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力控eForceCon在综合管廊监控系统的应用案例
系统概况
本工程范围为昆玉综合管廊监控中心综合监控平台软件系统建设,涵盖所需相关软件产品供货、部署及相关功能开发,并按照设计和合同要求实现在建设好的管廊监控中心平台上实现管廊系统内相关子系统的数据采集、存储和监视控制等功能。
综合监控平台建设本着“先进、可靠、实用、经济”的原则,平台建成后满足综合管廊运行管理需求,平台建设遵循国家或设计标准。昆玉管廊总长约4.1公里,分布在三条道路下 ,并相互连接。其中,玉山大道段包含2个人员出入口,长约1143米;玉枣大道段包含1个人员出入口,长约1450米;通达南路段包含1个人员出入口,长约1344米。
系统设计
本项目综合监控综合平台系统以智慧管廊为定位,以管廊监控、运行、维护的集约化管理为手段。预留智慧管廊的软件扩容接口,为管线入廊后实施智慧管廊预留接口。综合监控综合平台充分考虑全生命周期施工、运行、维护的需要,建立完善的信息系统,综合运用信息化、物联网、地理信息、无线通讯等技术,体现管廊的先进性。本次项目为综合监控平台建设,实现环境监测、火灾报警监控、设备监控等基础功能。
昆玉管廊区段综合监控系统分为四个子系统,分别为:
1.通讯系统
2.设备及环境监控系统
3.视频监控该系统
4.火灾自动报警系统
各系统有机结合、合理设置,从而实现综合管廊各项监控功能。
系统架构

依据综合管廊实施范围,并结合管理部门的运行管理需求,综合管廊监控系统构架分为昆玉市管廊临时监控中心——管廊现场监控系统二层。

系统建立基于物联网的管控一体化的统一平台系统,从数据采集、通信网络、系统架构、智能联动和综合数据服务等方面的设计,解决了管廊监控与报警建设中存在着内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题,大大提高了系统运行的可靠性和可管理性,提升了管廊基础设施、环境和设备的恢复效率,进而实现了监控中心应用“一个统一管控平台,光纤和以太网络”即能对管廊内部各附属设施及环境与设备的远程管理与联动控制。

主要系统节点说明如下:

调度中心管理系统

在中心系统的建设中,可构建实时服务器、历史服务器、报警服务器等分布式管理服务器可方便的进行系统扩展。

1. 实时服务器
实时数据服务器由eForceCon 6.0产品构建,主要为系统提供实时数据管理支撑,负责处理、存储、管理从管廊和RTU采集传送来的实时数据,并为网络中的其它服务器和工作站提供实时数据。实时数据服务器中运行通信管理软件,完成与各管廊及RTU的通信连接、协议转换、网络管理等任务。分布式的服务器节点之间可通过远程数据源进行信息交互从而实现系统资源的负载均衡。
2. 历史服务器
历史数据服务器由pSpace7.0产品历史库构建,主要完成历史数据的存储、管理,并为网络中的其它服务器和工作站提供历史数据服务。系统支持断线缓存,能自动恢复通信中断期间的数据。
3. WEB服务器
Web服务器由eForceCon V6.0产品的Web工具实现,是实时监控系统与管理应用系统之间的衔接服务器。Web服务器保证生产数据都在 B/S 结构的统一平台下进行监控,包括管廊分区出入口、温湿度含氧量、风机风阀、液位水泵等的监控信息以及视频监控信息都可在统一平台上进行监视。
4. 操作员工作站
操作员工作站是调度、操作人员与调度中心计算机监控系统的人机界面(HMI),由eForceCon V6.0产品的CS客户端充当,它在调度中心计算机监控系统中作为客户端,操作员通过它可详细了解管网的运行状况并下达命令,它们通过局域网与服务器互联并交换信息。
5. 工程师工作站
工程师工作站是系统工程师的操作平台,由eForceCon V6.0产品开发版构建。工程师可通过它对计算机监控系统的数据库等进行维护和管理;通过远程部署工具对整个系统应用程序、工程进行远程更新、修改、管理各服务器的运行程序;同时还可以对系统进行二次开发,实现更多的功能。
1、 管廊全网实时监测

搭建统一的综合信息平台,采集汇总环境和设备监控子系统、安防监控子系统、火灾自动报警子系统和防火门监控子系统数据。部署的SCADA监控软件支持众多不同生产商制造的硬件设备,可实现稳定、可靠的通讯,同时支持特殊设备、系统通讯接口的开发。
1)环境和设备监控子系统 直接与现场PLC通讯,通过PLC既有协议进行数据采集。 主要采集量:各区段的温度、湿度、氧气浓度;各区段的集水坑水位;各区段的照明、通风、排水泵等机电设备状态;各出入口的防入侵报警状态;变电所的高低压配电设备状态和电量参数。 主要控制量:指定区域照明、通风设备(风机、风阀)、集水坑潜水泵。
2)安防系统 包括视频监控、入侵报警系统、门禁出入口管控系统。在管廊的每个出入口均设置门禁或井盖状态检测装置。通过PLC控制系统可获取井盖状态检测、入侵报警状态监测。统一管控平台从安防系统NVR获取视频监控型号。
3)火灾报警系统 火灾报警系统采用专用消防通信网络。从集中火灾报警主机或火灾报警的图形工作站获取报警信息。管廊防火分区内设有感温光缆、声光报警器(警铃)。感温电缆用于自动探测管廊内电力电缆的温度,在温度过高或发生火灾时,形成报警信息传送给火灾报警主机;当巡查人员发现火灾警情时,可按下手报将报警信息传送给火灾报警主机。
4)测量监视功能 模拟量测量:对所有监测站的电气设备的电压、电流、功率,温度,可燃气浓度,环境传感器监测环境参数等进行采集和处理。 状态量测量:设备运行、告警信号,如风机/水泵运行、停止、故障等;电力设备接入断路器、刀闸、变压器分接头等位置信息;系统支持双数字信号接入。 电能量测量:接入数字电能用电量和电能质量数据,取代人工抄表。 监视:对所采集的环境参数,氧含量、温度等进行判断,若有越限,发出告警信号;能够输出告警信号,支持事件信息的自动打印、语音输出。 记录:自动记录告警、事件、模拟量数据值、模拟量越限信息、状态量变化、设备动作信息、故障数据、运行操作信息等。

