摘要：電力大樓電氣監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)是以控制模塊和組態(tài)軟件為核心，狀態(tài)采集模塊和電量采集模塊為基礎(chǔ)，通過(guò)RS232、RS485和TCP/IP協(xié)議等協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分散數(shù)據(jù)檢測(cè)，集中數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、分析、管理與控制的智能數(shù)字化在線監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：組態(tài)軟件 電量采集模塊 智能電量變送器

一、前言

隨著通訊技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，集中監(jiān)控管理已成為樓宇智能管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于辦公大樓配電室、配電箱、控制開(kāi)關(guān)、空調(diào)等分布較散，很難及時(shí)、有效的了解各配電設(shè)備的安全運(yùn)行狀態(tài)；電梯電源離值班室較遠(yuǎn)，值班員很難實(shí)時(shí)了解電梯電源狀態(tài)；大樓安全監(jiān)控點(diǎn)、消防監(jiān)控點(diǎn)只有組成網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)集中管理。為了實(shí)現(xiàn)電力大樓的高效、智能化管理，開(kāi)發(fā)了這套電力大樓電氣監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)。

二、大樓概況

電力管理總公司電力大樓的配電系統(tǒng)主要包括辦公大樓照明配電、動(dòng)力配電、6KV配電室的高壓和低壓配電。辦公大樓照明配電系統(tǒng)主要分為新樓和舊樓兩套單獨(dú)的配電系統(tǒng)，由位于大樓后側(cè)的6KV配電室提供低壓照明電源。舊樓部分共12層的配電電源分別由分配在1、6、9、11樓層的配電柜提供；新樓部分包括地下室共11層的配電電源由新樓配電間的配電母排提供。舊樓的4個(gè)配電柜向各樓層墻壁配電箱提供電源，每個(gè)樓層墻壁配電箱包括1路進(jìn)線和16路出線；新樓墻壁配電箱包括1路進(jìn)線和13路出線。6KV配電室包括高壓室和低壓室兩部分，高壓室包括2路進(jìn)線和1組高壓母聯(lián)；低壓室包括2路低壓進(jìn)線和1組低壓母聯(lián)及54路饋出開(kāi)關(guān)。

三、工作原理

電力大樓電氣監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)分布控制概念的集散系統(tǒng)。它采用三個(gè)層次、獨(dú)立模塊的結(jié)構(gòu)形式。電氣測(cè)控單元把現(xiàn)場(chǎng)采集的各條回路的電氣狀態(tài)量及重要支路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送給信息處理單元，信息處理單元把接受的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，上傳監(jiān)控中心單元及執(zhí)行監(jiān)控中心單元下達(dá)的命令。

監(jiān)控單元：中央電腦主要起監(jiān)視作用，完成人機(jī)對(duì)話(huà)，它對(duì)各監(jiān)控單元傳輸來(lái)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，動(dòng)態(tài)顯示各個(gè)區(qū)域、實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，超限報(bào)警。中央電腦具備運(yùn)行信息數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)半年以上的監(jiān)視、運(yùn)行報(bào)告。

信息處理單元：PCC作為信息處理單元，主要完成數(shù)據(jù)的處理、信息的上傳和下達(dá)。

電氣測(cè)控單元：主要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和控制。

四、智能模塊

1、R-8073N/W 多功能智能電量采集模塊

本產(chǎn)品內(nèi)部集成了微型控制電腦芯片、數(shù)字信號(hào)處理芯片、標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，兼容RS-485或RS-232接口，可以完成測(cè)量、校準(zhǔn)、設(shè)定、遙測(cè)、遙調(diào)等功能。由于體積小、功能多、精度高，可以用在多種交流用電場(chǎng)合下的測(cè)量、計(jì)量以及遠(yuǎn)程集中抄表、監(jiān)控管理。性能優(yōu)異、價(jià)格低廉，可有效的降低用戶(hù)使用成本。

