安科瑞 繆凱倫

摘要： 本文以安科瑞消防電源、電氣火災、智能照明、能耗管理系統在某電氣有限公司的應用為案例，介紹消防電源系統、電氣火災系統、智能照明系統、能耗管理系統實現對現場設備的系統集成，數據的采集、傳輸以及存儲，驗證了該系統的功能及實用性。。
  關鍵詞： 某電氣有限公司；消防電源；電氣火災；智能照明；能耗管理。  
  1 概述   近十年的火災事故中，電氣火災位居前列，且年均發生次數占火災年均總發生次數的27%，占重特大火災總發生次數的80%，且損失占火災總損失的53%，而發達國家每年電氣火災發生次數占總火災發生次數的8%~13%。事實上，電氣火災已成為消防安全的主要致災因素，其配電系統電氣火災的預防顯得更加重要；同時，能源節能管理措施，智能照明場景控制越來越多的運用在各個場合。   安科瑞電氣股份有限公司自主研發的安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控系統能夠實時監測各個重要回路的漏電流等參量來實現電氣火災的預防。本系統后臺在顯示各個探測點位數據的同時，還提供越限聲光報警、人性化的界面等功能。本系統實現了配電系統的24小時無人實時監控，減少了人力成本，提高了電氣火災隱患的排除效率。   Acrel-iLightControl智能照明監控系統，采用與KNX兼容的Acrel-Bus總線組網方式，通過IP網關接入智能照明控制系統，實現定時控制、高峰全開、亮度調節等各種場景控制，使照明系統按照預先設定的各種模式工作，改善空間光色、立體感、色飽和度，營造舒服宜人燈光效果，節能減耗、有利于人們的身心健康，提高工作效率、提高管理水平。   本文就電氣火災系統、消防電源監測系統、Acrel-iLightControl智能照明監控系統以及能耗管理系統在某電氣有限公司的應用，簡單介紹安科瑞Acrel-6000/B電氣火災系統、AFPM100消防電源監測系統、智能照明控制系統、能耗管理系統的實際應用和其實際意義。  
  2 設計依據   GB50045-95(2005版)《高層民用建筑設計防火規范》，其中在條文9.5.1里規定:高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。   國家標準《建筑電氣火災預防要求和檢測方法》有關條文也明確要求“應在電源進線端設置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器。   電氣火災監控系統的產品應滿足:GB14287.1-2014《電氣火災監控設備》、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災監控探測器》   電氣火災監控系統的安裝和運行應滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》   電氣火災監控系統的供電應滿足GB50052《供配電系統設計規范》的要求   電氣火災監控系統的設計應滿足《電氣火災監控系統的設計方法》的要求(暫行規定)   GB 28184-2011 《消防設備電源監控系統》   GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規范》   GB 50034-2013《建筑照明設計標準》   JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》   GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》   GBZ 20965-2007 《控制網絡hbes技術規范 住宅和樓宇控制系統》  
  3 項目概況   本項目位于江蘇揚州，監控范圍是某電氣有限公司樓層配電箱儀表。現場通過對儀表數據采集、分析、處理，從而分析數據，進而提高能源利用效率、促進和保障電氣火災與消防電源和智能照明水平的提升，并在安全用電節約能源方面發揮重要作用。       4 電氣火災系統組成   1)站控管理層   站控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的上層部分。安科瑞電氣火災監控系統主機充分考慮到用戶的操作習慣，和持續穩定運行，參照的相應的國家標準和規范。主機主要由監控軟件、觸摸屏、UPS電源、打印機等設備組成。將現場的各類數據信息進行計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應給終端管理人員。使管理人員能夠實時掌握系統動態，且實現故障信息可追循，信息可導出等功能。   鑒于本項目中儀表點位以及數據量的規模，現為項目配置安科瑞Acrel-6000/B主機，本主機的具體參數見下文介紹。   2)網絡通訊層   本項目中的所有儀表須嚴格按照手拉手的形式連接，且所有的通訊總線須沿著弱電橋架鋪設。本項目的儀表分布在變電所的電氣火災監控探測。   本項目的數據總線設計為五根總線，獨立的總線便于后期系統的維護，發生漏電流報警時也可以根據后期我方提供的點檢表快速定位故障回路，快速排除故障。   現場電氣火災探測器通過雙絞線（ZR-RVSP2*1.0）以手拉手方式進行通訊連接，每根總線的儀表數量在50只左右。   3)現場設備層   本項目中主要是針對樓層配電箱的進線回路安裝安科瑞嵌入式電氣火災探測器，通過嵌入式電氣火災探測器實時監控配電回路的漏電流大小來顯示整個配電系統的工作狀態。   ARCM系列剩余電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統設計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度、過電流、過電壓等火災危險參數實施監控和管理，從而預防電氣火災的發生，并實現了對多種電力參數的實時監測,為能耗管理提供準確的數據。產品采用微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網絡化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。產品符合 GB14287.2-2005《電氣火災監控系統 第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》的標準要求。   系統結構拓撲圖如下：  

