一種大容量檢測用門禁系統(tǒng)

周媛 潘勇

摘 要：在大容量檢測中涉及中高壓關(guān)合與開斷試驗(yàn)，較大的電壓和電流會危害人身安全，安裝門禁系統(tǒng)便于對檢測過程與試驗(yàn)安全性進(jìn)行監(jiān)管和保證，也可以防止人員誤進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域。本文提出了一種大容量檢測用門禁系統(tǒng)，主要從總體架構(gòu)、工作原理、注意事項(xiàng)和實(shí)施方式方面進(jìn)行了闡述，為相關(guān)試驗(yàn)人員提供參考，具有一定的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：大容量檢測，中高壓關(guān)合與開斷試驗(yàn)，門禁系統(tǒng)，安全性，總體架構(gòu)

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.07.035

An Access Control System for Large Capacity Detection

ZHOU Yuan PAN Yong

（Shandong Institute of Inspection on Product Quality）

Abstract： Medium and high voltage closing and breaking tests are involved in large capacity detection. Higher voltage and current will endanger personal safety. Installation of access control system is convenient for monitoring and ensuring the detection process and test safety， and also can prevent personnel from entering the test area by mistake. This paper puts forward an access control system for large capacity detection， which is mainly described from the aspects of overall structure， working principle， precautions and implementation methods， which provides reference for relevant testers， and has certain guiding signifi cance and practical value.

Keywords： large capacity detection， medium and high voltage closing and breaking test， access control system， safety， overall architecture

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電力設(shè)備的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)供電的重要保障，大容量檢測試驗(yàn)的核心是對設(shè)備可靠性進(jìn)行測試，這對確保設(shè)備性能穩(wěn)定至關(guān)重要[1-4]。大容量檢測試驗(yàn)室主要進(jìn)行高壓交流斷路器、高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)、3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、高壓/低壓預(yù)裝式變電站等高壓交流開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的檢驗(yàn)檢測，這些電力系統(tǒng)用于交流開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，運(yùn)行在電壓3 kV及以上。在大容量檢測中涉及中高壓關(guān)合與開斷試驗(yàn)，電壓和電流較大，存在安全隱患，會危害人身安全，安裝門禁系統(tǒng)便于監(jiān)管也可以防止人員誤進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域；在大容量檢測中試驗(yàn)樣品存在不合格情況時(shí)，產(chǎn)生的爆炸沖擊波對人和試驗(yàn)室存在破壞性。但是，普通的門鎖不方便、鑰匙多、易破壞、易復(fù)制、安全性低，不適用于大容量檢測試驗(yàn)室。

本文提供了一種大容量檢測用門禁系統(tǒng)，保證了在授權(quán)的門禁卡沒有歸位，以及實(shí)驗(yàn)室門沒有關(guān)閉時(shí)，試驗(yàn)無法進(jìn)行，有利于保障人身安全。

1 總體架構(gòu)

本文提出的大容量檢測用門禁系統(tǒng)包括發(fā)卡器、電源、第一處理器、交換機(jī)、第二處理器、第三處理器、顯示器、若干個(gè)火災(zāi)傳感器、若干個(gè)門禁控制器、若干個(gè)行程開關(guān)、若干個(gè)斷路器控制器和若干個(gè)斷路器，其總體架構(gòu)見圖1。

