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王蘭
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、開(kāi)放式實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議、控制層系統(tǒng)配置方面介紹了綜合管廊的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，分析了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)特性，闡述了基于HTML5架構(gòu)所能實(shí)現(xiàn)的功能的初步構(gòu)想，以便于綜合管廊運(yùn)維人員巡檢，確保管廊本體安全。
關(guān)鍵詞：綜合管廊；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；人員定位
0 引 言
綜合管廊的控制部分是保證綜合管廊安全、可靠運(yùn)行的核心。區(qū)域控制器負(fù)責(zé)所在片區(qū)的綜合監(jiān)控任務(wù)及數(shù)據(jù)處理，將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)上傳，同時(shí)下發(fā)上位的控制指令。因此，對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、環(huán)境耐受性提出很高的要求。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，綜合管廊自動(dòng)化控制主要包含七大系統(tǒng)：消防系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，標(biāo)示系統(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)以上七大系統(tǒng)，每個(gè)區(qū)域控制器(ACu)需要對(duì)本區(qū)域的信息進(jìn)行采集，并且控制本區(qū)域內(nèi)的相關(guān)設(shè)備。一般綜合管廊中需要采集的信息：儀表，包括溫度、濕度、O2、CO、C02、CH4；通風(fēng)，包括通風(fēng)機(jī)開(kāi)啟、關(guān)閉狀態(tài)以及運(yùn)行故障；照明，照明系統(tǒng)運(yùn)行工況；給排水，排水泵運(yùn)行工況，積水坑低液位、高液位及報(bào)警液位信號(hào)，水管上壓力；供電，電壓、電流、功率因數(shù)、電源進(jìn)線信號(hào)；安防，紅外對(duì)射裝置報(bào)警信號(hào)；攝像機(jī)影像。需要控制的設(shè)備：通風(fēng)，通風(fēng)機(jī)開(kāi)啟、關(guān)閉；照明，照明系統(tǒng)；排水，排水泵啟動(dòng)、停止；供電，其他設(shè)備供電。
1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)
綜合管廊控制系統(tǒng)的可靠性要求高，且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境濕度大，存在腐蝕性、可燃性氣體，對(duì)硬件產(chǎn)品品質(zhì)有很高的要求。同時(shí)控制系統(tǒng)還需要有靈活的結(jié)構(gòu)，以便于后期系統(tǒng)的擴(kuò)展，冗余光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)及信息技術(shù)的高度集成也是項(xiàng)目的一個(gè)特點(diǎn)。綜合管廊是未來(lái)智慧城市重要組成部分，所以對(duì)綜合管廊自控系統(tǒng)的信息化程度要求很高。綜合管廊信息化程度很大程度上決定于綜合管廊的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
1.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
一般，綜合管廊系統(tǒng)架構(gòu)可分為如下三類(lèi)。
(1)傳統(tǒng)離散型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。每個(gè)ACu均配置PLc，再由交換機(jī)組成環(huán)網(wǎng)。傳統(tǒng)離散型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。
圖1 傳統(tǒng)離散型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是可以分散Acu故障風(fēng)險(xiǎn)，每個(gè)區(qū)域Acu相對(duì)獨(dú)立，可以單獨(dú)完成簡(jiǎn)單邏輯控制；缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性差，設(shè)備成本和運(yùn)維成本高。如果區(qū)域Acu損壞，因涉及到編程，需要專(zhuān)業(yè)人員重新下載程序。
（2）中央控制結(jié)合遠(yuǎn)程IO網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。
圖2 中央控制結(jié)合遠(yuǎn)程IO網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可*大程度節(jié)省硬件成本、調(diào)試成本、維護(hù)成本，通常硬件損壞不涉及到編程，可以直接更換IO模塊，降低運(yùn)維成本；缺點(diǎn)是中心PLc運(yùn)行負(fù)荷大，風(fēng)險(xiǎn)高，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性能也相對(duì)較差。
