開灤信控供電系統(tǒng)監(jiān)控平臺的設計與實現(xiàn)

李小良

（開灤集團信息與控制中心，河北 唐山 063018）

隨著開灤集團公司的信息化和自動化程度的日益提高，兩化融合的快速發(fā)展，信控中心二層通信專網(wǎng)、三層計算機網(wǎng)絡、軟件平臺等信息化、自動化設備與日俱增，其供電系統(tǒng)的可靠性、安全性、穩(wěn)定性、連續(xù)性等各方面的性能越來越受到關注和重視。一旦機房供電系統(tǒng)設備出現(xiàn)故障，就會嚴重影響計算機網(wǎng)絡、軟件平臺、通信專網(wǎng)等系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

隨著計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、現(xiàn)代低壓監(jiān)控技術的日趨完善，實現(xiàn)供電系統(tǒng)監(jiān)測、控制的智能化、網(wǎng)絡化已成為今后發(fā)展的必然趨勢。根據(jù)開灤集團公司對礦井信息化、自動化規(guī)劃發(fā)展需求，為保證開灤集團計算機網(wǎng)絡、軟件平臺、通信專網(wǎng)等設備的安全穩(wěn)定運行，保證供電可靠性，提高供電品質(zhì)，本文設計并開發(fā)了開灤信控供電系統(tǒng)監(jiān)控平臺。

1 整體設計思路

開灤信控供電系統(tǒng)監(jiān)控平臺的主要目的是實現(xiàn)對電力機房低壓配電設備、UPS設備、通信整流電源、空調(diào)、蓄電池等設備實時數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字通信、控制、設備維護及綜合信息的管理功能。

平臺基于B／S和C／S架構設計開發(fā)，提供實時WEB服務，以現(xiàn)代化控制理論為基礎，將在線監(jiān)控技術、傳感器技術、數(shù)字處理技術、無線通信技術、計算機管理技術有機的融為一體，通過安裝在供電設備上的多種傳感器和現(xiàn)場監(jiān)測裝置，在線監(jiān)視、監(jiān)測、監(jiān)控各供電設備的運行狀態(tài)及設備周圍的環(huán)境狀況。

平臺實現(xiàn)對機房供電設備、環(huán)境進行24h，全年365天不間斷實時監(jiān)控。當供電設備的運行狀態(tài)、設備環(huán)境發(fā)生異常時，平臺及時偵測故障和報警，向調(diào)度指揮中心發(fā)送監(jiān)測信息和報警信息，并能通過屏幕報警、電話語音、手機短信等多種報警方式通知相關技術人員處理；具有實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)、預期故障發(fā)生、迅速排除故障、記錄和處理相關數(shù)據(jù)、進行綜合管理等多重功能。

監(jiān)控平臺能達到以下技術要求:

（1）能形成涵蓋本地網(wǎng)規(guī)模的多級監(jiān)控網(wǎng)，系統(tǒng)具備較強的擴容能力。

（2）達到實時的響應時間，并實現(xiàn)系統(tǒng)性能與系統(tǒng)規(guī)模的無關性。

（3）能解決動力機房施工方面的各種技術要求。

（4）能將各機房及各種設備重要參數(shù)集中在一個中文人機界面。

（5）能將各種傳統(tǒng)設備及智能型設備完整納入多級監(jiān)控網(wǎng)，必須能完整地將電池組的監(jiān)控與管理納入監(jiān)控系統(tǒng)。

（6）具備在線擴容、設置更新的能力。

（7）具備能實現(xiàn)無人或少人值守的能力。

2 平臺監(jiān)控項目

開灤信控供電系統(tǒng)平臺監(jiān)控項目如下:

（1）交流配電監(jiān)控

監(jiān)測交流配電柜的主回路和各分回路的各種參數(shù)如電壓、電流、頻率、有功功率、功率因數(shù)、無功功率、視在功率、有功電度、無功電度等；通過增加開關量采集模塊監(jiān)視各級開關的開關狀態(tài)；增加控制模組可實現(xiàn)遠程遙控配電柜分合閘控制；顯示和記錄各種參數(shù)的變化曲線，記錄所有干擾或故障的細節(jié)和波形，并對各種報警狀態(tài)進行記錄和報警處理，提供一個完整的供電質(zhì)量診斷。

（2）UPS電源監(jiān)控

監(jiān)測參數(shù)包括輸入輸出電壓、電流、頻率、功率、蓄電池組的電壓、后備時間、溫度等；狀態(tài)包括整流器、逆變器、電池、旁路、負載等部件的狀態(tài)；顯示和記錄各種參數(shù)的變化曲線，并對各種報警狀態(tài)進行記錄和報警處理。