各部件功能主要有：

（1）發(fā)卡器用于在設(shè)置門禁卡權(quán)限時(shí)獲取門禁卡信息，并發(fā)送至第一處理器。

（2）電源分別與發(fā)卡器和第一處理器連接，用于供電到發(fā)卡器和第一處理器。

（3）第一處理器功能有：1）用于基于門禁卡信息統(tǒng)計(jì)門禁卡數(shù)量，若鑰匙孔的狀態(tài)為有鑰匙插入時(shí)鑰匙孔數(shù)量，并與門禁卡數(shù)量一致，同時(shí)所有實(shí)驗(yàn)室門的狀態(tài)為關(guān)閉，則生成合閘指令來控制所有斷路器合閘；2）基于門禁卡權(quán)限將門禁卡信息發(fā)送至對應(yīng)的門禁控制器進(jìn)行存儲；3）將生成的合閘指令發(fā)送至第二處理器，第二處理器接收到合閘指令后將合閘指令發(fā)送至各個(gè)斷路器控制器，以控制相應(yīng)的斷路器合閘；4）用于接收火災(zāi)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室門后生成電源切除指令以及需要進(jìn)行電源切除的實(shí)驗(yàn)室門，并發(fā)送至第二處理器；5）用于接收急停指令，在接收到急停指令后生成分閘指令，將分閘指令發(fā)送至第二處理器；6）用于在生成合閘指令后發(fā)送控制指令至警示柱燈和電鈴，使警示柱燈變?yōu)榧t色，且電鈴發(fā)出聲音。

（4）行程開關(guān)設(shè)置于鑰匙孔內(nèi)，用于獲取鑰匙孔的狀態(tài)，并發(fā)送至第一處理器，鑰匙孔用于插入與門禁卡綁定的鑰匙。

（5）交換機(jī)分別與第一處理器和若干個(gè)門禁控制器連接，用于數(shù)據(jù)傳輸。

（6）門禁控制器用于獲取所有試驗(yàn)室門的狀態(tài)，并發(fā)送至第一處理器；還用于接收讀卡器讀取的門禁卡信息，與存儲的門禁卡信息進(jìn)行比對，若存在，則通過控制門磁開關(guān)來實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)室門的打開。

（7）第二處理器用于接收到電源切除指令以及需要進(jìn)行電源切除的實(shí)驗(yàn)室門后，將電源切除指令發(fā)送相應(yīng)的門禁控制器，切斷相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室門的門禁控制器電源；還用于接收到分閘指令后，將分閘指令發(fā)送至各個(gè)斷路器控制器以控制相應(yīng)的斷路器分閘。

（8）第三處理器連接著若干個(gè)火災(zāi)傳感器，并存儲著每個(gè)火災(zāi)傳感器對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室門；還用于在接收到火災(zāi)傳感器發(fā)送來的火災(zāi)信號后，判斷發(fā)送火災(zāi)信號的傳感器對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室門，并將火災(zāi)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室門發(fā)送至第一處理器。

2 技術(shù)方案

2.1 工作原理

如圖1所示本文提出的大容量檢測用門禁系統(tǒng)的工作原理為：電源（AC220V）分別與發(fā)卡器和第一處理器連接，用于供電到發(fā)卡器和第一處理器。第一處理器分別與發(fā)卡器、顯示器、行程開關(guān)和交換機(jī)連接。交換機(jī)還連接有第二處理器、第三處理器和若干個(gè)門禁控制器，用于數(shù)據(jù)傳輸。第三處理器連接有若干個(gè)火災(zāi)傳感器。第二處理器連接有若干個(gè)斷路器控制器。每個(gè)斷路器控制器連接一個(gè)斷路器。

2.2 注意事項(xiàng)

在實(shí)際檢測過程中需注意以下幾點(diǎn)：

（1）在大容量檢測試驗(yàn)室所在的整個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，根據(jù)需要設(shè)置若干個(gè)火災(zāi)傳感器。電源、發(fā)卡器、第一處理器、交換機(jī)、顯示器和若干個(gè)行程開關(guān)可以組裝為門禁卡管理柜。一個(gè)門禁卡可以打開多個(gè)實(shí)驗(yàn)室門，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室門也可以被多個(gè)門禁卡打開；還設(shè)置有應(yīng)急門禁卡，所有實(shí)驗(yàn)室門都可以被應(yīng)急門禁卡打開。每個(gè)門禁卡綁定一個(gè)鑰匙。