（3）分級(jí)式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。每1～2 km設(shè)置控制PLc，其間5～10個(gè)ACU采用遠(yuǎn)程IO。這些PLc再組成環(huán)網(wǎng)，*終上傳到監(jiān)控中心。分級(jí)式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖3所示。
圖3 分級(jí)式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
監(jiān)控中心冗余PLC+分變電所異地冗余PLC+防火分區(qū)Acu遠(yuǎn)程IO的分級(jí)式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)兼具以上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
（1）硬件成本降低。將原來(lái)10個(gè)分區(qū)PLc縮減成為2個(gè)冗余PLc，ACu部分替換為遠(yuǎn)程IO，降低硬件成本。
（2）故障風(fēng)險(xiǎn)降低。一般，與PLc同系列同檔次的遠(yuǎn)程IO接口模塊成本要比PLC低。但在穩(wěn)定性上，由于遠(yuǎn)程10模塊只處理信號(hào)轉(zhuǎn)換(不做邏輯運(yùn)算)，在硬件本身的設(shè)計(jì)上相對(duì)簡(jiǎn)單、牢固、發(fā)熱量小、抗電磁干擾能力強(qiáng)，發(fā)生故障的概率小于PLc。而在分變電所采用異地冗余PLC本身的檔次定位、產(chǎn)品性能等各方面高于離散式方案的防火分區(qū)PLc，其發(fā)生故障概率小。又因?yàn)椴捎萌哂嘞到y(tǒng)，故障概率進(jìn)一步降低。綜上所述，采用分變電所異地冗余PLC+防火分區(qū)Acu遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其故障風(fēng)險(xiǎn)會(huì)比傳統(tǒng)離散式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的穩(wěn)定性高。
（3）施工成本降低。程序調(diào)試時(shí)可以利用對(duì)象編程(每個(gè)防火分區(qū)功能基本相同)來(lái)減少編程調(diào)試人員工作量。工作人員只需要在分變電所冗余PLC上對(duì)各個(gè)防火分區(qū)完成編程，不需要到每個(gè)防火分區(qū)設(shè)備間單獨(dú)調(diào)試，節(jié)省編程調(diào)試時(shí)間，加快項(xiàng)目進(jìn)度。
（4）降低后期運(yùn)維成本。在后期運(yùn)維方面
如果采用離散式結(jié)構(gòu)，若防火分區(qū)PLc故障、損壞，則要廠家專(zhuān)業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)安裝、下載程序、調(diào)試設(shè)備，運(yùn)維成本增加，響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。如果采用遠(yuǎn)程IO，若設(shè)備損壞，現(xiàn)場(chǎng)的管廊運(yùn)維人員就可以完成更換操作(只需要拆裝接線)，廠家可以通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)試完成設(shè)置?，F(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員不需要具有PLC編程經(jīng)驗(yàn)，降低后期運(yùn)維成本，加快故障處理響應(yīng)速度。
（5）網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好。根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以
將網(wǎng)絡(luò)劃分與道路客觀地理情況結(jié)合，按照道路的排布劃分為子網(wǎng)絡(luò)。在將來(lái)單條管廊形成路網(wǎng)，綜合管廊擴(kuò)建時(shí)仍可按照該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將增加的道路以路段為環(huán)網(wǎng)單位加人整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。因此，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展性好，結(jié)構(gòu)層次清晰。
（6）網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性好。環(huán)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)越高。當(dāng)環(huán)網(wǎng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)以上故障時(shí)，整個(gè)故障節(jié)點(diǎn)區(qū)間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備全部掉線、失聯(lián)。故環(huán)網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)數(shù)越少，環(huán)網(wǎng)故障率越低。對(duì)于分變電所異地冗余PLC+防火分區(qū)Acu遠(yuǎn)程IO網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主干網(wǎng)絡(luò)上只有分變電所PLC為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(即可以理解為l～2 km設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn))，可以把主干網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量控制在非常少的范圍內(nèi)。每個(gè)分變電所冗余PLC下的子環(huán)網(wǎng)只有遠(yuǎn)程IO作為子環(huán)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，即每個(gè)子環(huán)網(wǎng)約10個(gè)遠(yuǎn)程IO節(jié)點(diǎn)。故采用此種架構(gòu)，可以減少環(huán)形網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷降低網(wǎng)絡(luò)故障風(fēng)險(xiǎn)。