規(guī)格：

-  被測(cè)路數(shù)：三相電流、電壓，1路DI，2路DO互感器位置
            內(nèi)置（R-8073N）
            外置（R-8073W）

-  被測(cè)參數(shù)：電流電壓的真有效值、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、輸入有功電度、輸出有功電度、總電度、無(wú)功電度、視在功率、總的視在功率

-  輸入頻率：47～75Hz

-  電壓量程：10～500V，可通過(guò)外加電壓互感器及設(shè)定電壓變比測(cè)量較高電壓

-  電流量程：基本量程0～5A，可通過(guò)外加電流互感器及設(shè)電流變比測(cè)量較大電流

-  信號(hào)處理：16位A/D轉(zhuǎn)換，6通道，每通道均以4KHz速率同步交流采樣，模塊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為1秒的真有效值（每秒刷新1次）

-  過(guò)載能力：1.4倍量程輸入可正確測(cè)量；瞬間（10周波）電流5倍，電壓3倍量程不損壞

-  輸出數(shù)據(jù)：三相電壓Ua、Ub、Uc；三相電流Ia、Ib、Ic；有功功率P、無(wú)功功率Q、功率因數(shù)PF、頻率f、各相有功功率Pa、Pb、Pc；各相無(wú)功功率Qa、Qb、Qc；正向有功電度、反向有功電度、正向無(wú)功電度、反向無(wú)功電度等電參數(shù)

-  輸出接口：RS-485/RS-232，可跳線選擇

-  通訊速率：1200/2400/4800/9600BPS

-  通訊協(xié)議：ASCII命令集及MODBUS/ASCII，MODBUS RTU協(xié)議

-  精度等級(jí)：電流、電壓0.2級(jí)，其他0.5級(jí)

-  參數(shù)設(shè)定：模塊地址、通訊速率、電壓電流變比可通過(guò)通訊接口設(shè)定

-  供電電源：+10V～+30VDC或220VAC

-  帶有上下限報(bào)警、缺相報(bào)警、過(guò)載報(bào)警、過(guò)壓報(bào)警、欠壓報(bào)警

-  內(nèi)置實(shí)時(shí)鐘，提供年、月、日、時(shí)、分、秒信息，配備鋰電池，確保時(shí)鐘10年不間斷供電

2、R-8060/R-8060+（4路隔離數(shù)字量輸入/4路繼電器輸出模塊）

-  4路單端數(shù)字輸入

高電平：3.5V～30V

低電平：0～1V

-  輸入隔離電壓：5000V

-  輸入阻抗：3KΩ

-  4路繼電器輸出

-  觸點(diǎn)容量:2A@220VAC,2A@24VDC

-  帶Modbus通訊協(xié)議（R-8060+）

五、結(jié)構(gòu)組成

六、系統(tǒng)功能：

1、電源管理

高、低壓電網(wǎng)各系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化集中監(jiān)視和控制。通過(guò)遙控的方式，優(yōu)化供電系統(tǒng)管理，更有效地調(diào)配能源和節(jié)約能源。

2、故障定位

供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)的各種故障，能夠從人機(jī)界面上進(jìn)行及時(shí)和準(zhǔn)確的反應(yīng)出來(lái)。

3、報(bào)警管理

A) 報(bào)警信息：

所有報(bào)警顯示有關(guān)報(bào)警監(jiān)控點(diǎn)的詳細(xì)資料，包括發(fā)生的名稱(chēng)及時(shí)間。

B) 報(bào)警級(jí)別：

根據(jù)嚴(yán)重性最少分為三級(jí)，以便更有效及快速處理嚴(yán)重的報(bào)警。用戶(hù)可以為不同的報(bào)警自行決定嚴(yán)重性的級(jí)別。

C) 報(bào)警輸出：

（1）、聲音報(bào)警，當(dāng)有報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，自動(dòng)發(fā)出音樂(lè)報(bào)警；

（2）、圖像報(bào)警，當(dāng)有報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，自動(dòng)彈出報(bào)警信息畫(huà)面；