（2）門禁卡在不使用時(shí)將綁定的鑰匙插入門禁卡管理柜的鑰匙孔內(nèi)，在使用門禁卡時(shí)用戶將鑰匙拔出連帶門禁卡一起取出。

（3）每個(gè)門禁控制器設(shè)置于一個(gè)大容量檢測試驗(yàn)室門的門禁鎖上。門禁控制器連接有門磁開關(guān)，用于通過控制門磁開關(guān)來實(shí)現(xiàn)大容量檢測試驗(yàn)室門的開關(guān)。

（4）行程開關(guān)是一個(gè)傳感器，行程開關(guān)設(shè)置于鑰匙孔內(nèi)，用于獲取鑰匙孔的狀態(tài)，即該鑰匙孔內(nèi)是否有鑰匙插入。鑰匙孔用于插入與門禁卡綁定的鑰匙。

2.3 實(shí)施方式

在實(shí)際檢測中各部件工作過程為：

（1）第一處理器實(shí)施方案：1）第一處理器配置有門禁管理系統(tǒng)，包括門禁卡授權(quán)模塊。管理員將門禁卡放置于發(fā)卡器上，同時(shí)通過賬號密碼登錄門禁管理系統(tǒng)對門禁卡進(jìn)行授權(quán)。2）第一處理器獲取門禁卡權(quán)限以及發(fā)卡器讀取的門禁卡信息（ID號），基于門禁卡權(quán)限將門禁卡信息通過交換機(jī)發(fā)送至對應(yīng)的門禁控制器進(jìn)行存儲，同時(shí)第一處理器將門禁卡信息和門禁卡權(quán)限進(jìn)行存儲，基于門禁卡信息統(tǒng)計(jì)門禁卡數(shù)量。3）第一處理器配置有門禁管理系統(tǒng)、電子地圖模塊（用于獲取用戶導(dǎo)入的如DWG、BMP等多種格式的實(shí)驗(yàn)區(qū)域地圖），還包括渲染模塊，用于將獲取的所有實(shí)驗(yàn)室門的狀態(tài)渲染到試驗(yàn)區(qū)域地圖上，并通過顯示器進(jìn)行顯示。4）第一處理器通過內(nèi)部局域網(wǎng)采用TCP/IP訊協(xié)議連接到服務(wù)器上，并通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享。5）第一處理器可通過交換機(jī)與視頻監(jiān)控裝置聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動，用于在接收視頻監(jiān)控裝置發(fā)送的入侵報(bào)警信號后，發(fā)出報(bào)警信號，監(jiān)視并聯(lián)動相關(guān)區(qū)域的門禁控制器。6）可通過交換機(jī)連接警示柱燈和電鈴，警示柱設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室入口處，電鈴燈設(shè)置在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，在生成合閘指令后發(fā)送控制指令至警示柱燈和電鈴，使警示柱燈變?yōu)榧t色，電鈴發(fā)出聲音，所有人員都必須離開現(xiàn)場帶電區(qū)域，否則警示柱燈為綠色。只有警示柱燈為綠色時(shí)，即表示該區(qū)域試驗(yàn)電路為安全狀態(tài)時(shí)方可進(jìn)入。如果在柱燈為紅色時(shí)有人員進(jìn)入，則將通過門聯(lián)鎖將該區(qū)域試驗(yàn)電路自動帶到安裝狀態(tài)。

