通信基站智能通風系統改造

胡元清

（中國聯合網絡通信有限公司金華市分公司，浙江 金華 321000）

近十年來，通信運營商為了節能減排，降低基站耗電，陸續安裝了不少智能通風系統。這些智能通風系統在探索節能減排的方法上起到了積極的作用，并根據使用經驗不斷做了改進，工藝質量也不斷得到提升。到了近幾年，通風系統已經在通信基站的節能減排中扮演了重要的角色。然而由于早期的經驗不足以及工藝水平、研發能力等原因導致產品存在缺陷，尤其是其中的控制器成了短板，經常出現不能正常啟動、無法正常聯動空調或者空調通風系統一起工作等情況，導致整機無法正常使用。而這些早期產品基本失去了技術支持，維修難度大，改換其他品牌控制器又可能存在一定的兼容問題，而且成本也不低。鑒于近年來各運營商基站基本已覆蓋動環監控，在這里提出一種機械部分直接接入動環監控的低成本改造方法，使得老舊智能通風系統僅需很少的改造成本就能擺脫控制器故障的困擾。而新建時也可直接考慮采用這種方法，可以減少控制器的成本并減少故障環節。

1 智能通風系統簡介

傳統意義上的基站智能通風系統就是一種通風裝置。通過利用基站室內外的溫差而形成熱交換，依靠大量的空氣流通，有效地將基站內的熱量迅速向外遷移，實現室內散熱。采用控制器自動判斷室內外環境條件，并與空調聯動工作，從而大幅度降低電能消耗和營運成本，延長空調使用壽命。

圖1

智能通風系統主要是由控機器、進風風機、出風風機，室內外溫度探測器、室內外濕度探測器、交流接觸器等組成，如圖2所示。

圖2

通風系統智能部分主要控制功能是：①允許用戶設定溫濕度參數；②檢測室內外溫濕度數值；③對比檢測數據與預設數據，根據不同的對比結果，選擇性啟動通風系統或啟動空調。

2 改造可行性分析與思路

國內廣泛采用中興、大誠及愛默生智能監控系統。雖然監控系統有著各種各樣的組網方式及形形色色數據采集方式，但無論怎么變其最基本處理量都包含：遙信、遙控、遙測、遙調量等最基本數據的處理。本文以中興ZXM10動力集中監控系統為例進行分析。

中興前置數據采集部分由多功能一體化監控設備 MISU（新產品還有 ESIU、SISU等）組成，其主要完成對基站的動力設備和環境參數的實時監控的工作。該終端設備能提供 16路 DI、16路 AI測量和8路DO控制。比對上文中通風系統控制器的功能，具備逐項替代能力。

總體思路為脫離（拆除）通風系統控制器，保留進風風機和出風風機，通過加裝繼電器進行開關動作，而繼電器接入DO通道進行控制；室外溫度傳感器接入AI通道進行檢測（原有室內溫濕度傳感器和空調默認已接入）。通過局端配置參數和公式來判斷基站環境是否滿足工作條件，并根據判斷結果通過DO通道選擇性控制風機或者空調運行。

改造后的系統結構圖見圖3。

圖3

3 具體改造實施

3.1 中興監控MISU設備提供可接入的通道情況

1）16路AI的測量通道（測量范圍如下：直流電壓：0～+5V，測量精度：≤0.5%。直流電流：0～20mA，測量精度優于0.2%）。

2）16路DI的測量通道（測量范圍：0～24V，高電平域值電壓≥2V，低電平閥值電壓≤0.8V）。

3）8路DO輸出，8路DO均為繼電器觸點輸出，其中，第1～4路輸出的繼電器觸點容量為10A/250V；第5～8路輸出的繼電器觸點容量為0.3A/30V。

3.2 目前基站通道使用情況

1）AI使用 8個通道（三路交流電壓、三路交流電流及溫濕度各一路）。

2）DI的測量通道使用了 5個（門磁、水淹、煙感、2臺空調狀態）。

3）控制通道DO使用了 3個（空調2臺，煙感1個）。

3.3 通風系統改造通道選用

1）2路DO，用于風機開關。

2）1路DI，用于監測風機狀態。

3）2路AI通道，用于監測溫濕度。

附加設備：在原安裝動力監控的基站加裝一個室外溫度傳感器（由于精確度以及接線方式等原因，所以不建議利用原通風系統室外溫濕度傳感器），主要用于對室外溫度進行采樣，加裝一個12V直流繼電器，用于對風機進行控制。

