中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制原理研究

姚圣武

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院 南京工程分院，江蘇 南京 210000）

1 中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制原理

中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制系統(tǒng)主要用于中心配電房系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)中心配電房環(huán)境數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)查詢，對(duì)配電房環(huán)境實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)手動(dòng)或自動(dòng)控制[1-2]。結(jié)合目前互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，對(duì)中心配電房中的電壓電流、PM2.5、環(huán)境溫濕度及設(shè)備溫度等機(jī)械實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)預(yù)防配電房中的水災(zāi)、火災(zāi)等情況發(fā)生。中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)主機(jī)、控制模量、電參數(shù)模塊、傳感模塊以及門禁模塊，各模塊之間通過RS485 通信接口連接，其系統(tǒng)框架如圖1 所示。

圖1 中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制系統(tǒng)框架圖

系統(tǒng)通過對(duì)中心配電房的監(jiān)控，判斷中心配電房之間內(nèi)部環(huán)境與外部條件情況，從而根據(jù)實(shí)際情況制定不同監(jiān)控策略，對(duì)空調(diào)機(jī)、除塵機(jī)、電動(dòng)窗開關(guān)及除濕機(jī)等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。中心配電房采用門禁模式，工作人員通過IC 刷卡或遠(yuǎn)程控制進(jìn)入中心配電室，并隨時(shí)對(duì)配電室中各個(gè)配電房門開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，確保設(shè)備安全性。

1.1 系統(tǒng)主機(jī)原理

系統(tǒng)主機(jī)作為中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制系統(tǒng)的核心部分，主要負(fù)責(zé)攝像拍照、輔助輸入輸出、鍵盤顯示及RS485 通信聯(lián)動(dòng)等功能實(shí)現(xiàn)[3]。根據(jù)目前中心配電房的管理現(xiàn)狀，結(jié)合智能環(huán)境感應(yīng)控制技術(shù)，系統(tǒng)主機(jī)以RS485 連接控制模塊、門禁模塊、電參數(shù)模塊及傳感輸入模塊等，系統(tǒng)主機(jī)通過模塊之間的連接，實(shí)現(xiàn)子模塊之間發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過鍵盤實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)IP 地址、變比、端口號(hào)及心跳包等參數(shù)的設(shè)置。同時(shí)，系統(tǒng)主機(jī)的攝像拍照能夠?qū)崿F(xiàn)配電房圖像或開鎖人員人像的鎖定。系統(tǒng)主機(jī)控制整體系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)中心配電房中的設(shè)置自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化，且有效收集整理設(shè)備數(shù)據(jù)。研究中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制原理，能夠有效掌握中心配電房環(huán)境與控制數(shù)據(jù)。處理配電房中環(huán)境異常情況，減少配電房停電事故的發(fā)生率，為整體控制工作提供技術(shù)支持與決策數(shù)據(jù)。

1.2 電參數(shù)控制原理

中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制原理中的電參數(shù)控制模塊，主要控制軟件部分，采用專用開發(fā)平臺(tái)LabVIEW進(jìn)行開發(fā)。LabVIEW 作為流程圖形化編程方式，與傳統(tǒng)語言相比更加易于了解，且編程操作更加簡(jiǎn)單。電參數(shù)控制模塊針對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，且對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析后，將數(shù)據(jù)供用戶直接應(yīng)用，免去繁瑣的編程。LabVIEW 能夠在很大程度上縮短模塊開發(fā)時(shí)間，有效提高系統(tǒng)水平與系統(tǒng)集成化。電參數(shù)控制模塊的數(shù)據(jù)采集卡提供完整LabVIEW 采集卡驅(qū)動(dòng)程序，用戶直接在LabVIEW 對(duì)各設(shè)備電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。電參數(shù)采集控制模塊中，PLC 與RS232 進(jìn)行串行通信相連，在不增加其他硬件的情況下，更加方便地實(shí)現(xiàn)PLC 與系統(tǒng)硬件的連接。電參數(shù)模塊主要用于對(duì)中心配電房各設(shè)備電流與電壓的監(jiān)測(cè)，當(dāng)其電流與電壓超出設(shè)置額定值時(shí)，即發(fā)生報(bào)警，如圖2 所示。