1.2開(kāi)放式實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議
由于存在遠(yuǎn)程IO，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，拓?fù)鋸?fù)雜，故對(duì)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性有很高的要求。傳統(tǒng)TCP／IP網(wǎng)絡(luò)已成為辦公網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但由于其協(xié)議本身的缺點(diǎn)，不能作為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；诖朔N需求，近年來(lái)工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到廣泛應(yīng)用。目前，主流工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議主要有PROFINET和Ethernet／IP兩種。其中Ethernet／IP具有數(shù)據(jù)量小、速度快等特點(diǎn)，主要適用于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域；PROFINET具有數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，特別適用于大型網(wǎng)絡(luò)。采用PROFINET協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，硬件上可以做到“一網(wǎng)到底"，現(xiàn)場(chǎng)光纖環(huán)網(wǎng)可同時(shí)接入視頻信號(hào)、電話信號(hào)等網(wǎng)絡(luò)通信。PROFINET是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)，可以確保在網(wǎng)絡(luò)傳輸中重要數(shù)據(jù)的傳輸可靠性。每個(gè)區(qū)域內(nèi)需要將攝像機(jī)影像傳送至監(jiān)控中心。攝像機(jī)影像數(shù)據(jù)與信號(hào)采集控制數(shù)據(jù)特點(diǎn)如表1所示。
表1 攝像機(jī)影像數(shù)據(jù)與信號(hào)采集控制數(shù)據(jù)特點(diǎn)
比較項(xiàng)目 | 實(shí)時(shí)性要求 | 數(shù)據(jù)量太小 |
信號(hào)采集控制數(shù)據(jù) | 高，控制信號(hào)需要實(shí)時(shí)響應(yīng)，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作 | 小，往往kb級(jí)別 |
攝像機(jī)影像數(shù)據(jù) | 低 | 大，高清攝像頭往往6-8Mb |
將PROFINET應(yīng)用于管廊監(jiān)控，可以將數(shù)據(jù)采集、控制信號(hào)、視頻影像信號(hào)在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)傳輸。PROFINET協(xié)議相較于普通以太網(wǎng)協(xié)議具有更高的數(shù)據(jù)可靠性，確保整個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。
1.3控制層系統(tǒng)配置
PLC是控制層邏輯控制的核心，根據(jù)綜合管廊使用環(huán)境、功能要求等，可分為如下幾種類(lèi)型。
(1)監(jiān)控中心PLc。負(fù)責(zé)與下層PLc通信，將所有收集數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并提供開(kāi)放數(shù)據(jù)接口，與上位信息系統(tǒng)進(jìn)行通信。一般采用大型冗余PLc，以保證穩(wěn)定性、可靠性。
(2)防火分區(qū)PLC。如采用離散式系統(tǒng)架構(gòu)，則該P(yáng)LC負(fù)責(zé)該防火分區(qū)內(nèi)部數(shù)據(jù)采集與邏輯運(yùn)算，并與監(jiān)控中心PLc進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。由于管廊現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣(高溫、高濕、多塵)，一般也建議采用中型PLc(小型PLC普遍環(huán)境耐受性差，市場(chǎng)定位一般為0EM工廠客戶，雖然邏輯功能和處理速度等方面勉強(qiáng)能滿足系統(tǒng)要求，但在構(gòu)成大型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕M網(wǎng)性能、對(duì)上位信息系統(tǒng)的開(kāi)放性支持及鏈接數(shù)量、整個(gè)產(chǎn)品定位及產(chǎn)品所采用的元器件方面均導(dǎo)致該產(chǎn)品在整體性能上不能滿足綜合管廊苛刻的環(huán)境及功能要求)。管廊系統(tǒng)龐大，子站多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個(gè)項(xiàng)目對(duì)防火分區(qū)PLc組網(wǎng)性能、可擴(kuò)展性能上要求很高。另管廊所處地帶氣候潮濕，土地鹽堿，因此在管廊中的凝結(jié)水一般都具有很高的鹽堿性，對(duì)設(shè)備腐蝕及損害大。故對(duì)在該環(huán)境下運(yùn)行的設(shè)備具有很高的要求。
