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    淺談基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    更新時(shí)間:2023-11-08      瀏覽次數(shù):701

    高速公路隧道配電房通常分布零散,相隔距離較遠(yuǎn),所處地理環(huán)境比較復(fù)雜,不利于人工對(duì)其進(jìn)行管理維護(hù),而配電房?jī)?nèi)部設(shè)備都非常重要,是隧道機(jī)電系統(tǒng)的核心設(shè)備。因此,人們對(duì)配電房的運(yùn)行環(huán)境、安防等管理提出了新的要求,需要對(duì)煙霧、溫濕度、供配電設(shè)施、門禁狀態(tài)、室內(nèi)照明、通風(fēng)、人員入侵以及視頻信息等進(jìn)行集中監(jiān)控管理和分析,以便人員及時(shí)準(zhǔn)確地掌握設(shè)備運(yùn)行信息,實(shí)現(xiàn)故障*確定位,為配電房的安全、可靠運(yùn)行提供有力保障。為此,在現(xiàn)有的高速公路隧道配電房?jī)?nèi)設(shè)置智能化監(jiān)控系統(tǒng),可以減輕監(jiān)控員和外勤人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本,保證隧道內(nèi)交通的安全運(yùn)行。

    1 隧道配電房管理現(xiàn)狀

    本文以某高速公路隧道管理所為例,該管理所管轄了3座隧道,一共有5座配電房,這些配電房已投入運(yùn)行15年。當(dāng)時(shí)配電房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低,沒有配置智能管理系統(tǒng),無法實(shí)現(xiàn)對(duì)供配電設(shè)備的監(jiān)控和配電房環(huán)境的監(jiān)控,現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)施只能讓監(jiān)控員通過安裝在配電房?jī)?nèi)的攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,通過控制軟件實(shí)現(xiàn)抽屜柜的開合閘。每天外勤人員只進(jìn)行一次配電房巡檢,并沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房的實(shí)時(shí)監(jiān)控。隧道配電房均設(shè)置在山區(qū),植被茂盛,動(dòng)物較多,在天氣炎熱、潮濕、梅雨等環(huán)境中,設(shè)備運(yùn)行在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下,嚴(yán)重威脅設(shè)備的安全運(yùn)行,成為影響隧道正常運(yùn)行的安全隱患。

    2 隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

       基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),本文提出了隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的集成技術(shù)解決方案。本文以某配電房為例,通過在配電房?jī)?nèi)設(shè)置環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),檢測(cè)漏水、煙霧、溫濕度、人員入侵等信息,設(shè)置供配電設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控各個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),并上傳至中控室,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的集中監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析,能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)記錄、查詢和自動(dòng)報(bào)警等功能,讓監(jiān)控員和外勤人員及時(shí)接收到告警信息,以便及時(shí)處理異常事故。

    隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)由智能設(shè)備、傳輸線路和集成監(jiān)控主機(jī)組成。配電房?jī)?nèi)所有設(shè)備通過以太網(wǎng)、串口服務(wù)器接入到網(wǎng)絡(luò)內(nèi);集成監(jiān)控主機(jī)直接接入監(jiān)控以太網(wǎng),與中控室網(wǎng)絡(luò)相連,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。該系統(tǒng)采用集中管理、分散控制的方式,不但滿足了對(duì)分散監(jiān)控點(diǎn)集中統(tǒng)一管理的需要,更滿足了數(shù)據(jù)安全等方面的要求。

    3 配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

         配電房需安裝的采集設(shè)備有煙霧傳感器、溫濕度傳感器漏水傳感器、紅外防盜傳感器、集成監(jiān)控主機(jī)、三層交換機(jī)等。

    (1)集成監(jiān)控主機(jī)帶有串口通信、AI/DI、以太網(wǎng)接口,可以對(duì)配電房運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制,現(xiàn)場(chǎng)通過以太網(wǎng)接口接入到監(jiān)控環(huán)網(wǎng),將數(shù)據(jù)傳輸至隧道管理所中控室的服務(wù)器進(jìn)行處理,現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)架式無風(fēng)扇工控機(jī),保證系統(tǒng)安全可靠、維護(hù)方便。

    (2)低壓配電柜監(jiān)控設(shè)施,采用遠(yuǎn)程電源管理控制器,不僅可以顯示每個(gè)抽屜柜、智能斷路器的電流、電壓、負(fù)載等,還能顯示雙電源工作狀態(tài)以及配電柜內(nèi)的溫濕度、煙霧、門禁等信息。當(dāng)門禁被打開、煙霧產(chǎn)生時(shí)會(huì)觸發(fā)報(bào)警。遠(yuǎn)程電源管理控制器與各個(gè)抽屜柜的儀表使用485接口連接,采用國際通用的SNMP、Modbus協(xié)議等通信,讀取儀表數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程電源管理控制器使用以太網(wǎng)接口接入到監(jiān)控環(huán)網(wǎng),中控室服務(wù)器直接讀取配電柜的運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù)。

    (3)溫濕度傳感器:配電房?jī)?nèi)的電子設(shè)備對(duì)環(huán)境溫濕度有較高的要求,保障機(jī)房環(huán)境條件,對(duì)充分發(fā)揮系統(tǒng)性能,延長設(shè)備使用壽命,確保數(shù)據(jù)安全性以及準(zhǔn)確性具有重要意義。本文設(shè)計(jì)的智能監(jiān)控管理系統(tǒng)內(nèi)的溫濕度傳感器將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸給集成監(jiān)控主機(jī),道過監(jiān)控主機(jī)發(fā)送給中控室的服務(wù)器,就可以在監(jiān)挖室監(jiān)控電腦上進(jìn)行直觀顯示。一旦溫濕度超過臨界值,系統(tǒng)會(huì)提醒監(jiān)控人員并自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇,記錄下相關(guān)數(shù)據(jù),監(jiān)控員可以根據(jù)各季節(jié)的溫濕度狀況進(jìn)行調(diào)整,防止溫濕度變化對(duì)設(shè)備造成不必要的損害。