（3）蓄電池監(jiān)控

監(jiān)測內(nèi)容包括蓄電池組（多種規(guī)格2V、6V、12V）的單體電池電壓、總電壓、總電流、溫度，可輸出電壓、電流充放電曲線。

（4）整流電源監(jiān)控

實時監(jiān)控機房整流電源各部件運行參數(shù)、狀態(tài)及報警信息，交流輸入電壓，交、直流輸出電壓，總負載電流，每個整流模塊輸出電流，主、分路電流，蓄電池充、放電電流，每個整流模塊工作狀態(tài)（開／關機，均／浮充／測試，限流／不限流，故障／正常），直流輸出電壓過壓／欠壓，蓄電池熔絲狀態(tài)，主、分路熔絲／開關故障。

（5）精密空調(diào)監(jiān)測

實時監(jiān)測精密空調(diào)的回風溫度、回風濕度、冷凍水進出溫度、流量、冷卻水進出溫度及冷凍機、冷凍水泵、冷卻水泵工作電流等參數(shù)；監(jiān)測工作狀態(tài)包括壓縮機狀態(tài)、風機狀態(tài)、加熱器狀態(tài)、抽濕器狀態(tài)，水冷式空調(diào)還可監(jiān)測到冷卻水塔的補水池液面狀態(tài)、冷卻水塔風扇狀態(tài)、冷卻水閥門狀態(tài)等各種工作狀態(tài)；顯示和記錄各種參數(shù)變化曲線，并對各種報警狀態(tài)進行實時的記錄和報警處理。

（6）環(huán)境監(jiān)測

溫濕度監(jiān)測，采用溫濕度傳感器，以直觀的畫面實時記錄和顯示機房各區(qū)域的溫濕度數(shù)據(jù)及變化曲線，以及越界報警信息處理。

漏水監(jiān)測，采用水浸傳感器，以直觀的畫面實時記錄和顯示機房空調(diào)區(qū)域的漏水報警狀態(tài)。

煙感監(jiān)測，采用紅外煙感傳感器，以直觀的畫面實時記錄和顯示機房區(qū)域內(nèi)的火災報警狀態(tài)。

3 監(jiān)測監(jiān)控指標

開灤信控供電系統(tǒng)平臺監(jiān)測監(jiān)控指標如下:

（1）測量精度

電量傳感器（變送器）的平均精度為0.25%，優(yōu)于0.5%；直流電壓精度優(yōu)于0.25%，其他模擬量優(yōu)于2%。單體電池電壓誤差小于3mV，總電壓誤差小于50mV。系統(tǒng)所有開關量的準確率為100%。

（2）響應時間

在設備發(fā)生故障時，從告警發(fā)生到值守監(jiān)控中心的時間間隔在3～5s，非智能型設備故障告警DI量反應時間為1～2s，智能型設備最大故障間隔時間為15s（其中包括智能型設備自行數(shù)據(jù)處理反應時間）。非智能型設備的數(shù)據(jù)響應時間小于3s，命令執(zhí)行響應時間小于2s。智能型設備數(shù)據(jù)響應時間小于5s，命令執(zhí)行響應時間小于10s（包括智能型設備本身的處理響應時間）。在各級中心調(diào)閱曲線約3～4s的刷新率。

（3）告警準確率

系統(tǒng)故障告警準確率為100%，沒有誤告。發(fā)生連續(xù)告警時，具有多事件多地點同時告警功能。在系統(tǒng)畫面告警顯示欄，依據(jù)告警的先后、等級，將告警逐條顯示，無漏告。

（4）可靠性

能夠365天×24小時不間斷地連續(xù)工作，平均無故障時間（MTTF）不小于2萬小時，平均修復時間（MTTR）小于0.5小時。

（5）安全性

系統(tǒng)應有完善的安全防范措施，對所有操作人員按其工作性質(zhì)分配不同的權限，并有完善的密碼管理功能，以保證系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全。

4 結(jié)束語

本文設計并開發(fā)的開灤信控供電系統(tǒng)監(jiān)控平臺能夠?qū)崿F(xiàn)對電力機房低壓配電設備、UPS設備、通信整流電源、空調(diào)、蓄電池等設備實時數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字通信、控制、設備維護及綜合信息的管理功能；保證供電系統(tǒng)工作的連續(xù)性以及優(yōu)化電氣設備的運行，減輕了供電維護人員負擔，提高設備的效率，減少生產(chǎn)成本，優(yōu)化運營成本，減少維修成本；平臺提供開放式標準接口，根據(jù)業(yè)務需求可接入到集團公司信息化、自動化綜合管理平臺，實現(xiàn)統(tǒng)一管控。

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