管廊內(nèi)部需要共同人廊各種線纜，包括110 kV、10 kV高壓電以及各種通信電纜，內(nèi)部
電磁環(huán)境復(fù)雜，要求設(shè)備本身具有良好的抗電磁干擾能力，不向外發(fā)射電磁干擾，即設(shè)備具有良好的電磁兼容性。
2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)特性
綜合管廊同時(shí)需要實(shí)現(xiàn)人員對(duì)講、人員定位、設(shè)備監(jiān)控維護(hù)等功能，而這些功能都可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。能否在同一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下實(shí)現(xiàn)這些功能，避免重復(fù)投資浪費(fèi)，節(jié)約成本，成為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋首先考慮的因素。
HTML5是*新—代萬(wàn)維網(wǎng)核心語(yǔ)言。Windows、Android、IOS等系統(tǒng)均支持H】['ML5協(xié)議，移動(dòng)設(shè)備的常用APP，如瀏覽器、微信、QQ等也均支持HTML5協(xié)議。
利用該技術(shù)可以發(fā)布web網(wǎng)頁(yè)(相當(dāng)于集成在PLC內(nèi)的人機(jī)界面系統(tǒng))，達(dá)到對(duì)PLC的監(jiān)控和診斷維護(hù)。利用支持HTML5協(xié)議的移動(dòng)端進(jìn)行PLC的監(jiān)控和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)人員定位和對(duì)講。
2.1設(shè)備監(jiān)控、維護(hù)
利用HTML5編寫(xiě)的網(wǎng)絡(luò)界面下載到PLc中(網(wǎng)絡(luò)界面的內(nèi)容可根據(jù)項(xiàng)目具體情況編輯)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行訪問(wèn)。另外，也可為PLC配備無(wú)線模塊，接入移動(dòng)端(如手機(jī)、Pad等)。將PLc發(fā)布的網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)路徑制作成二維碼，通過(guò)移動(dòng)端APP掃二維碼功能進(jìn)入到PLC監(jiān)控界面。將PLC本體的運(yùn)行狀態(tài)、故障信息等編輯到PLc發(fā)布的web畫(huà)面中，從而對(duì)PL設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。也可以在畫(huà)面中包含現(xiàn)場(chǎng)儀表、通風(fēng)、照明、給排水、供電等狀態(tài)和控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控和維護(hù)。因此，利用HTML5技術(shù)為每臺(tái)PLC節(jié)省觸摸屏，同時(shí)方便人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。
2.2人員定位
為現(xiàn)場(chǎng)ACu配置無(wú)線模塊，巡檢人員通過(guò)移動(dòng)設(shè)備(手機(jī)、Pad、智能穿戴設(shè)備)接入到現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線中，通過(guò)IP—Tech技術(shù)將巡檢人員連接數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巡檢人員的當(dāng)前位置。巡檢人員定位示意如圖4所示。
進(jìn)一步，可以將管廊實(shí)際地圖以及每套ACu的實(shí)際位置寫(xiě)入到現(xiàn)場(chǎng)PLC的HTML5畫(huà)面中，現(xiàn)場(chǎng)人員通過(guò)移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)PLc，從而巡檢人員和監(jiān)控中心都可了解巡檢人員的實(shí)際位置，在發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)協(xié)助救援和巡檢人員自救。
圖4 巡檢人員定位示意圖
2.3人員對(duì)講
巡檢人員的移動(dòng)設(shè)備連接無(wú)線模塊的WiFi而進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)以太網(wǎng)中，通過(guò)手機(jī)APP可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)講，甚至視頻對(duì)講，幫助巡檢人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行判斷，并采取正確的處理措施。以上是基于HTML5架構(gòu)所能實(shí)現(xiàn)的功能的初步構(gòu)想，便于綜合管廊運(yùn)維人員巡檢，確保管廊本體安全。
3 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)
3.1平臺(tái)概述
AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計(jì)，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內(nèi)部干擾性強(qiáng)、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。
3.2平臺(tái)組成
