時(shí) 光 孫雯雯

（中電裝備山東電子有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

倘若將信息平臺(tái)當(dāng)作現(xiàn)階段信息化社會(huì)的大腦，則電力系統(tǒng)就是信息化社會(huì)的心臟，為信息系統(tǒng)提供源源不斷的動(dòng)力?？萍嫉拇罅Πl(fā)展，讓電力系統(tǒng)有擁有更為便捷和經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)運(yùn)行與管理方式，基于無人值守的電力機(jī)房在電力系統(tǒng)中就是最為典型的一種方式。電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)主要是對(duì)相同的平臺(tái)上檢測(cè)環(huán)境、測(cè)控動(dòng)力設(shè)備，并具有極強(qiáng)的安放監(jiān)控等一系列功能，同時(shí)能兼顧在線監(jiān)控電力機(jī)房的各個(gè)系統(tǒng)與環(huán)境，從根本上做到防患于未然，并且當(dāng)電力機(jī)房設(shè)備與環(huán)境出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)對(duì)其予以處理，避免因電力系統(tǒng)故障對(duì)社會(huì)造成不利影響，從而保障我國(guó)社會(huì)各項(xiàng)生產(chǎn)工作有序開展，實(shí)現(xiàn)國(guó)民的安定生活不受影響。

1 建設(shè)電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)的必要性與可行性

1.1 必要性

我國(guó)社會(huì)各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)與管理機(jī)構(gòu)能否順利開展工作，取決于電力系統(tǒng)的支持程度。倘若電力機(jī)房中缺少有效的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)，也就難以保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而對(duì)各個(gè)電力機(jī)房中動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行與電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的有序運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。例如在無人看守的機(jī)房中其設(shè)備出現(xiàn)火災(zāi)、告警等危急狀況后，工作人員很難在第一時(shí)間接收或反饋并在第一時(shí)間加以解決，加上這種故障的可預(yù)見性較弱且無法有效防止。由此可見，擁有健全的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)能夠最大程度地保障電力配送的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 可行性

現(xiàn)階段，電力機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)和動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)的使用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，其商業(yè)化使用也愈發(fā)趨向于成熟。由于商用的機(jī)房需要對(duì)大量環(huán)境信息進(jìn)行訪問，而且由于電力機(jī)房中的服務(wù)器每時(shí)每刻都在工作，所以機(jī)房中的環(huán)境數(shù)據(jù)信息對(duì)機(jī)房能否正常工作尤為重要。比如說因?yàn)闄C(jī)械室漏水和空調(diào)設(shè)備受損沒有發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)造成機(jī)械室服務(wù)器的永久損失。另外，隨著動(dòng)力裝備測(cè)控系統(tǒng)可用性的增加，為無人值守創(chuàng)造了必要的條件；動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)不僅可以在線監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)，還按照相關(guān)規(guī)范提供較為標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控接口，以此為開展集中監(jiān)控提供前提條件；對(duì)于商業(yè)化成熟應(yīng)用的工控技術(shù)以及系統(tǒng)集成技術(shù)為實(shí)施集中監(jiān)控提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。相對(duì)于計(jì)算機(jī)機(jī)房中環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)而言，有著極強(qiáng)的相似性，其監(jiān)控對(duì)象也是環(huán)境設(shè)備與動(dòng)力設(shè)備，所以站在技術(shù)的角度上分析具有一定的可行性。

2 建設(shè)電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)的需求分析

通常情況下，電力機(jī)房中的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)是應(yīng)用在智能控制、電子監(jiān)控中，對(duì)供電線路的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行環(huán)境、空氣中的含塵量以及空調(diào)、除濕、除塵等一系列設(shè)備具體運(yùn)行狀態(tài)的變量予以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并詳細(xì)診斷其故障，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息展開記錄與分析，以此來有效保證設(shè)備本身的安全與運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定性，進(jìn)一步達(dá)到少人值守或是無人值守的成效。電力系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象主要分為兩大類：環(huán)境監(jiān)控與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控，其中環(huán)境監(jiān)控有溫濕度、水浸、液位、消防、普通空調(diào)、精密空調(diào)、大型冷水機(jī)組、新風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)大平臺(tái)可集成門禁系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、IT 運(yùn)維系統(tǒng)（服務(wù)器、路由器、交換機(jī)等運(yùn)維監(jiān)控）；動(dòng)力設(shè)備測(cè)控有高低壓輸配電系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等。具體而言：