    (4)煙霧探測(cè)器:由光電煙感發(fā)出的報(bào)警信號(hào)(開關(guān)量信號(hào)),傳送至監(jiān)控主機(jī),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)是否發(fā)生火災(zāi),如果遇到火災(zāi),系統(tǒng)自動(dòng)在中控室監(jiān)控電腦上發(fā)出告警,提醒監(jiān)控員。

    (5)漏水檢測(cè)器:配電房?jī)?nèi)強(qiáng)電、弱電光纜、信號(hào)線縱橫交錯(cuò),配電房一旦漏水,后果不堪設(shè)想。配電房漏水不容易被發(fā)現(xiàn),需要對(duì)配電房?jī)?nèi)的漏水狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。本系統(tǒng)采用漏水檢測(cè)器,通過檢測(cè)電阻,實(shí)現(xiàn)開關(guān)量輸出,采用直流12V共電,應(yīng)用簡(jiǎn)單可靠。

    (6)紅外探測(cè)器:隧道配電房是無人值守的配電房,為了防止非法入侵,在配電房?jī)?nèi)安裝紅外探測(cè)器,誤報(bào)率低,性價(jià)比高。如果發(fā)生入侵事件,報(bào)警器通過輸出模塊,將開關(guān)量信號(hào)抄送給控制主機(jī)。該探測(cè)器采用直流12V供電,吸頂安裝可360“探測(cè),探測(cè)直徑達(dá)8m,功耗小于1W。

    (7)監(jiān)控?cái)z像機(jī):系統(tǒng)采用帶有移動(dòng)報(bào)警功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),像素高,采用POE供電,實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

    現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備對(duì)配電房?jī)?nèi)的溫濕度、門禁狀態(tài)、漏水狀態(tài)、炯霧、電力數(shù)據(jù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并將采集的信息通過局域網(wǎng)實(shí)時(shí)傳送給中控室的監(jiān)控服務(wù)器,并直觀顯示在監(jiān)控電腦上。

    4 配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

          配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件對(duì)監(jiān)控服務(wù)器采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理、記錄、統(tǒng)計(jì)等,將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果形象地顯示在界面上,使監(jiān)控員和外勤人員能夠直觀、輕松地掌握整個(gè)配電房的運(yùn)行狀態(tài)。此外,該系統(tǒng)還具備權(quán)限管理、報(bào)警管理、日志管理、報(bào)表輸出等功能,配電房監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)和隧道控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

    該系統(tǒng)軟件需要支持TCP/IP、Modbus、SNMP等眾多協(xié)議,支持二次開發(fā),具有以下功能:

    (1)采用電子地圖模式,直觀顯示隧道配電房的位置和各個(gè)配電柜、抽屜柜的位置,通過全局地圖了解配電房是否有報(bào)警信息,在地圖中選中一個(gè)配電房后進(jìn)入該配電房進(jìn)行整體巡查,包括巡查溫濕度等信息,在布置圖上選中一個(gè)配電柜可以查看該配電柜的電壓、電流等信息。

    (2)通過查看系統(tǒng)日志和報(bào)表,了解各個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并生成報(bào)表。

    (3)在監(jiān)控系統(tǒng)軟件上,可以隨意選擇聯(lián)動(dòng)的設(shè)備。比如,當(dāng)檢測(cè)到配電房溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí),打開排風(fēng)扇,對(duì)配電房進(jìn)行降溫,以保護(hù)設(shè)備。當(dāng)煙霧傳感器檢測(cè)到有火災(zāi)煙霧時(shí),立即自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)扇并自動(dòng)切斷智能斷路器、切斷電源等。這些功能使“無人值守”配電房的實(shí)現(xiàn)成為可能。

    5安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

    5.1概述

         配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī))、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙感)、控制子系統(tǒng)(燈光、空調(diào)、除*機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵)、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開門按鈕、磁力鎖)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)(雙鑒檢測(cè)器)。

    5.2應(yīng)用場(chǎng)所

        適用于軌道交通,工業(yè),建筑,學(xué)校,商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

    5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

     

    5.4系統(tǒng)功能

    實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

    能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息,實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

    數(shù)據(jù)查詢

    在人機(jī)界面中,可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

    曲線查詢

    可以直接查看各電參量曲線。

    運(yùn)行報(bào)表

    查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。

     

    實(shí)時(shí)告警

    具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸取⒂泻怏w、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

    歷史事件查詢

    能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

    用戶權(quán)限管理

    設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

    網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

    遙控功能

    可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

    6.5系統(tǒng)硬件配置

    6 結(jié)語

    本文設(shè)計(jì)的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的隧道配電房智能監(jiān)控管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了隧道配電房集中監(jiān)控、*確故障定位、及時(shí)報(bào)警的管理模式,提高了對(duì)隧道配電房的監(jiān)控能力以及對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理和分析的水平,為高速公路信息化應(yīng)用和綜合管理系統(tǒng)應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的運(yùn)維保障,延長了設(shè)備的使用壽命。

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