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安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋
摘要:本文介紹基于Acrel-3000電力監(jiān)控軟件和電力監(jiān)控儀表,設(shè)計并實現(xiàn)了一套分散式采集和集中控制管理的自動化報警系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)化及時性報警,避免因停電造成醫(yī)療事故,提高了供電質(zhì)量和管理水平,具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控軟件;四遙單元;及時性報警;應(yīng)用
0 概述
當(dāng)前,國內(nèi)很多建筑配電仍普遍采用箱式變電站配以低壓電纜分接箱實現(xiàn)分散供電,給整個系統(tǒng)的運行管理帶來了很多的不便,計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)日趨成熟,配電系統(tǒng)測量、控制等功能的智能化、網(wǎng)絡(luò)化已是發(fā)展的必然趨勢,配電系統(tǒng)運行中的各種問題可以通過微機(jī)解決。
智能化配電系統(tǒng)由開關(guān)配以具有通信功能的智能化元件經(jīng)數(shù)字通信與計算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接,實現(xiàn)對分散分布的低壓電纜分接箱內(nèi)開關(guān)設(shè)備運行的自動化管理。系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信與程序控制及設(shè)備維護(hù)信息管理等功能。
本文以哈醫(yī)大一院電力監(jiān)控系統(tǒng)為例子,簡單介紹以下變電站的智能化管理。
1 系統(tǒng)分析
哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院始建于1949年,是集醫(yī)療、教學(xué)、科研為一體的大型綜合性三級甲等醫(yī)院。作為黑龍江全省較大的醫(yī)療中心,醫(yī)療??圃O(shè)置齊全,技術(shù)力量雄厚。醫(yī)院設(shè)有門診部、住院處、急診急救中心、遠(yuǎn)程會診中心等業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu),共有87個臨床科室,24個醫(yī)技科室,擁有開放床位3,524張。2009年門、急診量達(dá)164萬人次,出院人數(shù)11.8萬人次,手術(shù)量近5.8萬例次。醫(yī)院同時承擔(dān)著副省級以上領(lǐng)導(dǎo)及重要外賓的保健、診療任務(wù)。
哈醫(yī)大一院電力監(jiān)控系統(tǒng)項目是2010年7月份開始的項目,旨在通過該系統(tǒng)實現(xiàn)哈醫(yī)大一院的故障報警檢測,實現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)化及時性,避免因停電造成醫(yī)療事故。
項目啟動前買方需提供配電系統(tǒng)一次系統(tǒng)圖、平面圖、二次系統(tǒng)圖等,以供賣方設(shè)計參考。賣方按照買方的實際需求和智能元器件的功能,完成系統(tǒng)的設(shè)計,主要功能為:一次主接線圖界面顯示;電參量遙測;事件記錄,系統(tǒng)運行異常監(jiān)測;故障報警及操作記錄;電能報表查詢與打??;系統(tǒng)負(fù)荷等主要功能,實際細(xì)化功能賣方可以根據(jù)買方的使用習(xí)慣和需求做可行性修改。
整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu),監(jiān)控主機(jī)位于報告廳和外科樓的地下一層的動力中心中。該項目實現(xiàn)了哈醫(yī)大一院2個樓內(nèi)遠(yuǎn)程精細(xì)化及時性報警。設(shè)計方案為2個樓內(nèi)的2個配電室,儀表數(shù)據(jù)通過485接口,MODBUS通訊協(xié)議經(jīng)數(shù)據(jù)采集器輸送到值班室主機(jī)。
2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)采用分層分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。
現(xiàn)場設(shè)備為:PZ系列多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表和ARTU四遙單元。這些裝置分別對應(yīng)安裝在電氣柜內(nèi),經(jīng)RS485通訊接口,通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時遠(yuǎn)傳至站控管理層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控管理層設(shè)備為:高性能工業(yè)計算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。
以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信,數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾的能力增強(qiáng),總線上允許連接多達(dá)32個設(shè)備,傳輸距離為1.2km。
3 Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件解決方案
Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟件,特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成,它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法,只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”,便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能,比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,所有應(yīng)用(例如趨勢曲線、報警等)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)*相同,通過“組態(tài)”的方式可以縮短自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間,提高集成效率。
該系統(tǒng)實施后,實現(xiàn)了各類用電設(shè)備的一次系統(tǒng)圖顯示,進(jìn)線回路電能報表、以及進(jìn)線回路的負(fù)荷用電趨勢、所有回路的分合閘斷電報警、圖表分別見圖1、2、3、4。
圖1系統(tǒng)一次圖
系統(tǒng)一次圖:直觀地顯示低壓系統(tǒng)各回路的狀況,在斷電或分合閘時一次圖上綠色刀閘會自動變?yōu)榧t色而且會有提示框彈出并伴隨聲音報警。
圖2 實時電參量
實時電參量:低壓各回路三相電流、電壓、功率、頻率、電能數(shù)據(jù)等查詢、打印及導(dǎo)出。
圖3報警查詢
分合閘報警信息:各重要回路分合閘遙信報警,實時報警及歷史報警查詢。
圖4 彈出式提示框
彈出式提示框:彈出式提示框可顯示回路名稱,故障報警原因。
系統(tǒng)特點
通訊線接點少,畫面顯示直觀,數(shù)據(jù)刷新快,及時反應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況,同時系統(tǒng)操作簡單,方便用戶使用,各種功能可根據(jù)用戶的需求靈活變化,系統(tǒng)的設(shè)計快捷方便,修改軟件也不繁瑣。
4 結(jié)束語
在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表,具有實施簡明,投資少等顯著優(yōu)點,可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài),對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作,系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析,便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況,制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計劃,減少工作人員,提高效率。同時,根據(jù)建立的電能計量體系,可以了解、分析建筑總體能耗,提出降耗計劃,采取節(jié)能降耗措施,逐步提高用電效率。