2.1 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)需求

電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求主要有以下幾點(diǎn)：（1）煙霧監(jiān)測(cè)。對(duì)煙霧探測(cè)器、傳感器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，一旦煙霧濃度高于所設(shè)定的閾值水情將會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出告警；（2）漏水檢測(cè)。對(duì)漏水檢測(cè)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，倘若發(fā)現(xiàn)水情將會(huì)立即發(fā)出告警，其監(jiān)控內(nèi)容有精密的空調(diào)主機(jī)、進(jìn)出水管以及機(jī)房的漏水情況。滲漏檢測(cè)系統(tǒng)主要包括定位式和不定位式兩類。其中定位式主要是指對(duì)實(shí)際泄露地點(diǎn)的泄露系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的預(yù)報(bào)；而不定位式則相反，能夠預(yù)報(bào)并發(fā)現(xiàn)水泄漏狀況，卻無法對(duì)泄露位置加以明確。系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是控制器、傳感器?？刂破鲗?duì)傳感器實(shí)際工作狀態(tài)加以監(jiān)視，在出現(xiàn)水情變化時(shí)會(huì)立即把報(bào)警信號(hào)上傳給監(jiān)測(cè)部門；而測(cè)漏傳感器包括線檢測(cè)與面檢測(cè)兩種類別，在機(jī)械室內(nèi)主要采用有線檢測(cè)。線檢測(cè)使用的是測(cè)漏繩，將出現(xiàn)水患的部位纏繞起來，當(dāng)發(fā)生滲漏現(xiàn)象，將水接觸著檢測(cè)繩發(fā)出報(bào)警；（3）門禁監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)監(jiān)控管理進(jìn)出人員并給出正確的考勤結(jié)果，同時(shí)支持遠(yuǎn)程查詢功能和門禁操作功能，在機(jī)房區(qū)域的主要部位裝設(shè)了門禁管理制度，以便于對(duì)進(jìn)出人員實(shí)施有效的監(jiān)控管理，同時(shí)為了安全性考慮，門禁管理制度設(shè)計(jì)時(shí)采取了控制器和讀卡分離的結(jié)構(gòu)。門禁系統(tǒng)主要由控制臺(tái)、感應(yīng)式讀卡器、電控鎖和開門按鈕等裝置構(gòu)成。通過機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)與路由器、小型機(jī)等一系列設(shè)備建立良好的通信聯(lián)系，并在諸多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中直接得到各種信號(hào)信息，通訊過程采用國(guó)際上通用的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議；（4）視頻監(jiān)控。電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中集成視頻監(jiān)控，可以通過多個(gè)畫面切換、回放、存儲(chǔ)等多項(xiàng)功能，充分實(shí)現(xiàn)門磁聯(lián)動(dòng)錄像，或是出現(xiàn)非法進(jìn)入后，其自動(dòng)錄像功能可以在第一時(shí)間打開燈光，發(fā)出告警；（5）防雷系統(tǒng)。對(duì)于防雷系統(tǒng)的監(jiān)控主要是檢測(cè)防雷模塊的具體工作狀態(tài)；（6）濕度監(jiān)控。各機(jī)房的重要區(qū)域裝有濕度監(jiān)測(cè)模塊，記錄濕度曲線供工作人員查看。如果空氣濕度超出規(guī)定范圍，可以立即開啟報(bào)警，并提示管理者適時(shí)調(diào)整空調(diào)的工作設(shè)定值或調(diào)節(jié)機(jī)室的設(shè)備分布狀況，可以使機(jī)械室整體的空氣濕度條件更加合理，從而保證了機(jī)房設(shè)備的安全平穩(wěn)工作；（7）精密空調(diào)監(jiān)控。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，可以全面檢測(cè)中央空調(diào)運(yùn)行狀況，監(jiān)控著中央空調(diào)的各個(gè)主要組成部分的運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)，并能夠通過機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)管理功能遠(yuǎn)程修改空調(diào)設(shè)置參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)精密中央空調(diào)系統(tǒng)的重啟工作[1]。