（3）、短信輸出，當(dāng)有報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，通過(guò)短信形式自動(dòng)發(fā)送到指定的手機(jī)上；

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控中心進(jìn)行故障診斷和故障分析，發(fā)出聲光報(bào)警，為運(yùn)行人員提供故障診斷依據(jù)；

4、安全管理

設(shè)置多用戶(hù)、多級(jí)別的操作權(quán)限，只有操作人員輸入正確的管理員名字和密碼，才能對(duì)控制設(shè)備進(jìn)行操作，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

5、網(wǎng)絡(luò)瀏覽

以主操作站作為基礎(chǔ)，將各操作站通過(guò)以太網(wǎng)連在一起，構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。并以Web方式在網(wǎng)上發(fā)布，管理人員在客戶(hù)端只需安裝標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑物（群）的監(jiān)控和管理。

6、檔案管理

系統(tǒng)可自動(dòng)對(duì)每一次調(diào)控操作進(jìn)行存檔，對(duì)以往的故障數(shù)據(jù)和重要數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行管理，以備隨時(shí)查詢(xún)，進(jìn)行故障分析。每個(gè)CPU擁有下列記錄累積：運(yùn)行累積、模擬量及脈沖累積記錄、發(fā)生事項(xiàng)的累積記錄，若記錄累積超過(guò)用戶(hù)所定下的限額，系統(tǒng)將自動(dòng)把用戶(hù)指定的警告信息釋放出來(lái)。

7、報(bào)表輸出

可根據(jù)用戶(hù)的需要輸出各種形式的報(bào)表。

七、系統(tǒng)特點(diǎn)：

1、直觀性：

采用圖形化的管理和監(jiān)控界面，讓用戶(hù)可以直觀地管理和監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況，包括圖形化的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)備監(jiān)控界面，歷史數(shù)據(jù)和即時(shí)數(shù)據(jù)趨勢(shì)顯示。

2、可靠性：

設(shè)計(jì)上充分體現(xiàn)了分散控制、集中管理的特點(diǎn)。保證每個(gè)分站系統(tǒng)都能獨(dú)立控制，同時(shí)在中央工作站上又能做到集中管理，使得整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完善、性能可靠。

系統(tǒng)當(dāng)中的各級(jí)別設(shè)備都可獨(dú)立完成操作，即在同一時(shí)刻組成不同級(jí)別的集散系統(tǒng)（或不同級(jí)別的結(jié)構(gòu)組織形式），使用界面非常方便，同時(shí)使系統(tǒng)可靠性大為增加。

3、先進(jìn)性：

優(yōu)越的遠(yuǎn)程通訊功能，能夠使不同樓宇間的控制系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)組成一個(gè)群集系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性和兼容性，確保了它和先進(jìn)通訊技術(shù)結(jié)合的能力，并且保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)的延續(xù)性。

4、經(jīng)濟(jì)性：

結(jié)構(gòu)形式為模塊式，控制方式極其靈活，控制層的維護(hù)和擴(kuò)展極為方便。使得樓宇自控系統(tǒng)可以很方便地?cái)U(kuò)展，節(jié)省初期投資，系統(tǒng)各部分可分別隨調(diào)試完成投入使用。系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足您在物業(yè)管理上節(jié)省費(fèi)用的要求，投入有效的費(fèi)用即能保證辦公區(qū)域的舒適和安全。

5、可擴(kuò)展性：

模塊化的配置，便于系統(tǒng)擴(kuò)展，集先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)、可靠、易維護(hù)為一體。

八、推廣前景

此功能符合樓宇自動(dòng)化發(fā)展的方向，增加了大廈和小區(qū)配電電源的安全運(yùn)行的可靠性。整體設(shè)計(jì)符合目前國(guó)內(nèi)樓宇自動(dòng)化水平的要求，由于此功能可以和樓宇其它監(jiān)控集成在一起，組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少了安全隱患，又節(jié)約成本，將會(huì)受到廣大用戶(hù)的歡迎。