安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過(guò)瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)即可全局、整體的對(duì)管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。
3.3平臺(tái)拓?fù)?img src="https://mall.acrel.cn:10078/mall/8be8763bc7cc46f9a5db1a3257407529.png" style="width:800px;"/>
3.4平臺(tái)子系統(tǒng)
3.4.1電力監(jiān)控
電力監(jiān)控主要針對(duì)10/0.4kV地面或地下變電所，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表，用于測(cè)控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等。
3.4.2環(huán)境監(jiān)測(cè)
環(huán)境監(jiān)測(cè)包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃?xì)怏w濃度、門(mén)禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時(shí)也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。
3.4.3電氣安全
AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對(duì)配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門(mén)狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對(duì)UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預(yù)警。
3.5相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單
3.5.1電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
應(yīng)用場(chǎng)合（10KV） | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
| 10KV進(jìn)/饋線 |
| AM6-L | 相間電流速斷保護(hù)，相間xian時(shí)電流速斷保護(hù)（可帶低壓閉鎖），相間過(guò)電流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過(guò)流保護(hù)，反時(shí)限相間過(guò)流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），零序反時(shí)限過(guò)流保護(hù)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)，控制回路異常告警。 |
10/0.4KV變壓器 | AML-S | 分合閘位置、手車(chē)工作/試驗(yàn)位置、接地刀閘位置、硬接 點(diǎn)信號(hào)(保護(hù)跳閘、裝置告警、控制回路斷線、 裝置異常、未儲(chǔ)能、事故總等)、報(bào)文(過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、超溫報(bào)警、過(guò)溫報(bào)警、裝置告警、PT 斷線、CT 斷線、對(duì)時(shí)異常等) 、遙控 開(kāi)關(guān)、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、 跳閘、故障電流電壓)等。 | ||
智能操控裝置 |
| ASD500 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動(dòng)溫濕度控制及顯示（標(biāo)配一路強(qiáng)制加熱）、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲(chǔ)能旋鈕、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫。 | |
10KV計(jì)量 |
| PZ72L- E4/UT | 該儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測(cè)量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過(guò)面板薄膜開(kāi)關(guān)設(shè)置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬信號(hào)輸出;或帶開(kāi)關(guān)量輸入/輸出，繼電器報(bào)警輸出等功能。具有許昌開(kāi)普研究院有限公司、中心檢測(cè)合格的型式檢驗(yàn)報(bào)告證書(shū)和電磁兼容檢驗(yàn)證書(shū)，產(chǎn)品防護(hù)等級(jí)均達(dá)到IP65，符合管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)相關(guān)產(chǎn)品功能、防護(hù)等級(jí)及電磁兼容的要求。 | |
應(yīng)用場(chǎng)合（0.4KV） | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
| 0.4KV進(jìn)/出線 |
