详细时间记录。

第一行为告警发生时间，第二行为告警消失时间。

当前正在发生的告警由于尚未有告警消失时间，其第二行用……代替。

单击操作键，显示下一个告警记录。

图5告警历史的查看流程图

注意：

需要手动清除的告警的结束时间指的是手动清除该告警的时间。

2.4测量值

PT-53及其传感器所连接外部输入的现值/状态均可在测量值（MEASUREVALUE）菜单中查到，该菜单由三个子菜单构成：

模拟量测量值（ANALOGVALUE）、开关量状态（DIGITALSTATUS）以及单体电池测量值（SINGLEBATTERY）。

2.4.1模拟量测量

PT-53标准配置可测量8路的模拟信号，扩展配置可测试12路的模拟信号：

例如交流电压、直流电压，温度、湿度等等。

如图6所示，LCD显示模拟量测量值“ANALOGVALUE”时，双击操作键LCD将显示模拟量的当前测量值：

第一行左上角为模拟量的输入通道号；01代表A1….08代表A8；其后为该模拟量的名称；第二行为当前该模拟量的测量值。

单击操作键，显示下一个模拟量测量值。

图6模拟量测量菜单的操作流程图

2.4.2开关量状态检测

PT-53可测量8路的开关量信号：

例如门碰、火警、烟雾感应、水浸等等。

如图7所示，LCD显示开关量状态“DIGITALSTATUS”时，双击操作键LCD将显示开关量的当前状态：

第一行左上角为开关量的输入通道号，01代表D1…08代表D8；其后为该开关量的名称；第二行为当前该开关量的状态：

高电平（断开）HIGH或低电平（闭合）LOW。

单击操作键，显示下一个开关量的状态。

图7开关量状态检测菜单的操作流程图

2.4.3单体电池测量（SINGLEBATTERY）

PT-53可测量24个（或12个）单体电池的单体电压并对其进行均衡比较。

如图8所示，LCD显示单体电池“SINGLEBATTERY”时，双击操作键LCD将显示第一个单体电池的当前测量值：

第一行左上角为单体电池输入通道号，01代表通道1…24代表通道24；其后为该通道所接单体电池的序号，01BAT代表第一个单体电池…24BAT代表最后一个单体电池；第二行为当前该单体电池电压的当前测量值。

单击操作键，显示下一个单体电池的测量值。

图8单体电池测量菜单的操作流程图

2.5设置值（SETUPVALUE）

除了修改时间、改变空调倒换设置以外，PT-53所有的设置均由PC机通过其RS-232串口实现（详见软件操作说明书）。

PT-53的设置值菜单提供给操作者的是现场的设置值查看功能。

设置值菜单包括：

设备编号（DEVICENUMBER）、模拟量告警门限设置（A-ALARMSET）、开关量告警极性设置（D-ALARMSET）、模拟量输入通道设置（ANALOGINSET）、开关量输入通道设置（DIGITALINSET）、告警输出通道设置（ALARMOUTUPSET）、修改时间（MODIFYTIME）、空调倒换设置（A/CCHANGESET）。

2.5.1设备编号（DEVICENUMBER）

由五位数的英文字母或数字组成，方便设备管理。

2.5.2模拟量告警门限设置（A-ALARMSET）

当某模拟量的测量值大于其告警上限设置值或小于其告警下限设置值时，PT-53将产生告警。

操作者可以通过本菜单逐个查到每个模拟量的告警门限设置值：

LCD第一行显示告警的名称，第二行显示触发该告警的门限值。

2.5.3开关量告警极性设置值（D-ALARMSET）

当某开关量的状态与其告警极性设置值相同时：

高电平（断开）HIGH或低电平（闭合）LOW，PT-53将产生告警。

操作者可以通过本菜单逐个查到每个开关量的告警极性设置值：

LCD第一行显示告警名称，第二行显示该告警的触发极性。

2.5.4模拟量输入通道设置（ANALOGINSET）

通过本菜单可以查到每个模拟量输入通道所连接的外部模拟量名称。

LCD第一行左上角为模拟量的输入通道号：

01代表A1…08代表A8、09~12为四个扩展的模拟量输入通道、13开始为单体电池输入通道；右上角显示ANALOGIN，表示该通道为模拟量输入通道；第二行为该通道所连接模拟量的名称。

