智能電量變送器和繼電器在樓宇電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

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，通過RS232、RS485和TCP/IP協(xié)議等協(xié)議組成網(wǎng)絡實現(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)。

一、前言

隨著通訊技術和控制技術的發(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、空調(diào)等分布較散，很難及時、有效的了解各配電設備的安全運行狀態(tài)；電梯電源離值班室較遠，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路進線和16路出線；新樓墻壁配電箱包括1路進線和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路進線和1組高壓母聯(lián)；低壓室包括2路低壓進線和1組低壓母聯(lián)及54路饋出開關。

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、獨立模塊的結構形式。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。

電氣測控單元：主要進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和控制。

四、智能模塊

1、 EDA9033A 電量采集模塊

“EDA9033A智能電量變送器”是一款性能優(yōu)異、價格低廉的綜合電參數(shù)測量模塊，單一模塊可進行三相三線制或三相四線制電路中的電壓、電流、有功功率的真有效值和功率因數(shù)、無功功率、電度數(shù)，并輸出數(shù)字信號，兼容RS485或RS232接口，有效的降低用戶使用成本。

● 通訊速率：1200、2400、4800、9600、19.2K

● 電壓量程（相電壓）：10V、20V、50V、75V、100V、150V、200V、250V、300V、400V、 500V可選。

● 電流量程：1A、2A、3A、5A、10A、20A可選

● 通訊協(xié)議：雙協(xié)議，一模塊同時具有ASCII碼格式和十六進制格式雙協(xié)議

● 輸入信號每通道采樣速率：4KHZ，交流采樣。

● 輸入響應時間（模塊內(nèi)數(shù)據(jù)更新率）：250ms，同步測量。

● 隔離電壓：1000V　DC

● 精度等級：電流、電壓0.2級，其它0.5級。

2、EDA9060開關量模塊（4路輸入4路輸出）

●開關量輸入： 4路輸入，無源空觸點輸入，或邏輯電平輸入； 輸入信號與電源地隔離，隔離電壓1000VDC。邏輯電平0：0～+0.5V或

短接，邏輯電平1：+3V～+30V或開路。

●開關量輸出： 4路繼電器輸出，兩組常開2觸點，兩組常開常閉3觸點。輸出觸點容量為8A 125VAC（5A 250VAC 5A 30VDC）。

●通訊接口：

接口：RS-485接口, 二線制 , ±15KV ESD保護。

協(xié)議： 雙協(xié)議，ACSII碼格式與LC-02十六進制格式。

速率：1200、2400、4800、9600、19200 Bps , 可軟件設定。

模塊地址：00～FF 可軟件設定。

●模塊電源：+8 ～ 30V DC *最大功耗：〈1.5W，典型功耗<0.3W（繼電器輸出為分狀態(tài)）

●工作環(huán)境：工作溫度：-20℃～70℃; 存儲溫度：-40℃～85℃;

相對濕度：-5%～95%不結露。

五、結構組成

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行及時和準確的反應出來。

3、報警管理

A) 報警信息：

所有報警顯示有關報警監(jiān)控點的詳細資料，包括發(fā)生的名稱及時間。

B) 報警級別：

根據(jù)嚴重性最少分為三級，以便更有效及快速處理嚴重的報警。用戶可以為不同的報警自行決定嚴重性的級別。

C) 報警輸出：

（1）、聲音報警，當有報警出現(xiàn)時，自動發(fā)出音樂報警；

（2）、圖像報警，當有報警出現(xiàn)時，自動彈出報警信息畫面；

（3）、短信輸出，當有報警出現(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

設置多用戶、多級別的操作權限，只有操作人員輸入正確的管理員名字和密碼，才能對控制設備進行操作，保證系統(tǒng)的安全運行。

5、網(wǎng)絡瀏覽

以主操作站作為基礎，將各操作站通過以太網(wǎng)連在一起，構成更大的網(wǎng)絡系統(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準瀏覽器，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)容進行管理，以備隨時查詢，進行故障分析。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)視設備的運行狀況，包括圖形化的系統(tǒng)網(wǎng)絡結構，設備監(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)的結構完善、性能可靠。

系統(tǒng)當中的各級別設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)（或不同級別的結構組織形式），使用界面非常方便，同時使系統(tǒng)可靠性大為增加。

3、先進性：

優(yōu)越的遠程通訊功能，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)絡結構的開放性和兼容性，確保了它和先進通訊技術結合的能力，并且保證系統(tǒng)結構在產(chǎn)品更新?lián)Q代時的延續(xù)性。

4、經(jīng)濟性：

結構形式為模塊式，控制方式極其靈活，控制層的維護和擴展極為方便。使得樓宇自控系統(tǒng)可以很方便地擴展，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、可擴展性：

模塊化的配置，便于系統(tǒng)擴展，集先進、標準、可靠、易維護為一體。

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。