陳伯龍

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局通信中心,廣東廣州 510000)

0 概述

隨著云大物移智時(shí)代的到來(lái),為了滿足繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)控制、智能電房、智慧路燈等大量傳統(tǒng)與新型業(yè)務(wù)的接入需求,在電力通信網(wǎng)中必須擴(kuò)展壯大,設(shè)備規(guī)模必然持續(xù)增長(zhǎng)。而目前我國(guó)轄區(qū)范圍內(nèi)各個(gè)老舊的變電站、配電房、供電所等生產(chǎn)辦公場(chǎng)所普遍存在著富余空間不足、供電電源容量過(guò)小、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境簡(jiǎn)陋等問(wèn)題,導(dǎo)致新增設(shè)備無(wú)法安裝并可靠運(yùn)行。

緊湊型模塊式一體柜是集成柜(IDU)內(nèi)供配電、UPS、整流柜、開(kāi)關(guān)柜、綜合系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控柜、設(shè)備柜、風(fēng)機(jī)等設(shè)備和環(huán)境的綜合系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控觸摸屏界面,方便快速了解綜合柜內(nèi)部運(yùn)行情況,如運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警等,報(bào)警信息可進(jìn)入相應(yīng)的綜合柜系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控觸摸屏系統(tǒng),查看其相關(guān)參數(shù)和狀態(tài)設(shè)備、控制一體化柜門開(kāi)啟、風(fēng)機(jī)設(shè)置、報(bào)警消除等相關(guān)操作,以滿足隨時(shí)隨地的管理需求,提高管理效率。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和智能過(guò)濾的報(bào)警事件圖形和報(bào)表呈現(xiàn)給用戶,為用戶提供簡(jiǎn)潔易懂的冷通道關(guān)鍵匯總信息。微單元系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)具有本地聲光報(bào)警、短信報(bào)警提示、電子郵件報(bào)警等通知方式,并內(nèi)置WEB服務(wù)。用戶可以通過(guò)WEB瀏覽器查看和管理系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。為系統(tǒng)管理員提供遠(yuǎn)程設(shè)置、遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程報(bào)警等專業(yè)管理功能。該系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)具有系統(tǒng)穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、界面友好、使用簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供配電系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和開(kāi)關(guān)狀態(tài),設(shè)計(jì)了緊湊型模塊化綜合柜,如圖1所示。

圖1 一體柜單元監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1 研制過(guò)程

1.1 技術(shù)原理

本項(xiàng)的技術(shù)特點(diǎn)闡述如下:手段簡(jiǎn)潔:前端信息采集、系統(tǒng)連接、操作管理簡(jiǎn)單。

設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化:各類信息端口和系統(tǒng)模塊接口標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、便于將來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)展。投資少:系統(tǒng)選型具有高性能價(jià)格比。建設(shè)時(shí)間短:在較短的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)的安裝調(diào)試。節(jié)能環(huán)保主機(jī)采用低功耗高性能CPU,功耗低于其他類一體柜。維護(hù)方便:模塊化結(jié)構(gòu),并具備專家自診斷功能。模塊化供電單元:采用機(jī)架式安裝,主輸入63A/1P,單相UPS輸入32A/1P、輸出32A/1P,維修旁路32A/2P,帶防雷開(kāi)關(guān)(32A/2P)和防雷模塊(20kA),市電和UPS支路輸出具備電量及狀態(tài)監(jiān)控功能,并配置有RS485接口。監(jiān)控主機(jī):采用4核處理器、4G內(nèi)存、液晶顯示屏,具備數(shù)據(jù)采集、分析、顯示傳輸功能。該嵌入式一體化監(jiān)控主機(jī)模塊化供電單元:采用機(jī)架式安裝,主輸入63A/1P,單相UPS輸入32A/1P、輸出32A/1P,維修旁路32A/2P,帶防雷開(kāi)關(guān)(32A/2P)和防雷模塊(20kA),市電和UPS支路輸出具備電量及狀態(tài)監(jiān)控功能,并配置有RS485接口。監(jiān)控主機(jī):采用4核處理器、4G內(nèi)存、液晶顯示屏,具備數(shù)據(jù)采集、分析、顯示傳輸功能[1]。

1.2 技術(shù)分析

端口:6個(gè)數(shù)字量信號(hào)檢測(cè)端口(DI,帶12V傳感器供電),2個(gè)數(shù)字量輸出控制端口(DO,帶12V傳感器供電),2路RS232/RS485串口,4路RS485串口(帶12V傳感器供電),1路外接WiFi天線,2個(gè)USB口,1個(gè)HDMI接口,1個(gè)10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)口1個(gè)以太網(wǎng)口。

尺寸:長(zhǎng)×寬×高(mm):270×221×40 ;重量(kg):約1.65kg;安裝尺寸:250×201;安裝方式:柜體開(kāi)口安裝/掛墻安裝。工作環(huán)境:環(huán)境溫度攝氏0℃到+50℃,環(huán)境濕度10%到90%相對(duì)濕度,電源輸入:12VDC,額定功率:20W。