2.5.5开关量输入通道设置（DIGITALINSET）

通过本菜单可以查到每个开关量输入通道所连接的外部传感器（开关量）名称。

LCD第一行左上角为开关量的输入通道号：

01代表D1…08代表D8；右上角显示DIGITALIN，表示该通道为开关量输入通道；第二行为该通道所连接开关量的名称。

2.5.6告警输出通道设置（ALARMOUTUPSET）

通过本菜单可以查到每个告警输出通道所设置告警的名称。

第一项为PT-53的告警输出极性设置，LCD第一行显示“ALARMOUTPUT”，第二行显示：

高电平告警输出“HIGHVOLTAGE”或低电平告警输出“LOWVOLTAGE”。

之后单击操作键PT-53将逐个显示每个告警输出通道所设置告警的名称。

LCD第一行左上角为告警输出通道号；其后显示OUTPUT，表示该通道为告警输出通道；第一行的右上角显示该通道所设告警的清除方式：

需要手动清除的告警“MANUAL”或自动清除的告警“AUTO”；第二行为使用该通道进行告警的告警名称。

PT-53的标准配置提供16个告警输出通道，扩展配置可再增加8个告警输出通道。

2.5.7修改时间（MODIFYTIME）

PT-53的时间设置和修改可以由PC通过其RS232进行，也可以由操作者通过按键直接完成。

当LCD显示“MODIFYTIME”菜单时，双击操作键可进入进行修改（图9）。

图9时间设置操作流程图

注意：

PT-53内置时间误差自动补偿程序，修改时键入的时间值与确认前显示的时间值之间的误差将在以后的时间运行中自动加入。

故每次键入的时间一定要准确，否则会引起更大的时间误差。

如果修改时键入的时间值与确认前显示的时间值的误差超过1秒/小时，PT-53会放弃该补偿值，不用于时间误差补偿。

2.5.8空调倒换设置（A/CCHANGESET）

机房一般具备两台空调，之间可能有自动倒换功能（在同一时刻只有一台在工作状态，另一台备份），也可能不具备倒换功能（任何时候两台空调都处于工作状态）。

PT-53在对空调进行监测的时候要求对其进行设置，以防止误告警或漏告警。

当LCD显示“A/CCHANGESET”菜单时，双击操作键可进入进行修改（图10）。

图10空调倒换设置操作流程图

注：

PT-53空调倒换设置的预设值为有倒换（YES）。

只有一台空调的情况下，请将本项设置为有倒换，否则PT-53会认为有两台空调，其中一台不工作而产生误告警。

变送器与传感器

变送器和传感器都是信号变换，它们把一种形式的信号变换成另一种形式的信号（传感器）或把同一种信号变换成不同大小或不同形式的信号（电量变关器）。

变送器和传感器在监控系统中分布广、种类多，在学习变送器和传感器知识之前，首先让我们来看一下动力系统及环境信号有何特点。

1.现场常见的信号类型

动力系统：

Ø常需要测量的模拟量信号有：

直流电压：

220V等

交流电压：

24V、48V等

温度：

－5～50℃

Ø常需要测量的开关量信号有：

门开关状态

烟雾

火情

水浸

红外

1.1传感器与变送器的引入

Ø通用采集器可直接测量的模拟量范围是：

直流电压：

4～10V

交流电压：

0～2.5V

Ø通用采集器可直接测量的开关量范围是：

直流电压：

0～30V

交流电压：

0～20V

由此可见，现场大部份信号不能直接接入通用采集器的采集通道进行测量，需要通过传感器/变送器先将这些非标的电量信号或非电量信号变成标准电量信号后方可接入采集器。

传感器将非电量信号变成标准电量信号，变送器将非标准的电量信号变成标准电量信号。

在不特指时，常将传感器和变送器统称为传感器。

1.2传感器与变送器的外特性

传感器和变送器，我们并不需要了解其复杂的内部实现原理，只需要知道它的外特性，就可以使用并维护。

外特性包括：

●是否需要供电及电源电压大小，交流还是直流

●输入信号类型及范围