（2）門禁卡實(shí)施方案：1）門禁卡授權(quán)模塊能對所有持卡人進(jìn)行分級管理，根據(jù)持卡人的身份確定其對各門的通行權(quán)。能很方便地實(shí)現(xiàn)多級權(quán)限設(shè)置功能。2）通過門禁卡授權(quán)模塊可設(shè)置每張卡（即每個(gè)人）的進(jìn)出權(quán)限、時(shí)間范圍、節(jié)假日限制等，如高級管理者的門禁卡可隨時(shí)進(jìn)出任何一扇門，部門管理者可進(jìn)出本部門所有門，而一般職員只能在上班時(shí)間內(nèi)進(jìn)出本部門的門，超出上班時(shí)間將無法進(jìn)出。3）可以結(jié)合密碼輸入來確認(rèn)持卡者的合法性，然后決定是否開門，各種權(quán)限可由用戶自由設(shè)置。4）在大容量檢測試驗(yàn)進(jìn)行之前，工作人員攜帶在門禁卡管理柜取出的鑰匙和門禁卡進(jìn)行刷卡，打開大容量檢測試驗(yàn)室門，進(jìn)入大容量檢測試驗(yàn)室進(jìn)行設(shè)備調(diào)試。5）設(shè)備調(diào)試完畢后，工作人員將鑰匙和門禁卡一起歸還至門禁卡管理柜，將鑰匙插入鑰匙孔，行程開關(guān)用于檢測鑰匙孔的狀態(tài)，并發(fā)送至第一處理器。

（3）門禁控制器實(shí)施方案：1）門禁控制器連接有讀卡器，用于接收讀卡器讀取的門禁卡信息，與存儲的門禁卡信息進(jìn)行比對，若存在，則通過控制門磁開關(guān)來實(shí)現(xiàn)大容量檢測試驗(yàn)室門打開。2）如果一個(gè)門禁卡從門禁卡管理柜取出，則將相關(guān)區(qū)域的試驗(yàn)電路通過聯(lián)鎖自動帶到一個(gè)安全狀態(tài)下，即主回路相關(guān)斷路器分閘以保證無電源接至相關(guān)區(qū)域電路，且相關(guān)區(qū)域的接地開關(guān)合閘。3）如果有門禁卡沒有回到控制室，則主回路將一直保持在安全狀態(tài)下，并且不能啟動試驗(yàn)。4）第一處理器配置有門禁管理系統(tǒng)，還包括安全檢測模塊，用于響應(yīng)大容量檢測試驗(yàn)啟動指令，基于所有試驗(yàn)室門的狀態(tài)、所有鑰匙孔的狀態(tài)和存儲的門禁卡信息，判斷所有實(shí)驗(yàn)室是否處于安全狀態(tài)（若鑰匙孔的狀態(tài)為有鑰匙插入的鑰匙孔的數(shù)量，與存儲的門禁卡的數(shù)量一致，且所有實(shí)驗(yàn)室門的狀態(tài)為關(guān)閉，則處于安全狀態(tài)）；若是處于安全狀態(tài)則生成合閘指令以控制主回路上所有斷路器合閘，通過交換機(jī)發(fā)送合閘指令至第二處理器，第二處理器配置有直接試驗(yàn)系統(tǒng)，接收到合閘指令后，將合閘指令發(fā)送至各個(gè)斷路器控制器，以控制相應(yīng)的斷路器合閘。5）門禁控制器的電源采用就近取電原則（交流220V），線路為RVV-4×1.0mm，通訊總線采用六類UTP雙絞線，通訊總線在吊頂內(nèi)沿封閉式金屬線槽敷設(shè)，或穿金屬管視情在樓板內(nèi)、墻內(nèi)暗敷設(shè)，電源線單獨(dú)穿金屬管視情在樓板內(nèi)、墻內(nèi)暗敷設(shè)。6）門禁控制器還用于檢測實(shí)驗(yàn)室門打開時(shí)長，以及非法闖入和門鎖破壞情況，并發(fā)送至第一處理器，第一處理器根據(jù)實(shí)驗(yàn)室門打開時(shí)長，以及非法闖入和門鎖破壞情況，判斷是否發(fā)生非正常通行，若發(fā)生，則發(fā)出報(bào)警信號，并通過顯示器進(jìn)行顯示，并進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。7）門禁控制器存儲有人員資料庫，還用于將實(shí)驗(yàn)室門的刷卡記錄上傳至第一處理器，第一處理器可以按人員及其所屬部門對刷卡記錄進(jìn)行匯總、查詢、分類及打印等，當(dāng)人員和讀卡器增加時(shí)，使用軟件擴(kuò)容包能夠?qū)⒌谝惶幚砥魉С肿x卡器和門禁卡數(shù)量擴(kuò)容，有利于第一處理器的發(fā)展及增設(shè)新的功能，如擴(kuò)容實(shí)現(xiàn)一卡通功能。8）門禁控制器運(yùn)作不因計(jì)算機(jī)故障、線路故障或線路斷線而影響管制功能，讀卡資料不會流失，當(dāng)線路恢復(fù)時(shí)自動傳回第一處理器。