(1)一體柜的系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)柜內(nèi)所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的綜合系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控與快速響應(yīng),能滿足不同類型設(shè)備、不同協(xié)議的系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控管理需求,全面、直觀地展示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

(2)一體柜的各功能系統(tǒng)全部采用模塊化設(shè)計(jì),機(jī)架式安裝,做到合理緊湊,留有足夠的可用空間。

(3)機(jī)架式供電單元,自帶電量及狀態(tài)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控功能;將目前獨(dú)立布置的整流柜、開(kāi)關(guān)柜、綜合系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控柜及設(shè)備柜整合為一體式機(jī)柜,適用于富余空間不足的各個(gè)生產(chǎn)辦公場(chǎng)所。

(4)一體柜可根據(jù)具體的需求靈活配置、快捷組裝,并易于批量生產(chǎn)和快速部署。

1.3 技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點(diǎn)

(1)應(yīng)用面。一體柜的系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)柜內(nèi)所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的綜合系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控與快速響應(yīng),能滿足不同類型設(shè)備、不同協(xié)議的系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控管理需求,全面、直觀地展示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

(2)空間排布。一體柜的各功能系統(tǒng)全部采用模塊化設(shè)計(jì),機(jī)架式安裝,做到合理緊湊,留有足夠的可用空間。

(3)優(yōu)秀的適應(yīng)性。機(jī)架式供電單元,自帶電量及狀態(tài)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控功能;將目前獨(dú)立布置的整流柜、開(kāi)關(guān)柜、綜合系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控柜及設(shè)備柜整合為緊湊型模塊式一體機(jī)柜,適用于富余空間不足的各個(gè)生產(chǎn)辦公場(chǎng)所。

1.4 緊湊型模塊式一體柜優(yōu)勢(shì)

隨著云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷增大并呈兩極分化趨勢(shì),末端的微型數(shù)據(jù)中心越來(lái)越多,而零星分布的微型數(shù)據(jù)中心因地理、環(huán)境、建筑等方面的差異,一直面臨難以難以統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的困境,為業(yè)務(wù)的快速上線發(fā)展帶來(lái)了挑戰(zhàn)。一體柜將數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品進(jìn)行深度整合,包含UPS、配電、制冷、機(jī)柜、消防等多個(gè)子系統(tǒng),通過(guò)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全部系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌管理,簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和建設(shè)流程。

(1)節(jié)約人力。一體柜微單元系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控主機(jī)軟硬件一體化設(shè)計(jì),高度集成,功耗小于其他類型一體柜,無(wú)硬盤設(shè)計(jì),使用壽命更長(zhǎng),主機(jī)自帶串口,報(bào)警輸入輸出端口,無(wú)需采集模塊、串口服務(wù)器、通訊轉(zhuǎn)換模塊、開(kāi)關(guān)電源、模塊箱等中間模塊,故障點(diǎn)少；各種被系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控設(shè)備,傳感器直接端子插拔式安裝,即插即用,施工方便,布線簡(jiǎn)潔；具有消警復(fù)位按鈕,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)報(bào)警,一鍵快速?gòu)?fù)位,方便管理員維護(hù)。

(2)操作方便。無(wú)需安裝客戶端軟件,完全Web方式管理和瀏覽,無(wú)需安裝插件,可隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程管理微單元系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),方便維護(hù)。支持系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控觸摸屏界面瀏覽,無(wú)需依賴于PC終端,現(xiàn)場(chǎng)管理方便[2]。

(3)軟件功能全面。強(qiáng)大的軟件管理功能,綜合巡檢(告警信息、UPS負(fù)載、供電模式、溫濕度、月度能耗),基礎(chǔ)設(shè)施管理(UPS、風(fēng)扇、供配電、微環(huán)境、視頻、門禁),能效管理(技術(shù)曲線、能耗分布、月度能耗表),報(bào)表中心(技術(shù)情況、用電量、告警分布、告警細(xì)則),告警管理(詳細(xì)告警、告警等級(jí)呈現(xiàn)),自定義告警通知,支持短信電話語(yǔ)音,郵件、聲光、語(yǔ)音等報(bào)警通知。

(4)大屏幕顯示。微單元主機(jī)一體化,六路數(shù)字量信號(hào)檢測(cè)端口,二路數(shù)字量輸出控制端口,自帶超大觸控顯示屏,超高像素液晶顯示屏,支持多點(diǎn)觸控;自帶短信報(bào)警和電話語(yǔ)音報(bào)警硬件模塊和軟件功能。

