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    智能電量變送器和繼電器輸出模塊在樓宇電氣監控系統中的應用

    摘要:電力大樓電氣監控自動化系統是以控制模塊和組態軟件為核心,狀態采集模塊和電量采集模塊為基礎,通過RS232、RS485和TCP/IP協議等協議組成網絡實現分散數據檢測,集中數據監測、分析、管理與控制的智能數字化在線監控系統。
    關鍵詞:組態軟件 電量采集模塊 智能電量變送器 
    一、前言
         隨著通訊技術和控制技術的發展,集中監控管理已成為樓宇智能管理發展的必然趨勢。由于辦公大樓配電室、配電箱、控制開關、空調等分布較散,很難及時、有效的了解各配電設備的安全運行狀態;電梯電源離值班室較遠,值班員很難實時了解電梯電源狀態;大樓安全監控點、消防監控點只有組成網絡才能實現集中管理。為了實現電力大樓的高效、智能化管理,開發了這套電力大樓電氣監控自動化系統。
    二、大樓概況
        電力管理總公司電力大樓的配電系統主要包括辦公大樓照明配電、動力配電、6KV配電室的高壓和低壓配電。辦公大樓照明配電系統主要分為新樓和舊樓兩套單獨的配電系統,由位于大樓后側的6KV配電室提供低壓照明電源。舊樓部分共12層的配電電源分別由分配在1、6、9、11樓層的配電柜提供;新樓部分包括地下室共11層的配電電源由新樓配電間的配電母排提供。舊樓的4個配電柜向各樓層墻壁配電箱提供電源,每個樓層墻壁配電箱包括1路進線和16路出線;新樓墻壁配電箱包括1路進線和13路出線。6KV配電室包括高壓室和低壓室兩部分,高壓室包括2路進線和1組高壓母聯;低壓室包括2路低壓進線和1組低壓母聯及54路饋出開關。
    三、工作原理
         電力大樓電氣監控自動化系統是一個分布控制概念的集散系統。它采用三個層次、獨立模塊的結構形式。電氣測控單元把現場采集的各條回路的電氣狀態量及重要支路的實時數據傳送給信息處理單元,信息處理單元把接受的信息進行數據處理,上傳監控中心單元及執行監控中心單元下達的命令。
         監控單元:中央電腦主要起監視作用,完成人機對話,它對各監控單元傳輸來的各種數據進行分析,動態顯示各個區域、實時運行信息,超限報警。中央電腦具備運行信息數據庫,存儲半年以上的監視、運行報告。
        信息處理單元:PCC作為信息處理單元,主要完成數據的處理、信息的上傳和下達。
        電氣測控單元:主要進行現場數據的采集和控制。 
    四、智能模塊
        1、R-8073N/W 
    多功能智能電量采集模塊

    本產品內部集成了微型控制電腦芯片、數字信號處理芯片、標準的通信接口,兼容RS-485或RS-232接口,可以完成測量、校準、設定、遙測、遙調等功能。由于體積小、功能多、精度高,可以用在多種交流用電場合下的測量、計量以及遠程集中抄表、監控管理。性能優異、價格低廉,可有效的降低用戶使用成本。

    規格:
    -  被測路數:三相電流、電壓,1路DI,2路DO互感器位置
                內置(R-8073N)
                外置(R-8073W)
    -  被測參數:電流電壓的真有效值、功率因數、有功功率、無功功率、頻率、功率因數、輸入有功電度、輸出有功電度、總電度、無功電度、視在功率、總的視在功率
    -  輸入頻率:47~75Hz
    -  電壓量程:10~500V,可通過外加電壓互感器及設定電壓變比測量較高電壓
    -  電流量程:基本量程0~5A,可通過外加電流互感器及設電流變比測量較大電流
    -  信號處理:16位A/D轉換,6通道,每通道均以4KHz速率同步交流采樣,模塊實時數據為1秒的真有效值(每秒刷新1次)
    -  過載能力:1.4倍量程輸入可正確測量;瞬間(10周波)電流5倍,電壓3倍量程不損壞
    -  輸出數據:三相電壓Ua、Ub、Uc;三相電流Ia、Ib、Ic;有功功率P、無功功率Q、功率因數PF、頻率f、各相有功功率Pa、Pb、Pc;各相無功功率Qa、Qb、Qc;正向有功電度、反向有功電度、正向無功電度、反向無功電度等電參數
    -  輸出接口:RS-485/RS-232,可跳線選擇
    -  通訊速率:1200/2400/4800/9600BPS
    -  通訊協議:ASCII命令集及MODBUS/ASCII,MODBUS RTU協議
    -  精度等級:電流、電壓0.2級,其他0.5級
    -  參數設定:模塊地址、通訊速率、電壓電流變比可通過通訊接口設定
    -  供電電源:+10V~+30VDC或220VAC
    -  帶有上下限報警、缺相報警、過載報警、過壓報警、欠壓報警
    -  內置實時鐘,提供年、月、日、時、分、秒信息,配備鋰電池,確保時鐘10年不間斷供電


