安科瑞 繆凱倫

摘要：本文介紹基于Acrel-3000電(dian)(dian)力監(jian)(jian)控(kong)軟件和電(dian)(dian)力監(jian)(jian)控(kong)儀表(biao)，設(she)計并實現了(le)一(yi)套分(fen)散式采集(ji)和集(ji)中控(kong)制(zhi)管(guan)理的(de)自動化(hua)報警系(xi)(xi)統。系(xi)(xi)統實現遠程精(jing)細化(hua)及時(shi)性報警，避(bi)免因停電(dian)(dian)造成醫療事(shi)故(gu)，提高了(le)供電(dian)(dian)質量和管(guan)理水(shui)平，具有簡明實用(yong)、投(tou)資少(shao)等優點。

關鍵(jian)詞：電力(li)監控軟件；四遙單元；及時性(xing)報警；應(ying)用

0   概述
      當前(qian)，國(guo)內很多建筑配電(dian)仍普遍采用箱式變電(dian)站(zhan)配以(yi)低壓電(dian)纜分接箱實現分散供電(dian)，給(gei)整個系(xi)統(tong)的(de)(de)運行(xing)管理(li)帶來了很多的(de)(de)不便，計算機(ji)技術(shu)和網絡通信技術(shu)日趨(qu)成熟，配電(dian)系(xi)統(tong)測量(liang)、控制等功能的(de)(de)智能化(hua)、網絡化(hua)已是發(fa)展的(de)(de)必然趨(qu)勢，配電(dian)系(xi)統(tong)運行(xing)中(zhong)的(de)(de)各(ge)種問(wen)題(ti)可(ke)以(yi)通過微機(ji)解(jie)決(jue)。

智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)配電(dian)系(xi)統由開關配以具有通信(xin)功(gong)能(neng)(neng)(neng)的智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)元(yuan)件經數字(zi)通信(xin)與計算機系(xi)統網絡連接，實現對分散分布(bu)的低壓電(dian)纜分接箱內開關設(she)(she)備運行的自動化(hua)管(guan)理。系(xi)統可實現數據的實時采集、數字(zi)通信(xin)與程(cheng)序控制及設(she)(she)備維護信(xin)息管(guan)理等(deng)功(gong)能(neng)(neng)(neng)。

本(ben)文以(yi)哈醫大一(yi)院電力監控系統為例子，簡單介紹以(yi)下變電站的智能化(hua)管(guan)理。

1   系(xi)統分析

哈(ha)爾濱醫(yi)科(ke)(ke)大學附屬(shu)第一醫(yi)院(yuan)(yuan)始建于(yu)1949年(nian)，是集醫(yi)療(liao)(liao)、教學、科(ke)(ke)研為(wei)一體的(de)大型綜合(he)性(xing)三(san)級甲等醫(yi)院(yuan)(yuan)。作為(wei)黑龍江全(quan)省較大的(de)醫(yi)療(liao)(liao)中(zhong)(zhong)心，醫(yi)療(liao)(liao)專(zhuan)科(ke)(ke)設(she)置(zhi)齊全(quan)，技(ji)術力量雄厚。醫(yi)院(yuan)(yuan)設(she)有門診(zhen)部(bu)、住院(yuan)(yuan)處、急診(zhen)急救(jiu)中(zhong)(zhong)心、遠(yuan)程會診(zhen)中(zhong)(zhong)心等業(ye)務機構(gou)，共有87個(ge)臨床科(ke)(ke)室，24個(ge)醫(yi)技(ji)科(ke)(ke)室，擁有開放床位(wei)3,524張。2009年(nian)門、急診(zhen)量達164萬人次(ci)，出院(yuan)(yuan)人數(shu)11.8萬人次(ci)，手術量近5.8萬例次(ci)。醫(yi)院(yuan)(yuan)同(tong)時承擔著副省級以上領導及(ji)重(zhong)要外(wai)賓的(de)保健、診(zhen)療(liao)(liao)任(ren)務。

哈(ha)醫(yi)大(da)一院(yuan)電(dian)力(li)監控系(xi)統(tong)項目是2010年(nian)7月份開始的項目，旨在通(tong)過該系(xi)統(tong)實(shi)現哈(ha)醫(yi)大(da)一院(yuan)的故(gu)障報警檢測(ce)，實(shi)現遠(yuan)程(cheng)精細化及時性，避免因停(ting)電(dian)造成醫(yi)療事故(gu)。