（4）第三處理器實(shí)施方案：1）第三處理器配置有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，并存儲有每個(gè)火災(zāi)傳感器對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室門，用于在接收到火災(zāi)傳感器發(fā)送來的火災(zāi)信號后，判斷火災(zāi)發(fā)生區(qū)域，即發(fā)送火災(zāi)信號的傳感器對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室門，并將火災(zāi)發(fā)生區(qū)域通過交換機(jī)發(fā)送至第一處理器。2）發(fā)生火警時(shí)，保證自動釋放相關(guān)區(qū)域通道的出入口控制，不應(yīng)該設(shè)置延時(shí)功能，應(yīng)該不需要鑰匙或其他工具、也不需要專門知識或費(fèi)多大力氣就可從建筑物內(nèi)部順利開啟疏散門。3）保證疏散門在出入口控制釋放后，可在外側(cè)隨時(shí)開啟，以便消防人員順利進(jìn)入實(shí)施滅火救援。

（5）第二處理器實(shí)施方案：1）第一處理器配置有門禁管理系統(tǒng)，還包括電源切除模塊，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)生成電源切除指令以及需要進(jìn)行電源切除的實(shí)驗(yàn)室門，并發(fā)送至第二處理器。2）第二處理器接收到電源切除指令以及需要進(jìn)行電源切除的實(shí)驗(yàn)室門后，將電源切除指令發(fā)送給相應(yīng)的門禁控制器，切斷相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室門的門禁控制器的電源，使門禁控制器處于撤防狀態(tài)。3）第一處理器在接收到急停指令后生成分閘指令，將分閘指令發(fā)送至第二處理器，第二處理器接收到分閘指令后，將分閘指令發(fā)送至各個(gè)斷路器控制器，以控制相應(yīng)的斷路器分閘。在緊急狀況下可將整個(gè)試驗(yàn)室?guī)е涟踩珷顟B(tài)。

3 結(jié) 語

本文提出的大容量檢測用門禁系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）可根據(jù)甲方要求設(shè)置釋放和啟用時(shí)間，以滿足方便使用的要求。

（2）由于門禁系統(tǒng)的應(yīng)用場景存在危害人身安全的隱患，本大容量檢測用門禁系統(tǒng)可通過手持門禁卡授權(quán)相應(yīng)門的權(quán)限，對進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域的人員進(jìn)行監(jiān)管，有利于保障人身安全。

（3）如果試驗(yàn)區(qū)域有授權(quán)的門禁卡沒有全部歸位，試驗(yàn)無法進(jìn)行，則應(yīng)提醒檢測人員不要冒然開始試驗(yàn)操作。

（4）如果試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)有門沒有關(guān)閉，電壓就無法送達(dá)，試驗(yàn)不能進(jìn)行，利用門禁系統(tǒng)在一定程度上可對檢測過程與試驗(yàn)安全性進(jìn)行監(jiān)管和保障。

（5）支持圖形化的控制方式，顯示監(jiān)控點(diǎn)的位置、控制和操作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)圖形化方式顯示和控制，動態(tài)顯示監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)以及在平面圖上直接顯示報(bào)警等功能。

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作者簡介

周媛，工學(xué)碩士，高級工程師，從事高低壓電器、新能源領(lǐng)域檢測與標(biāo)準(zhǔn)化研究工作。

（責(zé)任編輯：袁文靜）