圖2 電參數(shù)控制模塊示意圖

電參數(shù)模塊對(duì)電流與電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止設(shè)備電路發(fā)生故障。對(duì)電參數(shù)模塊的合理設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整體控制系統(tǒng)環(huán)境的改善，對(duì)保護(hù)中心配電房起到關(guān)鍵作用。

1.3 中心配電房環(huán)境感應(yīng)原理

中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制終端主要是安裝在配電房低壓室、配變室以及配電房高壓室等實(shí)現(xiàn)參數(shù)控制的裝置。將GSM/GPRS 通信系統(tǒng)安裝于自動(dòng)化控制系統(tǒng)與中心配電房集成控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)配電房控制與環(huán)境感應(yīng)、對(duì)配電房環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過傳感器對(duì)中心配電房中的設(shè)備溫度、環(huán)境濕度、水浸及環(huán)境溫濕度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果傳輸?shù)街鳈C(jī)。通過電參數(shù)模塊將監(jiān)測(cè)到電壓與電流數(shù)據(jù)結(jié)果反饋給系統(tǒng)主機(jī)，由系統(tǒng)主機(jī)將實(shí)時(shí)結(jié)果反饋給控制終端，工作人員通過對(duì)終端發(fā)送控制指令，通過數(shù)據(jù)輸出對(duì)中心配電房?jī)?nèi)的各設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。中心配電房中一般含有排氣機(jī)、電動(dòng)窗、空調(diào)、除塵機(jī)及除濕機(jī)等多種設(shè)備，利用輸出控制模塊實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的開啟或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)中心配電房?jī)?nèi)濕度、溫度、煙霧及含塵量等多種條件的控制，預(yù)防水災(zāi)、火災(zāi)的發(fā)生。

2 傳感輸入模塊

傳感輸入模塊是整個(gè)系統(tǒng)中整體控制的中心模塊，主要包括水浸傳感器、煙霧傳感器、灰塵顆粒傳感器、溫濕度傳感器以及溫度傳感器等各類傳感器，主要用于確定中心配電房是否進(jìn)水、火災(zāi)監(jiān)測(cè)、PM2.5 值監(jiān)測(cè)、環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)以及設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)。傳感輸入模塊結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

傳感輸入模塊主要用于對(duì)中心配電房環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)主機(jī)。系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)控制模塊進(jìn)行排險(xiǎn)，通過GPRS 將數(shù)據(jù)傳入到服務(wù)中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)中心配電房設(shè)備溫度、PM2.5 值以及環(huán)境濕度等的實(shí)時(shí)控制。

圖3 傳感輸入模塊結(jié)構(gòu)

3 門禁模塊

考慮到中心配電房環(huán)境控制的安全性，對(duì)門禁模塊進(jìn)行分析。門禁模塊主要包括IC 刷卡系統(tǒng)，主要采用電磁鎖，從而實(shí)現(xiàn)中心配電房各門禁的開啟與關(guān)閉，并對(duì)門禁狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。門禁模塊結(jié)構(gòu)模式如圖4所示。

圖4 門禁模塊結(jié)構(gòu)模式

門禁模塊控制下，工作人員開啟門禁需要進(jìn)行刷卡，刷卡時(shí)將對(duì)門禁卡中人員代碼等相關(guān)信息上傳至系統(tǒng)。除刷卡外，通過串口通信發(fā)送數(shù)據(jù)868605100D0**024，即可實(shí)現(xiàn)門禁遠(yuǎn)程開啟。通過串口通信發(fā)送數(shù)據(jù)868605100D0**0024，即可實(shí)現(xiàn)門禁開啟或關(guān)閉狀態(tài)的查詢。相對(duì)于其他系統(tǒng)模塊，門禁模塊較為復(fù)雜，因此多采用模塊化與結(jié)構(gòu)化的編程方法，并將大部分任務(wù)轉(zhuǎn)移到硬件電路完成，充分發(fā)揮單片機(jī)的控制功能，讓系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行更加便捷。

4 結(jié) 論

針對(duì)目前配電房環(huán)境感應(yīng)控制裝置無法聯(lián)網(wǎng)、管理效果較差等問題，對(duì)中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制原理進(jìn)行研究，從而為提高中心配電房環(huán)境感應(yīng)控制管理水平提供可靠依據(jù)。