●输出信号类型及范围

1.3三相交流变送器

三相交流变送器用于测量三相电压

实物外部正视图

变送器表面上印刷有接线方法说明及输入输出特性

该变送器外特性为：

工作电源：

±24V

量程：

0～450V

输出：

0～9V

交流电压信号经变送器变换接入采集器，根据变送器的输入输出信号特性对采集器的相应通道进行设置，交流变送器直接从负载取得电压信号，变送器的输入线不能短路。

为了设备安全，要求在变送器的输入端安装保险（250mA）。

在安装或更换交流变送器时一定要停电作业，才能确保人身安全。

安装规范

一、变送器的安装位置

将GAV-013三相交流变送器安装在交流配电箱内安装空气开关用平行导轨的合适位置上。

二、与PT-53的连接

1、选择合适长度的J-2（供电/输出）专用连接线，严格按照施工规范布放；

2、根据色谱将J-2专用连接线连接到PT-53接线柱上的指定位置；

3、将J-2专用连接线上的插头插入GAV-013三相交流变送器的J-2插座里。

三、与交流电源的连接

1、将交流输入接口J-1的插头拔出；

2、拧松J-1插头上的4个紧固螺丝；

3、将采集用交流输入电源线分别插入J-1插头上的进线位置并将紧固螺丝拧紧；

4、切断主设备（开关电源用）的空气开关；

5、测量该空气开关下桩电压，确认已无输出；

6、将采集用交流电源线根据相位分别接入空气开关下桩及零线柱上

7、确认连接无误；

8、将交流输入接口J-1插头插入GAV-013三相交流变送器的J-1插座里；

9、恢复主设备（开关电源用）的空气开关电源。

调整规范

一、断电

1、切断主设备（开关电源用）的空气开关；

2、测量该空气开关下桩电压，确认已无输出；

3、测量GAV-013三相交流变送器J-1交流输入接口处电压，确认已无输入。

二、调整

1、将交流输入接口J-1的插头拔出；

2、将供电/输出接口J-2的插头拔出；

3、拆开交流变送器外壳，确认电路板正确插在电路板槽位上；

4、将供电/输出接口J-2的插头重新插回；

5、将调0用短路接口插到J-1上；

5、操作PT-53采集器至模拟量交流电压测量，用无感螺丝刀调整RA2（A相）、RA4（B相）、RA6（C相）,使得PT-53上测量的值为0。

6、将调0用短路接口拔出；

7、将交流输入接口J-1插头插入GAV-013三相交流变送器的J-1插座里，确认电路板正确插在电路板槽位上；

8、恢复主设备（开关电源用）的空气开关电源；

9、操作PT-53采集器至模拟量交流电压测量，用无感螺丝刀调整RA1（A相）、RA3（B相）、RA5（C相）,使得PT-53上的测量值与万用表的测量值相同。

实物内部正视图

三、恢复

1、切断主设备（开关电源用）的空气开关；

2、测量该空气开关下桩电压，确认已无输出；

3、测量GAV-013三相交流变送器J-1交流输入接口处电压，确认已无输入；

4、将交流输入接口J-1的插头拔出；

5、将供电/输出接口J-2的插头拔出；

6、确认电路板正确插在电路板槽位上，装好交流变送器外壳；

7、将供电/输出接口J-2专用连接线上的插头插入GAV-013三相交流变送器的J-2插座里；

8、将交流输入接口J-1插头插入GAV-013三相交流变送器的J-1插座里；

9、恢复主设备（开关电源用）的空气开关电源。

2.常用的传感器

监控系统中常用的传感器有温度传感器、感烟探测器、火情探测器、红外探测器、门磁开关、水浸传感器等。

随着生产厂家的不同，传感器的外特性也各不相同，接线和使用方法请参考各传感器的说明书。

以下介绍PT-53监控采集系统中使用的传感器。

温度传感器

温度是表示物体冷热程度的物理量，一些物体在温度变化时改变某种特性，根据这一现象可以间接地测量温度，温度传感器就是根据这一原理设计的。

THS-02室内温度传感器是PT-53监控采集系统中使用的温度传感器，外表结构及引线连接