5 消防電源系統組成   1）站控管理層   站控管理層針對消防電源監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監測系統軟件對現場各類數據信息計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場運情況。   監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發。為系統內或外部提供數據接口，進行系統管理、維護和分析工作。   UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個系統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。   監控主機設置在消控室中，采用壁掛安裝。   2）網絡通訊層   通訊介質：系統主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協議實現現場設備與上位機的實時通訊。   3）現場設備層   現場設備層是數據采集終端，主要為AFPM100系列消防設備電源監控探測器。   系統結構拓撲圖如下：  

6 智能照明控制系統組成   安科瑞智能照明監控系統主要實現某電氣有限公司的樓層公共區域的照明回路的遠程控制。該系統總計ASL100-F4/8 *2; ASL100-S4/16 *31。現場所有智能照明控制模塊采用混合串并聯的方式接在一起，采用KNX總線通訊，從而完成整個廠區的智能照明控制網絡，實現值班室總機的通訊，同時設立區域開關面板，完成后臺和分控的數據連接。   安科瑞智能照明監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；   如圖（1）所示：  

圖（1）網絡拓撲圖  

  間隔設備層主要為：開關驅動器，這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均通過現場KNX總線組網通訊，實現數據現場采集。   網絡通訊層主要為：智能照明網關，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中控制，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。   站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。   以上開關模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線，接線簡單方便，傳輸距離可達1.2km。  
  7 消防電源系統功能  

1）監控報警功能   被監控設備電源回路開關狀態   被監控設備電源的工作狀態（電壓、電流及報警狀態信息）   報警響應時間：≤100s   報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動   報警光信號：紅色LED指示燈常亮   2）控制輸出功能   對個別或全部被監控設備的報警繼電器進行遠程遙控操作   監控器控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A   3）故障報警功能   監控器與模塊（電壓/電流信號傳感器）之間的連接線斷路、短路   監控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）   監控器與其分體電源間連接線斷路、短路   當監控器出現以上故障時，能發出與監控報警信號有明顯區別的聲光故障報警信號   故障報警響應時間：≤100s   故障報警聲信號：手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動   故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮   故障期間，非故障回路的正常工作不受影響   4）自檢功能   連接檢查：通信線路及分體電源線路的斷路、短路   設備自檢：手動檢查或系統自檢   自檢耗時：≤60s   5）報警記錄功能   記錄10000條相關故障報警信息   報警類型：故障類型、發生時間、故障描述   報警事件查詢   報警記錄打印   6）打印功能   監控系統可漢字打印，可打印報警事件及時間、故障事件及時間。   7）消音   在發生報警或故障等警報情況下，監控設備的揚聲器會發出相應的報警聲加以提示，按“消音"鍵揚聲器終止發出警報，報警燈綠燈亮。期間工作人員可以對有關故障進行處理。一切回歸正常，報警燈滅。如有新的故障發生時，消音指示燈滅，揚聲器將再次發出警報聲。       8 電氣火災系統系統組成  

1）監控報警功能：監控設備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息，報警時發出聲光報警信號，同時設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按顯示屏“復位"按鈕遠程對探測器實現復位。對于聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲"按鈕手動消除。   2）故障報警功能：通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障時，監控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障"指示燈亮，并發出故障報警聲音。   電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。   3）自檢功能：檢查設備中所有狀態指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。   4）報警記錄存儲查詢功能：當發生漏電、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。   5）電源功能：當主電源發生停電、欠壓等故障時，監控設備可自動切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監控設備連續平穩運行。   6）對探測器控制功能：通過監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程復位控制。   7）權限控制功能：為確保監控系統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。       9 智能照明控制系統組成   1）定時控制   通過時鐘管理器，實現整個系統的有關區域照明的定時和自動管理功能，實現公共通道、景觀照明、泛光照明、車庫照明定時控制。如百葉窗定時升降、集中供熱定時調節、節假日照明定時關閉、定時通知等。  

