摘要：電力大樓電氣監(jiān)控自動化系統(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RS232、RS485和TCP/IP協(xié)議等協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)分散數(shù)據(jù)檢測，集中數(shù)據(jù)監(jiān)測、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。由于辦公大樓配電室、配電箱、控制開關(guān)、空調(diào)等分布較散，很難及時、有效的了解各配電設(shè)備的安全運行狀態(tài)；電梯電源離值班室較遠(yuǎn)，值班員很難實時了解電梯電源狀態(tài)；大樓安全監(jiān)控點、消防監(jiān)控點只有組成網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn)集中管理。為了實現(xiàn)電力大樓的高效、智能化管理，開發(fā)了這套電力大樓電氣監(jiān)控自動化系統(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個配電柜向各樓層墻壁配電箱提供電源，每個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路饋出開關(guān)。
三、工作原理
電力大樓電氣監(jiān)控自動化系統(tǒng)是一個分布控制概念的集散系統(tǒng)。它采用三個層次、獨立模塊的結(jié)構(gòu)形式。電氣測控單元把現(xiàn)場采集的各條回路的電氣狀態(tài)量及重要支路的實時數(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，完成人機對話，它對各監(jiān)控單元傳輸來的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，動態(tài)顯示各個區(qū)域、實時運行信息，超限報警。中央電腦具備運行信息數(shù)據(jù)庫，存儲半年以上的監(jiān)視、運行報告。
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)。
電氣測控單元：主要進(jìn)行現(xiàn)場數(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，可以完成測量、校準(zhǔn)、設(shè)定、遙測、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合下的測量、計量以及遠(yuǎn)程集中抄表、監(jiān)控管理。性能優(yōu)異、價格低廉，可有效的降低用戶使用成本。
規(guī)格：
- 被測路數(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）
- 被測參數(shù)：電流電壓的真有效值、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、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，可通過外加電壓互感器及設(shè)定電壓變比測量較高電壓
- 電流量程：基本量程0～5A，可通過外加電流互感器及設(shè)電流變比測量較大電流
- 信號處理：16位A/D轉(zhuǎn)換，6通道，每通道均以4KHz速率同步交流采樣，模塊實時數(shù)據(jù)為1秒的真有效值（每秒刷新1次）
- 過載能力：1.4倍量程輸入可正確測量；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；各相無功功率Qa、Qb、Qc；正向有功電度、反向有功電度、正向無功電度、反向無功電度等電參數(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：電流、電壓0.2級，其他0.5級
- 參數(shù)設(shè)定：模塊地址、通訊速率、電壓電流變比可通過通訊接口設(shè)定
- 供電電源：+10V～+30VDC或220VAC
- 帶有上下限報警、缺相報警、過載報警、過壓報警、欠壓報警
- 內(nèi)置實時鐘，提供年、月、日、時、分、秒信息，配備鋰電池，確保時鐘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)實現(xiàn)智能化集中監(jiān)視和控制。通過遙控的方式，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，能夠從人機界面上進(jìn)行及時和準(zhǔn)確的反應(yīng)出來。
3、報警管理
A) 報警信息：
所有報警顯示有關(guān)報警監(jiān)控點的詳細(xì)資料，包括發(fā)生的名稱及時間。
B) 報警級別：
根據(jù)嚴(yán)重性最少分為三級，以便更有效及快速處理嚴(yán)重的報警。用戶可以為不同的報警自行決定嚴(yán)重性的級別。
C) 報警輸出：
（1）、聲音報警，當(dāng)有報警出現(xiàn)時，自動發(fā)出音樂報警；
（2）、圖像報警，當(dāng)有報警出現(xiàn)時，自動彈出報警信息畫面；
（3）、短信輸出，當(dāng)有報警出現(xiàn)時，通過短信形式自動發(fā)送到指定的手機上；
根據(jù)現(xiàn)場發(fā)出的報警信號，監(jiān)控中心進(jìn)行故障診斷和故障分析，發(fā)出聲光報警，為運行人員提供故障診斷依據(jù)；
4、安全管理
設(shè)置多用戶、多級別的操作權(quán)限，只有操作人員輸入正確的管理員名字和密碼，才能對控制設(shè)備進(jìn)行操作，保證系統(tǒng)的安全運行。
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，管理人員在客戶端只需安裝標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器，就可以實現(xiàn)對整個建筑物（群）的監(jiān)控和管理。
6、檔案管理
系統(tǒng)可自動對每一次調(diào)控操作進(jìn)行存檔，對以往的故障數(shù)據(jù)和重要數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行管理，以備隨時查詢，進(jìn)行故障分析。每個CPU擁有下列記錄累積：運行累積、模擬量及脈沖累積記錄、發(fā)生事項的累積記錄，若記錄累積超過用戶所定下的限額，系統(tǒng)將自動把用戶指定的警告信息釋放出來。
7、報表輸出
可根據(jù)用戶的需要輸出各種形式的報表。
七、系統(tǒng)特點：
1、直觀性：
采用圖形化的管理和監(jiān)控界面，讓用戶可以直觀地管理和監(jiān)視設(shè)備的運行狀況，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)和即時數(shù)據(jù)趨勢顯示。
2、可靠性：
設(shè)計上充分體現(xiàn)了分散控制、集中管理的特點。保證每個分站系統(tǒng)都能獨立控制，同時在中央工作站上又能做到集中管理，使得整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完善、性能可靠。
系統(tǒng)當(dāng)中的各級別設(shè)備都可獨立完成操作，即在同一時刻組成不同級別的集散系統(tǒng)（或不同級別的結(jié)構(gòu)組織形式），使用界面非常方便，同時使系統(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)系起來組成一個群集系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的開放性和兼容性，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)可以很方便地擴(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)能夠滿足您在物業(yè)管理上節(jié)省費用的要求，投入有效的費用即能保證辦公區(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化發(fā)展的方向，增加了大廈和小區(qū)配電電源的安全運行的可靠性。整體設(shè)計符合目前國內(nèi)樓宇自動化水平的要求，由于此功能可以和樓宇其它監(jiān)控集成在一起，組成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)運行的可靠性，減少了安全隱患，又節(jié)約成本，將會受到廣大用戶的歡迎。
