開灤信控供電系統監控平臺的設計與實現

李小良

（開灤集團信息與控制中心，河北 唐山 063018）

隨著開灤集團公司的信息化和自動化程度的日益提高，兩化融合的快速發展，信控中心二層通信專網、三層計算機網絡、軟件平臺等信息化、自動化設備與日俱增，其供電系統的可靠性、安全性、穩定性、連續性等各方面的性能越來越受到關注和重視。一旦機房供電系統設備出現故障，就會嚴重影響計算機網絡、軟件平臺、通信專網等系統的安全穩定運行。

隨著計算機技術、網絡通信技術、現代低壓監控技術的日趨完善，實現供電系統監測、控制的智能化、網絡化已成為今后發展的必然趨勢。根據開灤集團公司對礦井信息化、自動化規劃發展需求，為保證開灤集團計算機網絡、軟件平臺、通信專網等設備的安全穩定運行，保證供電可靠性，提高供電品質，本文設計并開發了開灤信控供電系統監控平臺。

1 整體設計思路

開灤信控供電系統監控平臺的主要目的是實現對電力機房低壓配電設備、UPS設備、通信整流電源、空調、蓄電池等設備實時數據的采集、數字通信、控制、設備維護及綜合信息的管理功能。

平臺基于B／S和C／S架構設計開發，提供實時WEB服務，以現代化控制理論為基礎，將在線監控技術、傳感器技術、數字處理技術、無線通信技術、計算機管理技術有機的融為一體，通過安裝在供電設備上的多種傳感器和現場監測裝置，在線監視、監測、監控各供電設備的運行狀態及設備周圍的環境狀況。

平臺實現對機房供電設備、環境進行24h，全年365天不間斷實時監控。當供電設備的運行狀態、設備環境發生異常時，平臺及時偵測故障和報警，向調度指揮中心發送監測信息和報警信息，并能通過屏幕報警、電話語音、手機短信等多種報警方式通知相關技術人員處理；具有實時監控設備運行狀態、預期故障發生、迅速排除故障、記錄和處理相關數據、進行綜合管理等多重功能。

監控平臺能達到以下技術要求:

（1）能形成涵蓋本地網規模的多級監控網，系統具備較強的擴容能力。

（2）達到實時的響應時間，并實現系統性能與系統規模的無關性。

（3）能解決動力機房施工方面的各種技術要求。

（4）能將各機房及各種設備重要參數集中在一個中文人機界面。

（5）能將各種傳統設備及智能型設備完整納入多級監控網，必須能完整地將電池組的監控與管理納入監控系統。

（6）具備在線擴容、設置更新的能力。

（7）具備能實現無人或少人值守的能力。

2 平臺監控項目

開灤信控供電系統平臺監控項目如下:

（1）交流配電監控

監測交流配電柜的主回路和各分回路的各種參數如電壓、電流、頻率、有功功率、功率因數、無功功率、視在功率、有功電度、無功電度等；通過增加開關量采集模塊監視各級開關的開關狀態；增加控制模組可實現遠程遙控配電柜分合閘控制；顯示和記錄各種參數的變化曲線，記錄所有干擾或故障的細節和波形，并對各種報警狀態進行記錄和報警處理，提供一個完整的供電質量診斷。

（2）UPS電源監控

監測參數包括輸入輸出電壓、電流、頻率、功率、蓄電池組的電壓、后備時間、溫度等；狀態包括整流器、逆變器、電池、旁路、負載等部件的狀態；顯示和記錄各種參數的變化曲線，并對各種報警狀態進行記錄和報警處理。

（3）蓄電池監控

監測內容包括蓄電池組（多種規格2V、6V、12V）的單體電池電壓、總電壓、總電流、溫度，可輸出電壓、電流充放電曲線。

（4）整流電源監控

實時監控機房整流電源各部件運行參數、狀態及報警信息，交流輸入電壓，交、直流輸出電壓，總負載電流，每個整流模塊輸出電流，主、分路電流，蓄電池充、放電電流，每個整流模塊工作狀態（開／關機，均／浮充／測試，限流／不限流，故障／正常），直流輸出電壓過壓／欠壓，蓄電池熔絲狀態，主、分路熔絲／開關故障。

（5）精密空調監測

實時監測精密空調的回風溫度、回風濕度、冷凍水進出溫度、流量、冷卻水進出溫度及冷凍機、冷凍水泵、冷卻水泵工作電流等參數；監測工作狀態包括壓縮機狀態、風機狀態、加熱器狀態、抽濕器狀態，水冷式空調還可監測到冷卻水塔的補水池液面狀態、冷卻水塔風扇狀態、冷卻水閥門狀態等各種工作狀態；顯示和記錄各種參數變化曲線，并對各種報警狀態進行實時的記錄和報警處理。

（6）環境監測

溫濕度監測，采用溫濕度傳感器，以直觀的畫面實時記錄和顯示機房各區域的溫濕度數據及變化曲線，以及越界報警信息處理。

漏水監測，采用水浸傳感器，以直觀的畫面實時記錄和顯示機房空調區域的漏水報警狀態。

煙感監測，采用紅外煙感傳感器，以直觀的畫面實時記錄和顯示機房區域內的火災報警狀態。

3 監測監控指標

開灤信控供電系統平臺監測監控指標如下:

（1）測量精度

電量傳感器（變送器）的平均精度為0.25%，優于0.5%；直流電壓精度優于0.25%，其他模擬量優于2%。單體電池電壓誤差小于3mV，總電壓誤差小于50mV。系統所有開關量的準確率為100%。

（2）響應時間

在設備發生故障時，從告警發生到值守監控中心的時間間隔在3～5s，非智能型設備故障告警DI量反應時間為1～2s，智能型設備最大故障間隔時間為15s（其中包括智能型設備自行數據處理反應時間）。非智能型設備的數據響應時間小于3s，命令執行響應時間小于2s。智能型設備數據響應時間小于5s，命令執行響應時間小于10s（包括智能型設備本身的處理響應時間）。在各級中心調閱曲線約3～4s的刷新率。

（3）告警準確率

系統故障告警準確率為100%，沒有誤告。發生連續告警時，具有多事件多地點同時告警功能。在系統畫面告警顯示欄，依據告警的先后、等級，將告警逐條顯示，無漏告。

（4）可靠性

能夠365天×24小時不間斷地連續工作，平均無故障時間（MTTF）不小于2萬小時，平均修復時間（MTTR）小于0.5小時。

（5）安全性

系統應有完善的安全防范措施，對所有操作人員按其工作性質分配不同的權限，并有完善的密碼管理功能，以保證系統及數據的安全。

4 結束語

本文設計并開發的開灤信控供電系統監控平臺能夠實現對電力機房低壓配電設備、UPS設備、通信整流電源、空調、蓄電池等設備實時數據的采集、數字通信、控制、設備維護及綜合信息的管理功能；保證供電系統工作的連續性以及優化電氣設備的運行，減輕了供電維護人員負擔，提高設備的效率，減少生產成本，優化運營成本，減少維修成本；平臺提供開放式標準接口，根據業務需求可接入到集團公司信息化、自動化綜合管理平臺，實現統一管控。

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