| PZ72L- E4/UT | 該儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測(cè)量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過(guò)面板薄膜開(kāi)關(guān)設(shè)置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬信號(hào)輸出;或帶開(kāi)關(guān)量輸入/輸出，繼電器報(bào)警輸出等功能。具有許昌開(kāi)普研究院有限公司、中心檢測(cè)合格的型式檢驗(yàn)報(bào)告證書(shū)和電磁兼容檢驗(yàn)證書(shū)，產(chǎn)品防護(hù)等級(jí)均達(dá)到IP65，符合管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)相關(guān)產(chǎn)品功能、防護(hù)等級(jí)及電磁兼容的要求。 |
無(wú)功補(bǔ)償 |
| ARC | 測(cè)量I、U、Hz、cosΦ，具備過(guò)電壓保護(hù)、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過(guò)大保護(hù)功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議 | |
| ANSVC | ANSVC低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置并聯(lián)在整個(gè)供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負(fù)載功率因數(shù)的變化通過(guò)控制器控制電力電容器投切進(jìn)行補(bǔ)償,無(wú)功功率補(bǔ)償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開(kāi)關(guān)、控制器等組成。 | ||
| ANSVG | 補(bǔ)償方式:線性補(bǔ)償，全響應(yīng)時(shí)間<5ms，瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間≤100us;補(bǔ)償效果:≥0.99，可補(bǔ)償容性無(wú)功和感性無(wú)功，濾除5、7、9、11、13次以內(nèi)的諧波;自身?yè)p耗:≤2%，效率:>98%;監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過(guò)PC機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控;具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過(guò)該界面看到系統(tǒng)和本體的實(shí)時(shí)電能質(zhì)量信息，操作簡(jiǎn)單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控;標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，縮短交付周期，同時(shí)提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。 | ||
溫濕度控制器 |
| WHD72- 11/UT | 智能型溫濕度控制器以數(shù)碼管方式顯示溫濕度值，有加熱器、傳感器故障指示、變送功能、帶有RS485通訊接口可供遠(yuǎn)程監(jiān)控，用戶可通過(guò)按鍵編程自行設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)。該儀表集測(cè)量、顯示、控制及通訊于一體，精度高、測(cè)量范圍寬，是一種適合于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的溫濕度測(cè)量控制儀表。具有許昌開(kāi)普研究院有限公司、中心檢測(cè)合格的型式檢驗(yàn)報(bào)告證書(shū)和電磁兼容檢驗(yàn)證書(shū)，產(chǎn)品防護(hù)等級(jí)均達(dá)到IP65，符合管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)相關(guān)產(chǎn)品功能、防護(hù)等級(jí)及電磁兼容的要求。 | |
智能網(wǎng)關(guān) |
| Anet系列 | 8個(gè)RS485串口 2kV隔離， 2個(gè)以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。 | |
應(yīng)用場(chǎng)合（配電室） | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
環(huán)境監(jiān)測(cè) | 溫濕度 |
| / | 用于配電房溫度和濕度。工作電源：AC/DC 85～265V 工作溫度：-40.0℃～99.9℃ 工作濕度：0%RH～99%RH |
煙霧 |
| / | 光電式煙霧傳感; 電源正極（DC 12V）：+12V，繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn) | |
水侵 |
| / | 接觸式水浸傳感器，監(jiān)測(cè)變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)所積水情況，工作電源：DC 10-30V 工作溫度：-20℃~+60℃ 工作濕度：0%RH~80%RH 響應(yīng)時(shí)間：1s 繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn) | |
局方檢測(cè) |
| / | 監(jiān)測(cè)變壓器、開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)柜的局部放電 | |
門(mén)禁 |
| / | 常開(kāi)型；感應(yīng)距離：30-50mm 材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度 干接點(diǎn)輸出 | |
攝像機(jī) |
| / | 視頻監(jiān)控 | |
開(kāi)關(guān)量模塊 |
| ARTU-KJ8 | 8路開(kāi)關(guān)量輸入,8路繼電器輸出 | |
智能網(wǎng)關(guān) |