4 參數配置及功能實現

4.1 MISU對通風機及空調進行控制

MISU通過控制DO通道，使MISU產生一個12V控制電壓，從而驅動 12V繼電器接通通風機運行。同樣道理，MISU可通過驅動ACB3控制器或紅外控制器以及通過智能接入方式控制空調開關機。

4.2 風機運行狀態的確認

通過對風機控制繼電器對開關吸合來對風機開關機狀態進行取樣。或利用MISU的DI通道對風機控制電壓進行取樣。當風機運行時DI通道就會得到一個電壓值，經過公式換算便可得到風機狀態。當風機停機時此時電壓為0，經過換算就可得到風機停機狀態。

4.3 通風系統、空調開關機聯動控制

通過對空調及及風機控制表達式的修改就可以達到風機的自定義開關機及空調的協調控制。以下以某基站為例進行說明。

其表達式解譯：

空調開機：當室內溫度大于 30°時并風機及空調處于關機狀態，發送控制命令。

空調關機：當室內溫度小于 28°時，并空調處于開機狀態發送關機命令。

圖4

風機開機：室內溫度大于24°并小于30°，并室內外溫差大于等于2°，空調處于關機狀態、風機處于關機狀態，或室內溫度大于35°發送開機命令。

風機關機：當室溫小于22°或室溫大于30°，風機處于開機狀態發送關機命令。

圖5

5 改造評估

5.1 簡化結構，提高穩定性

改造前的溫控系統結構相對復雜，安裝過動環監控的基站空調還有可能存在著多級控制，一旦通風機或是中興監控雙方任意一方出現故障都將影響空調運行，甚至會發生空調爭控。多級控制也增加了故障點，自然增加了故障發生的機率。改造后的通風系統，因監控系統、通風系統機械部分都相對比較穩定，故障率有很大改善。

5.2 實施方便，節約成本

舊通風系統改造僅需增加兩個繼電器對進、出風風機進行控制，增設室外溫濕度傳感器檢測室外溫濕度。改造所增加元器件采購方便，成本不高，安裝難度小。而新建時若直接按改造方式建設，則可去免除智能控制器，按當前價格估算每套設備（每站）可以省卻投資控制器投資約2000元左右。

5.3 功能完善，改變靈活

利用該辦法改造的通風系統完全可以達到原先的檢測控制功能，并且參數修改方便（上例中參數僅作參考，實際可根據需要進行修改）。

5.4 狀態檢測明晰，分析更加方便

下面以某基站某日全天的測試曲線進行說明。

圖6 室內外溫度曲線走勢圖

圖7 風機開關機曲線

圖8 空調開關機狀態曲線

從圖5中可以看出白天氣溫走勢成一個幾字形走勢，于14時達到高峰。對應地從圖6可以看出通風系統工作正處于這個幾字形的凸出部分。亦從圖A可以看出室溫度始終保持在25°左右。從圖C可以看出空調則一直沒有工作。由此證明通風系統能對基站機房恒溫發揮作用。

6 結論

以上改造應該說是比較成功的。當然在監控系統本身中斷的情況下無法監控基站設備，通風系統的風機及空調自然也無法控制。所以對于環境要求比較高，但監控傳輸不穩定的站點不妨考慮另一方案，即將原先通風系統智能控制器的控制功能全部移植到MISU中，利用MISU本地控制風機和空調的運轉。目前各動環監控廠家已有朝這個思路研發，個別廠家已有試驗產品。

[1]周保貴,李光,畢濤. 通信基站智能通風系統的探索[J].安徽電子信息職業技術學院學報,2006(2).

[2]ZXM10-MISU 多功能一體化監控設備用戶手冊.深圳市中興通訊股份有限公司,2001.6.

[3]ZXM10中興動力設備及環境集中監控系統網管軟件操作手冊.深圳市中興通訊股份有限公司,2002.9.