 

2、 站库工艺流程图动态展示

通过3D模型的方式展示综合管廊监控中心、防火分区、设备间地理分布图和重要设备地理分布图如管道阀门,在地图上展示系统区域主要运行信息,并显示鼠标靠近区域详细运行信息,单击鼠标切换对应区域的详细工艺画面或功能画面。 当发生管道泄漏、非法入侵、发生火灾、设备运行异常等报警时,系统迅速对报警发生的防火分区或设备间进行定位,在地图上对应区域进行警示性闪烁,同时结合报警声音,提醒值班人员进行报警处理。

 

3、 报警及事件管理功能

监控平台提供开放的、智能事件告警功能。 支持用户自定义告警类型、告警级别、告警方式。 支持文字、语音、闪烁、推图、打印等多种告警方式。支持告警信息的手动、自动的确认、删除。 支持历史告警信息按类型、按告警源分类查询。 支持对告警信息进行智能化分析,过滤不必要的从属告警,避免运行人员被大量从属告警输出所淹没。通过告警可快速定位到图形上相应的设备对象,提高事故处理速度。

 

4、 各类生产报表的生成及查询

系统可自动生成日报表,周报表,月报表,年报表,以及各类自定义的分时报表。报表可按指定的时间段,时间间隔及指定站点,区域进行查询,并可以excel,pdf等各种形式导出或打印。

 

5、 实时历史曲线分析功能

趋势曲线分为实时趋势和历史趋势,以展示实时\历史数据的变化趋势。
1)实时趋势: 来源于一系列的采样值,这些采样值按时间划分,然后组合成图形直观的显示过程情况。一个绘图区可对应一个防火分区的各种参数或者一个绘图区域中可绘制不同防火分区的相同参数的趋势这样可以起到直观的对比效果。
2)历史趋势: 提供曲线让客户直观的浏览设备的历史运行状态,并进行异常分析。操作员可以设置曲线的起始时间,时间跨度,以及趋势浏览翻动的跨度。通过左右游标定位当前趋势点的值。并且提供趋势打印功能。历史趋势也支持多时间轴和多数据轴,可以方便用户进行个性化趋势曲线的查询、对比以及分析。

 

6、 主要控制功能

1)风机及风阀控制 风机及风阀控制分为正常运行状态及火灾状态两种:
●在正常情况下运行:系统根据所在通风区域环境实测温度及限值,通过RTU控制站对风机及风阀实现通断、控制、监测等操作;
●在火灾状态下:风机及风阀的控制由火灾报警系统实现。具体须根据通风专业要求以及各季节综合管廊周边环境的变化,采取相应的通风控制模式。
2)排水泵控制 根据也为检测设备的监测值实现对排水泵的开停操作,并根据累计运行时间以及排水泵故障信号自动切换主/备用排水泵。
3)照明控制 根据上级临时监控中心的远程指令或汇集点触摸屏的操作,实现照明系统的控制。 应急照明控制由照明系统本身及火灾自动报警系统联动控制。
4)电力监控 以现场总线方式将配电系统中各智能测控模块接入系统实现监控。接入测控信号有:主回路A、B、C三相电压、电流、有功功率、频率等模拟量信号和开关动作、状态、故障等开关量信号、实时监控馈线运行工况等。从面实现现场级对电力系统的遥控、遥信和遥测等工作。

 

应用总结

由eForceCon V6.0产品构建的管廊自动化SCADA系统,是满足管廊自动化系统控制功能要求的自主、成熟的国产化平台软件,主要包括设备流程控制,管廊数据采集管理、上位画面,监控报警、报表编制开发等。实现了管廊自动化SCADA系统的集中监控、智能报警、诊断分析、远程运维、在线模拟、实时协调等功能。
系统监控组态软件本身及相关文档均为中文版本。功能覆盖广,软件组合灵活,高效性、内在结构和机制的先进性应确保用户可快速开发出实用而有效的自动化监控系统。使用该系列软件开发出的工程具备项目文件备份功能,并且支持工程文件口令保护。工程师站可对整个系统设置安全管理。支持使用用户,权限,优先级,安全区的方式为用户提供安全验证。套系统结合先进的计算机技术、网络通信技术、自动化控制技术,可以提高工作效率、降低成本,为管廊自动化SCADA系统的统一调度管理提供有力保障。

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