| ANet-2E4SM | 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊,可擴(kuò)展16路。 | |
3.5.2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
應(yīng)用場(chǎng)合 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
各變電所 | 0.4KV出線 |
| ARCM200 系列 | 用于檢測(cè)TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等電氣參數(shù)，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。 |
各艙室 | 末端配電箱 |
| ARCM300 系列 | 用于檢測(cè)TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等電氣參數(shù)，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。 |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機(jī) |
| Acrel-6000/B3 | 接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理，采用485通訊 |
主變點(diǎn)所 監(jiān)控中心 | 控制主機(jī) |
| Acrel-6000/B | 接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器信號(hào)和各區(qū)域分機(jī)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理，可采用485通訊。 |
配套附件 | ||||
0.4kV電流 互感器 |
| AKH-0.66 | 測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)。 | |
3.5.3消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)
應(yīng)用場(chǎng)合 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
消防設(shè)備電源電壓監(jiān)控 |
| AFPM3-2AVM | 監(jiān)測(cè)兩路三相交流電壓，二總線通訊。 | |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機(jī) |
| AFPM100/B3 | 接收消防設(shè)備電源監(jiān)控探測(cè)器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理，可采用二總線通訊。 |
主變點(diǎn)所 監(jiān)控中心 | 控制主機(jī) |
| AFPM100/B1 | 接收消防設(shè)備電源監(jiān)控探測(cè)器信號(hào)和各區(qū)域分機(jī)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理，可采用二總線通訊。 |
應(yīng)用場(chǎng)合 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
普通艙室 配電室 | 常開(kāi)防火門(mén) |
| AFRD-CK(YT)-65 AFRD-CK(YT)-85 AFRD-CK(YT)-120 | 監(jiān)測(cè)常開(kāi)防火門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)。 |
常閉防火門(mén) |
| 單扇：AFRD-CB1(YT) 雙扇：AFRD-CB2(YT) | 監(jiān)測(cè)常閉防火門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)。 | |
防爆艙室 | 常開(kāi)/常閉 防火門(mén) |
| AFRD-MC | 監(jiān)測(cè)常開(kāi)、常閉防火門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)。 |
監(jiān)測(cè)模塊 |
| AFRD-CK/CB | 接收AFRD-MC的狀態(tài)信息同步傳輸至防火門(mén)監(jiān)控主機(jī)。 | |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機(jī) |
| AFRD100/B3 | 接收防火門(mén)監(jiān)控模塊和防火門(mén)一體式探測(cè)器的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)防火門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。 |
主變點(diǎn)所 監(jiān)控中心 | 控制主機(jī) |
| AFRD100/B | 接收防火門(mén)監(jiān)控模塊和防火門(mén)一體式探測(cè)器的信號(hào)以及各區(qū)域分機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)防火門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。 |
3.5.5消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)
應(yīng)用場(chǎng)合 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