項目啟動前買方(fang)需(xu)提供配電(dian)系(xi)統(tong)一(yi)次系(xi)統(tong)圖、平(ping)面圖、二次系(xi)統(tong)圖等，以(yi)供賣(mai)(mai)(mai)方(fang)設(she)計參考(kao)。賣(mai)(mai)(mai)方(fang)按照買方(fang)的(de)實際需(xu)求和智能元(yuan)器件的(de)功(gong)能，完成(cheng)系(xi)統(tong)的(de)設(she)計，主要(yao)功(gong)能為：一(yi)次主接線(xian)圖界面顯示；電(dian)參量遙測；事件記錄，系(xi)統(tong)運行異常監(jian)測；故障報(bao)(bao)警(jing)及(ji)操作記錄；電(dian)能報(bao)(bao)表(biao)查詢與打印；系(xi)統(tong)負荷等主要(yao)功(gong)能，實際細化功(gong)能賣(mai)(mai)(mai)方(fang)可(ke)以(yi)根據(ju)買方(fang)的(de)使用習慣和需(xu)求做可(ke)行性修改。

整個系統采用網(wang)絡分布式結構，監控主(zhu)機(ji)位(wei)于報告(gao)廳和外科(ke)樓的地下一層的動力中(zhong)心中(zhong)。該項(xiang)目實現(xian)了哈醫大一院2個樓內遠程精細(xi)化及時性報警(jing)。設計(ji)方(fang)案(an)為(wei)2個樓內的2個配電(dian)室(shi)，儀表數據(ju)通(tong)過485接口，MODBUS通(tong)訊協議經數據(ju)采集器輸送到值(zhi)班室(shi)主(zhu)機(ji)。

2   系統的結構

本(ben)系統采用分(fen)(fen)層分(fen)(fen)布式計算機網絡結構即站控管理層、網絡通訊層和現(xian)場設備層。

現(xian)場設備為：PZ系(xi)列多功能(neng)網絡電(dian)力(li)儀(yi)表和ARTU四遙單(dan)元。這(zhe)些裝(zhuang)置分別對應安裝(zhuang)在電(dian)氣柜(ju)內，經RS485通訊(xun)接口，通過(guo)現(xian)場MODBUS總線組網通訊(xun)，實現(xian)數據現(xian)場采集。

網絡通訊層(ceng)設備為：通訊服務器，其主要功能為把分散(san)在現(xian)場采(cai)集裝置集中(zhong)采(cai)集，同時遠傳至站控(kong)管理(li)層(ceng)，完成現(xian)場層(ceng)和站控(kong)層(ceng)之間的數據交(jiao)互。

站控管理層設(she)備(bei)為：高性能工(gong)業計算(suan)機、顯示器(qi)、UPS電(dian)源、打印機、報警(jing)蜂(feng)鳴器(qi)等(deng)設(she)備(bei)。監控系(xi)統安裝在計算(suan)機上，集中采集顯示現場設(she)備(bei)運行狀況，以人(ren)機交互的形式顯示給用戶。

以上(shang)網絡儀表均采(cai)用(yong)RS485接口和(he)MODBUS-RTU通(tong)(tong)訊協(xie)議(yi)，RS485采(cai)用(yong)屏蔽線(xian)(xian)雙絞線(xian)(xian)傳(chuan)輸，接線(xian)(xian)簡單方便；通(tong)(tong)訊接口是半雙工(gong)通(tong)(tong)信，數據(ju)傳(chuan)輸速率為(wei)10Mbps。RS-485接口是采(cai)用(yong)平衡(heng)驅(qu)動器和(he)差(cha)分(fen)接收器的組合，抗噪聲干(gan)擾能力增強，總線(xian)(xian)上(shang)允許連接多達32個設備(bei)，傳(chuan)輸距(ju)離為(wei)1.2km。