    2
    、R-8060/R-8060+4路隔離數字量輸入/4路繼電器輸出模塊

    -  4路單端數字輸入
    高電平:3.5V~30V
    低電平:0~1V
    -  輸入隔離電壓:5000V 
    -  輸入阻抗:3KΩ
    -  4路繼電器輸出
    -  觸點容量:2A@220VAC,2A@24VDC
    -  帶Modbus通訊協議(R-8060+)

    五、結構組成
     
    六、系統功能:
            1、電源管理
    高、低壓電網各系統實現智能化集中監視和控制。通過遙控的方式,優化供電系統管理,更有效地調配能源和節約能源。
            2、故障定位
    供配電系統、照明系統、空調通風系統、電梯系統、直流電源系統的各種故障,能夠從人機界面上進行及時和準確的反應出來。
            3、報警管理
            A) 報警信息:
    所有報警顯示有關報警監控點的詳細資料,包括發生的名稱及時間。
            B) 報警級別:
    根據嚴重性分為三級,以便更有效及快速處理嚴重的報警。用戶可以為不同的報警自行決定嚴重性的級別。
            C) 報警輸出:

          (1)、聲音報警,當有報警出現時,自動發出音樂報警;
          (2)、圖像報警,當有報警出現時,自動彈出報警信息畫面;
          (3)、短信輸出,當有報警出現時,通過短信形式自動發送到指定的手機上;
    根據現場發出的報警信號,監控中心進行故障診斷和故障分析,發出聲光報警,為運行人員提供故障診斷依據;
     
        
            4、安全管理
            設置多用戶、多級別的操作權限,只有操作人員輸入正確的管理員名字和密碼,才能對控制設備進行操作,保證系統的安全運行。
        
             5、網絡瀏覽
            以主操作站作為基礎,將各操作站通過以太網連在一起,構成更大的網絡系統。并以Web方式在網上發布,管理人員在客戶端只需安裝標準瀏覽器,就可以實現對整個建筑物(群)的監控和管理。
            6、檔案管理
            系統可自動對每一次調控操作進行存檔,對以往的故障數據和重要數據等內容進行管理,以備隨時查詢,進行故障分析。每個CPU擁有下列記錄累積:運行累積、模擬量及脈沖累積記錄、發生事項的累積記錄,若記錄累積超過用戶所定下的限額,系統將自動把用戶指定的警告信息釋放出來。
            7、報表輸出
            可根據用戶的需要輸出各種形式的報表。
    七、系統特點:
            1、直觀性:
            采用圖形化的管理和監控界面,讓用戶可以直觀地管理和監視設備的運行狀況,包括圖形化的系統網絡結構,設備監控界面,歷史數據和即時數據趨勢顯示。
            2、可靠性:
            設計上充分體現了分散控制、集中管理的特點。保證每個分站系統都能獨立控制,同時在中央工作站上又能做到集中管理,使得整個系統的結構完善、性能可靠。
            系統當中的各級別設備都可獨立完成操作,即在同一時刻組成不同級別的集散系統(或不同級別的結構組織形式),使用界面非常方便,同時使系統可靠性大為增加。
            3、先進性:
            優越的遠程通訊功能,能夠使不同樓宇間的控制系統聯系起來組成一個群集系統。
            網絡結構的開放性和兼容性,確保了它和先進通訊技術結合的能力,并且保證系統結構在產品更新換代時的延續性。
            4、經濟性:
            結構形式為模塊式,控制方式極其靈活,控制層的維護和擴展極為方便。使得樓宇自控系統可以很方便地擴展,節省初期投資,系統各部分可分別隨調試完成投入使用。系統能夠滿足您在物業管理上節省費用的要求,投入有效的費用即能保證辦公區域的舒適和安全。
            5、可擴展性:
            模塊化的配置,便于系統擴展,集先進、標準、可靠、易維護為一體。
    八、推廣前景
         此功能符合樓宇自動化發展的方向,增加了大廈和小區配電電源的安全運行的可靠性。整體設計符合目前國內樓宇自動化水平的要求,由于此功能可以和樓宇其它監控集成在一起,組成一個網絡系統,增加了系統運行的可靠性,減少了安全隱患,又節約成本,將會受到廣大用戶的歡迎。

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