2.2 動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)需求

電力機(jī)房動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)的要求主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：首先，輸配電系統(tǒng)。準(zhǔn)確監(jiān)控配電系統(tǒng)中線電壓、相電流、頻率、功率參數(shù)、線電流等一系列參數(shù)與配電開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)參數(shù)高于臨界值時(shí)發(fā)出告警；其次，發(fā)電系統(tǒng)。實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)電機(jī)中的線電壓、相電流、頻率、功率參數(shù)、線電流等一系列參數(shù)與發(fā)電機(jī)中UPS 電源系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)參數(shù)高于臨界值時(shí)發(fā)出告警；再者，操作柜UPS 電源與高低壓儲(chǔ)能柜UPS 電源。實(shí)時(shí)監(jiān)視高低壓儲(chǔ)能柜UPS 電源、逆變器、操作柜UPS 的內(nèi)部整流器等多個(gè)部分的實(shí)際工作狀況，如果有個(gè)別部分發(fā)生故障，系統(tǒng)將會(huì)在第一時(shí)刻提出報(bào)警。采用了由UPS 制造商所提出的通信協(xié)議和智能通信接口，對(duì)整個(gè)UPS 系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控管理，對(duì)整個(gè)UPS 的整流器、逆變器、電池、旁路、負(fù)載等各部分的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦任一部分設(shè)備發(fā)生了異常，機(jī)房的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將會(huì)主動(dòng)報(bào)警。在機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)UPS 設(shè)施的管理也必須采用只監(jiān)控，不管理的方式，這樣避免了由于機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的故障所產(chǎn)生的停電風(fēng)險(xiǎn)[2]。

3 建設(shè)電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)的技術(shù)分析

3.1 選擇數(shù)據(jù)采集技術(shù)

對(duì)于終端數(shù)據(jù)采集通常會(huì)使用兩種方式來支持不同設(shè)備或是不同環(huán)境信號(hào)下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，分別是匯聚采集器與采集器。匯聚采集器通過電力載波通訊、RS-485 總線方式、ZigBee 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；而采集器這是采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備將時(shí)間持續(xù)變化的信號(hào)向數(shù)字信息予以轉(zhuǎn)化。

3.2 選擇實(shí)時(shí)告警技術(shù)

電力系統(tǒng)各個(gè)層級(jí)間的通信網(wǎng)絡(luò)主要有采集裝置、匯聚采集器、消息中間件等一系列采集子系統(tǒng)內(nèi)部的通信網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，依照不同地區(qū)、不同環(huán)境的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸成本，正確選用并適當(dāng)融入電力載波通訊、RS-485 總線方式、ZigBee 技術(shù)的方式對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸。不僅如此，在監(jiān)控中心的軟件平臺(tái)與采集子系統(tǒng)的通信往往會(huì)使用消息中間件技術(shù)，因?yàn)橄⒅虚g件技術(shù)有著相對(duì)較高的商用化應(yīng)用程度，利用在線提供消息、消息傳遞機(jī)制以及消息排隊(duì)模型，在分布式環(huán)境的背景下實(shí)現(xiàn)與平臺(tái)無關(guān)的數(shù)據(jù)信息通信[3]。

3.3 選擇傳輸子系統(tǒng)通信技術(shù)

對(duì)電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)的建設(shè)主要是想要借助電力系統(tǒng)所提供的告警功能與在線監(jiān)測(cè)功能，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障并加以處理，防止因環(huán)境設(shè)備出現(xiàn)損壞、動(dòng)力設(shè)備發(fā)生故障等諸多因素造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障。一般情況下，電力系統(tǒng)會(huì)使用無線MODEM 的方式將監(jiān)控中心的告警信息輸出當(dāng)作是輸入，當(dāng)發(fā)生告警時(shí)，可以及時(shí)將告警信息輸送到對(duì)應(yīng)的值班人員或是維護(hù)人員手中。

4 建設(shè)電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成，分別是采集子系統(tǒng)、監(jiān)控中心軟件平臺(tái)、用戶服務(wù)平臺(tái)、傳輸子系統(tǒng)。具體而言：