3  Acrel-3000電力(li)監控組(zu)態軟件解決方(fang)案

Acrel-3000電力監控組(zu)態軟(ruan)件(jian)是對現場生(sheng)產數(shu)據進行(xing)(xing)采集(ji)與過程控制的(de)專用(yong)(yong)軟(ruan)件(jian)，特(te)點是能以(yi)靈活多樣的(de)“組(zu)態方(fang)式"而(er)不是編程方(fang)式來進行(xing)(xing)系統(tong)集(ji)成(cheng)，它提供了(le)良好的(de)用(yong)(yong)戶開發(fa)界面和簡捷的(de)工程實現方(fang)法，只要將其預設(she)置(zhi)的(de)各種軟(ruan)件(jian)模塊(kuai)進行(xing)(xing)簡單的(de)“組(zu)態"，便可(ke)以(yi)非常(chang)容易(yi)地實現和完(wan)成(cheng)監控層的(de)各項功能，比如(ru)在分布(bu)式網絡應(ying)用(yong)(yong)中，所有應(ying)用(yong)(yong)（例如(ru)趨勢曲線、報警等）對遠(yuan)程數(shu)據的(de)引(yin)(yin)用(yong)(yong)方(fang)法與引(yin)(yin)用(yong)(yong)本地數(shu)據*相(xiang)同(tong)，通過“組(zu)態"的(de)方(fang)式可(ke)以(yi)縮短(duan)自動化(hua)工程師(shi)的(de)系統(tong)集(ji)成(cheng)的(de)時間，提高集(ji)成(cheng)效率。

該系統(tong)(tong)實施(shi)后(hou)，實現了各類用電(dian)設備的(de)一次系統(tong)(tong)圖顯示，進(jin)線(xian)回(hui)路電(dian)能報表、以及進(jin)線(xian)回(hui)路的(de)負(fu)荷用電(dian)趨(qu)勢、所(suo)有回(hui)路的(de)分合閘斷電(dian)報警、圖表分別見(jian)圖1、2、3、4。

圖1系統一次圖

系統一次(ci)(ci)圖(tu)：直(zhi)觀地顯(xian)示低壓系統各回路的狀況，在斷電或(huo)分合閘時(shi)一次(ci)(ci)圖(tu)上(shang)綠(lv)色刀閘會(hui)自動(dong)變(bian)為紅色而且會(hui)有提示框彈出并伴隨聲音(yin)報警。

圖2 實時電參量

實時(shi)電(dian)參量：低(di)壓各回路三相電(dian)流、電(dian)壓、功(gong)率、頻率、電(dian)能數據等查詢、打印及導出。

圖3報警查詢

分合(he)閘報(bao)警(jing)(jing)信(xin)息：各重要回路分合(he)閘遙信(xin)報(bao)警(jing)(jing)，實(shi)時報(bao)警(jing)(jing)及(ji)歷史(shi)報(bao)警(jing)(jing)查(cha)詢。

圖4 彈出式提示框

彈出(chu)式提示(shi)(shi)框：彈出(chu)式提示(shi)(shi)框可顯示(shi)(shi)回路名稱，故(gu)障報警原因。

系統特點

通(tong)訊線接點少，畫面顯(xian)示直觀，數據刷新快，及時反應現(xian)場(chang)設備的運行狀況，同時系統操作簡單，方(fang)便用(yong)戶(hu)(hu)使用(yong)，各(ge)種功(gong)能(neng)可根(gen)據用(yong)戶(hu)(hu)的需求靈(ling)活變化，系統的設計(ji)快捷方(fang)便，修改(gai)軟件也(ye)不(bu)繁(fan)瑣。

4   結束語

在電(dian)(dian)力監控系(xi)統(tong)中配置網絡電(dian)(dian)力儀(yi)表(biao)，具(ju)有實(shi)施簡明，投(tou)資少(shao)等(deng)顯(xian)著優點，可以方(fang)便和實(shi)時(shi)地(di)監控配電(dian)(dian)系(xi)統(tong)的(de)運行(xing)狀(zhuang)態(tai)，對(dui)(dui)現(xian)場的(de)用電(dian)(dian)設(she)備(bei)進行(xing)統(tong)一管理，免去工作人(ren)員(yuan)到現(xian)場記錄的(de)繁瑣(suo)工作，系(xi)統(tong)對(dui)(dui)各(ge)種(zhong)用電(dian)(dian)設(she)備(bei)的(de)歷史運行(xing)數(shu)據和狀(zhuang)態(tai)進行(xing)管理分析，便于維護(hu)人(ren)員(yuan)明確設(she)備(bei)狀(zhuang)況，制定詳(xiang)細的(de)設(she)備(bei)維護(hu)計劃，減少(shao)工作人(ren)員(yuan)，提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)。同(tong)時(shi)，根據建(jian)立的(de)電(dian)(dian)能(neng)計量體(ti)系(xi)，可以了(le)解、分析建(jian)筑(zhu)總(zong)體(ti)能(neng)耗，提(ti)出降(jiang)耗計劃，采取節能(neng)降(jiang)耗措(cuo)施，逐(zhu)步(bu)提(ti)高(gao)用電(dian)(dian)效(xiao)率(lv)。