各變電所和非防爆艙室 | 集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具（高防護(hù)） |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H (單面安全出口) | 防護(hù)等級(jí)：IP67 設(shè)備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H (單面疏散出口) | 防護(hù)等級(jí)：IP67 設(shè)備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 | ||
集中電源集中控制型消防應(yīng)急照明燈具（高防護(hù)） |
| A-ZFJC-E*W-A604T8 單管式應(yīng)急照明燈具 | 防護(hù)等級(jí)：IP67 設(shè)備尺寸：Φ26*L 400、Φ26*L 600、Φ26*L 1200 安裝方式：吸頂、吊掛 設(shè)備功率：3、6、9、12、15W | |
| A-ZFJC-E*W-A603HC 高防護(hù)應(yīng)急照明燈具 | 防護(hù)等級(jí)：IP67 設(shè)備尺寸：Φ175*H 60 安裝方式：吸頂、壁掛 設(shè)備功率：3、6、9、12、15W | ||
| A-ZFJC-E*W-A603HE 高防護(hù)應(yīng)急照明燈具 | 防護(hù)等級(jí)：IP67 設(shè)備尺寸：198*98*55 安裝方式：吸頂、壁掛 設(shè)備功率：3、6、9、12、15W | ||
消防應(yīng)急燈具電源 |
| A-D-0.3KVA-A200L A-D-0.5KVA-A200L A-D-0.75KVA-A200L A-D-0.1KVA-A200L | 防護(hù)等級(jí)：IP65 設(shè)備尺寸：500*400*200、600*480*230 安裝方式：壁掛 設(shè)備功率：0.3、0.5、0.75、1KVA 回路數(shù)量：8路 | |
防爆艙室 | 集中電源集中控制型消防應(yīng)急防爆標(biāo)志燈具 |
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX （防爆單面出口) | 防護(hù)等級(jí)：IP65 防爆等級(jí)：Ex de IIC T6 Gb/Ex tD A21 IP66 T80℃ 設(shè)備尺寸：165*375*65 安裝方式：壁掛 |
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX （防爆單面左向) | 防護(hù)等級(jí)：IP65 防爆等級(jí)：Ex de IIC T6 Gb/Ex tD A21 IP66 T80℃ 設(shè)備尺寸：165*375*65 安裝方式：壁掛 | ||
集中電源集中控制型消防應(yīng)急防爆照明燈具 |
| A-ZFJC-E*W-A630EX | 防護(hù)等級(jí)：IP65 防爆等級(jí)：Ex de IIC T6 Gb/Ex tD A21 IP66 T80℃ 設(shè)備尺寸：256*243*78 安裝方式：壁掛 設(shè)備功率：3、6、10W | |
| A-ZFJC-E*W-A632EX | 防護(hù)等級(jí)：IP65 防爆等級(jí)：Ex de IIC T6 Gb/Ex tD A21 IP66 T80℃ 設(shè)備尺寸：Φ135mm*H 168mm 安裝方式：吊管安裝 設(shè)備功率：3、6、9、12、15W | ||
消防應(yīng)急燈具電源(防爆) |
| A-D-0.3KVA-A200EX A-D-0.5KVA-A200EX A-D-1KVA-A200EX | 防護(hù)等級(jí)：IP43 設(shè)備尺寸：904*702*220、1354*702*220 安裝方式：壁掛 設(shè)備功率：0.3、0.5、1KVA 回路數(shù)量：8路 | |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機(jī) |
| A-C-A100/B3 | 區(qū)域分機(jī)通過(guò)總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)終端，在險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，自動(dòng)將信息指令發(fā)布到每個(gè)終端，終端收到指令之后自動(dòng)開(kāi)始工作，如頻閃、變向、開(kāi)、滅燈等工作，實(shí)時(shí)指示安全的疏散路線。 |
中繼器 |
| CAN轉(zhuǎn)光纖中繼 | 通過(guò)CAN轉(zhuǎn)光纖中繼實(shí)現(xiàn)把CAN總線傳輸轉(zhuǎn)換至光纖傳輸延長(zhǎng)通訊距離增加方案多樣性。 | |
主變電所 監(jiān)控中心 | 監(jiān)控主機(jī) |
| A-C-A100 | 監(jiān)控主機(jī)通過(guò)總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)終端，在險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，自動(dòng)將信息指令發(fā)布到每個(gè)終端，終端收到指令之后自動(dòng)開(kāi)始工作，如頻閃、變向、開(kāi)、滅燈等工作，實(shí)時(shí)指示安全的疏散路線。 |
4 結(jié)語(yǔ)
介紹了便于綜合管廊運(yùn)維的系統(tǒng)集成方案，可負(fù)責(zé)所在片區(qū)的綜合監(jiān)控任務(wù)和數(shù)據(jù)處理，將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)上傳，下發(fā)上位的控制指令，同時(shí)系統(tǒng)還需要有靈活的結(jié)構(gòu)，以便于后期系統(tǒng)的擴(kuò)展。
參考文獻(xiàn)
【1】殷憲飛．BIM技術(shù)在城市綜合管廊運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的應(yīng)用研究[D]
【2】鄭立寧.羅春燕,王建．綜合管廊智能化運(yùn)維管理技術(shù)綜述[J]
【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05
【4】姬衛(wèi)東，戴德松. 便于綜合管廊運(yùn)維的系統(tǒng)集成方案