2）場景控制   智能照明控制系統根據各個部門的需求，設定不同種類的場景模式，進行各種照明燈光的組合，達到美化工作環境的效果；結合人體感應傳感器，當人員離開時，關閉所有該會議室照明。   3）實時監控   中心控制室，配置一臺中控主機，所有照明控制設備，通過KNX網關，接入監控系統，操作管理人員，可以通過中控電腦，實時監視總線、區域、樓層、樓棟等照明狀態，并可根據需求進行控制調整。系統繪圖工具支持向量圖和多層頁面，圖形頁面縮放方便，切換簡單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。  

4）報警處理   系統提供了警報處理能力，用戶可采用編程來完成不同的任務，當某種警報條件出現時應做什么，可由用戶自行確定。   5）事件通報   系統提供了事件通報功能，支持郵件通報、文本輸出以及事件驅動打印，可按照用戶預先設置的條件，觸發事件通報功能。   6）系統聯動   系統可以輸入模塊，接受其他系統或工作人員的強切信號；實現安防系統、廣播系統、會議系統，甚至消防系統的聯動控制，控制相應燈具點亮和設備啟停。  
  10 能耗管理系統   1）項目概況   根據客戶需求及項目實際情況，本項目智能化設計一套Acrel-5000能耗管理系統。該項目現場設備層儀器儀表的具體分布情況如下：   AMC72L-E4/KC：32只   DTSF1352-C：168只   其中：   生產樓CD共5層，34只DTSF1352-C；   生產樓AB共5層，36只DTSF1352-C；   研發樓1(食堂)，共8只DTSF1352-C；   地下室共90只DTSF1352-C；   32只AMC72L-E4/KC。   Acrel-5000能耗系統采集該部分能源信息并解決基礎能耗數據的智能化、自動化、可視化、可量化的收集與存儲，從而降低能源使用費用，為建立節約型社會發揮作用。   2）系統架構   安科瑞Acrel-5000能耗分析管理系統根據項目現場實際情況，整體網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至后臺能耗網關然后通過TCP/IP網絡將數據上傳至的監控主機。具體如下圖所示：  

該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如系統結構圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。所有儀表通過485屏蔽雙絞線鋪設至監控中心，經能耗網關再經光纖至系統主機從而完成儀表數據的采集并管理。   3）系統功能   3.1.建立辦公建筑能耗計量體系，針對用戶的用電結構，能正確無誤的統計進出線回路，通過統計分析，幫助用戶弄清能源消耗明細，使能源消耗可視化，消除用能盲區；   3.2.對采集數據存儲，并形成可視化圖表，為節能降耗和能源績效的考核提供數據支持，診斷出高能耗點：管理人員可通過系統采集數據，正對性的對各個回路同比及環比分析，通過一階段分析可找出高能耗點，降低成本，節約能源   3.3.系統可以及時通過短信和APP推送，及時提醒用戶能源消耗的異常，來提高用能的安全，達到節能的效果。  
  11 結束語   隨著智能建筑及電力系統智能化的發展，政府及民眾對電力系統的電氣安全以及消防安全的認識度和重視度越來越高。企業建筑、公共建筑以及商業建筑等安裝漏電火災、消防監控系統是智能化建設的必然趨勢。同時，智能照明監控系統已成為全國各地重要工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多用戶的必然選擇，電氣火災系統有利于發現安全隱患，及時提醒管理者處理電力安全隱患，對火災預防有著重要的意義。消防電源監控系統對所監測的消防設備電源的運行信息、故障信息、位置信息等參數進行跟蹤采集、存儲、分析，方便用戶進行管理和監控，本系統在某投入運行以來，幫助企業發現和整改了多處電氣安全隱患，提升用能水平，大大提高了工作人員的工作效率，并為也管理者的消防管理提供了科學的依據。