4.1 采集子系統(tǒng)

所謂的收集子系統(tǒng)就是收集環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)、動(dòng)力設(shè)備監(jiān)測(cè)控制功能的有關(guān)參數(shù)，在整個(gè)系統(tǒng)中包括了采集模塊、智能系統(tǒng)、管理功能和傳感器。采集模塊一般使用的方法是分散型采集法，對(duì)每一種傳感器、監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，并將之轉(zhuǎn)換為各種檢測(cè)參數(shù)；控制功能主要是按照控制中心或軟件平臺(tái)所提出的各種控制指令，對(duì)智能裝置進(jìn)行控制；而電信號(hào)功能則是通過將現(xiàn)場(chǎng)被檢測(cè)的信息，轉(zhuǎn)換為模擬量的模塊和相應(yīng)裝置中所需的各種信息，進(jìn)而達(dá)到對(duì)裝置的實(shí)時(shí)控制。此外，信息采集子系統(tǒng)中還劃分為漏水檢測(cè)模塊、視頻監(jiān)測(cè)模塊、氣溫和相對(duì)濕度檢測(cè)模塊、輸配電系統(tǒng)測(cè)控模塊、發(fā)電系統(tǒng)測(cè)控模塊與消防檢測(cè)模塊等[4]。

4.2 監(jiān)控中心軟件平臺(tái)

監(jiān)控中心軟件平臺(tái)具有收集并整理數(shù)據(jù)、控制設(shè)備以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等諸多功能，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)全部電力機(jī)房的統(tǒng)一管理，科學(xué)處理所收集到的原始數(shù)據(jù)將其提交給數(shù)據(jù)庫(kù)予以有效存儲(chǔ)；向用戶服務(wù)平臺(tái)提供有關(guān)用戶服務(wù)平臺(tái)、監(jiān)控管理中心的相關(guān)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確接收用戶服務(wù)平臺(tái)所發(fā)出的設(shè)備指令，將接收到的指令向所監(jiān)控的智能設(shè)備中進(jìn)行傳輸，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的一種智能控制。除此之外，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障并報(bào)警時(shí)，電力系統(tǒng)中監(jiān)控中心軟件平臺(tái)將會(huì)以多種報(bào)警方式通知工作人員、維護(hù)人員進(jìn)行報(bào)警處理[5]。

4.3 用戶服務(wù)平臺(tái)

用戶服務(wù)平臺(tái)能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)用戶借助移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、Internet 等多種方式接入到監(jiān)控中心軟件平臺(tái)上，充分實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力設(shè)備、環(huán)境設(shè)備、高低壓儲(chǔ)能柜ups 等一系列設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻的實(shí)時(shí)調(diào)用，全方位監(jiān)控電力機(jī)房?jī)?nèi)部的實(shí)際情況；對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)與歷史資料進(jìn)行詳細(xì)的收集并記錄；通過對(duì)報(bào)表的制定、編輯設(shè)備的管理，可以隨時(shí)顯示出現(xiàn)場(chǎng)的全部資料；對(duì)于所有的歷史數(shù)據(jù)信息、告警信息以及人員操作記錄可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)備份的功能。[6]

4.4 傳輸子系統(tǒng)

傳輸子系統(tǒng)的工作是將所采集到的數(shù)據(jù)信息完整傳送到監(jiān)控中心軟件平臺(tái)，通過電力載波通訊、RS-485 總線方式、ZigBee 技術(shù)等多種方式將測(cè)控?cái)?shù)據(jù)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)向匯聚采集器進(jìn)行傳輸。不僅如此，在采集子系統(tǒng)和監(jiān)控中心軟件平臺(tái)二者之間的通信普遍使用中間件技術(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

總而言之，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)起到了關(guān)鍵性的保障作用，倘若電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者發(fā)生癱瘓，將會(huì)嚴(yán)重影響到國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民日常生活。所以，建立完善的電力機(jī)房環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和動(dòng)力設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)，可以在極大程度上確保電力機(jī)房中通信設(shè)備的實(shí)際工作狀況和環(huán)境參數(shù)得到高效監(jiān)控，便于相關(guān)工作人員對(duì)其的管理與維護(hù)，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。