1.5 緊湊型模塊式一體柜獨(dú)特的系統(tǒng)性能

(1)可靠性。系統(tǒng)滿足電磁兼容和電氣隔離性能的設(shè)計(jì)要求,不會(huì)影響被監(jiān)測(cè)設(shè)備的正常運(yùn)行。系統(tǒng)具有自診斷功能,能自動(dòng)重啟和恢復(fù)軟硬件故障。監(jiān)測(cè)設(shè)備接地良好,抗干擾能力強(qiáng)。選用高可靠性工業(yè)設(shè)備,保證系統(tǒng)全年不間斷運(yùn)行。系統(tǒng)成熟穩(wěn)定,支持主流廠商的幾乎所有接口通信協(xié)議。

(2)穩(wěn)定性。系統(tǒng)采用多總線方式,一個(gè)子系統(tǒng)的故障不影響其他子系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(3)實(shí)時(shí)性。采用同類設(shè)備的單總線采集方式,保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。前端設(shè)備數(shù)據(jù)采集控制時(shí)間、遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)刷新時(shí)間、電話報(bào)警響應(yīng)時(shí)間均小于市場(chǎng)其他一體柜。

(4)安全性。系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)基于Linux操作系統(tǒng),具有較強(qiáng)的殺毒能力和較高的安全性,最大限度地保證了網(wǎng)絡(luò)安全。具有多級(jí)權(quán)限管理和功能模塊化權(quán)限管理。系統(tǒng)具有多級(jí)權(quán)限管理。無(wú)人值守操作一段時(shí)間后,系統(tǒng)可自動(dòng)注銷并鎖定。所有報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在大容量存儲(chǔ)芯片中,徹底消除了硬盤機(jī)械讀寫數(shù)據(jù)帶來(lái)的安全隱患。

(5)維護(hù)性。系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控主機(jī)集串口、Di、do等于輸出電路于一體,可直接連接到感煙探測(cè)器、UPS、風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控設(shè)備,方便了綜合柜的接線和維護(hù)。系統(tǒng)支持在線修改,可以在不停止系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的情況下修改系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控設(shè)備的參數(shù)。支持報(bào)警復(fù)位。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí),聯(lián)動(dòng)聲光報(bào)警器報(bào)警。

(6)擴(kuò)充性。系統(tǒng)支持多種標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議和接口,能快速、方便地將各種系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控對(duì)象集成到系統(tǒng)中。

2 實(shí)施運(yùn)用與市場(chǎng)可行性分析

2.1 實(shí)施運(yùn)用

通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行邏輯設(shè)定,當(dāng)環(huán)境溫度、濕度、煙霧監(jiān)測(cè)到的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)定越限閥值(包括上下限、恢復(fù)上下限),一旦微環(huán)境發(fā)生越限報(bào)警或故障,系統(tǒng)將自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警事件, 并第一時(shí)間發(fā)出電話撥號(hào)、手機(jī)短信、E -Mail、聲光等對(duì)外報(bào)警。由監(jiān)控平臺(tái)軟件進(jìn)行微環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?？筛鶕?jù)不同時(shí)間來(lái)顯示不同時(shí)期的溫度/濕度曲線,共24h、7d、30d三項(xiàng)選擇;縱坐標(biāo)為溫度(℃)/濕度(℃),橫坐標(biāo)根據(jù)時(shí)間選項(xiàng)來(lái)拉放時(shí)間軸。提供曲線記錄,直觀顯示實(shí)時(shí)及歷史曲線,可查詢?nèi)陜?nèi)相應(yīng)參數(shù)的歷史曲線及具體時(shí)間的參數(shù)值(包括最大值、最小值),并可將歷史曲線導(dǎo)出為EXCEL格式,方便管理員全面了解風(fēng)扇的運(yùn)行狀況。

2.2 一體柜報(bào)警通知服務(wù)器RT-A800的運(yùn)行

RT-A800報(bào)警通知服務(wù)器,是專門針對(duì)需要無(wú)人值守或遠(yuǎn)程控制要求的現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì),采用高性能GSM/GPRS短信電話模塊,只需通過(guò)USB/RS232線與監(jiān)控主機(jī)連接,即可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警通知功能,解除您的后顧之憂,可廣泛應(yīng)用于基站監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、電力監(jiān)控等多種領(lǐng)域。本產(chǎn)品是在GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用,配合環(huán)境監(jiān)控主機(jī)使用可以實(shí)現(xiàn)打電話,語(yǔ)音播報(bào),短信群發(fā)等無(wú)線通信功能,打電話接聽(tīng)后可重播/確認(rèn)報(bào)警[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

緊湊型一體化柜是一種非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)品,如果需要對(duì)PLC的一體化機(jī)柜產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)中形狀與基本條件。有必要編寫一定的程序,并且程序結(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠達(dá)到不同產(chǎn)品在變化過(guò)程中的簡(jiǎn)單操作優(yōu)點(diǎn)。該P(yáng)LC的一體化機(jī)柜是通過(guò)伺服PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手監(jiān)控PLC的一體化機(jī)柜與供配膠系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)相互配合,完成緊湊的一體化柜體工作。