摘要：電力大樓電氣監控自動(dòng)化系統是以控制模塊和組態(tài)軟件為核心，狀態(tài)采集模塊和電量采集模塊為基礎，通過(guò)RS232、RS485和TCP/IP協(xié)議等協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò )實(shí)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(xiàn)監控系統。
關(guān)鍵詞：組態(tài)軟件 電量采集模塊 智能電量變送器
一、前言
隨著(zhù)通訊技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，集中監控管理已成為樓宇智能管理發(fā)展的必然趨勢。由于辦公大樓配電室、配電箱、控制開(kāi)關(guān)、空調等分布較散，很難及時(shí)、有效的了解各配電設備的安全運行狀態(tài)；電梯電源離值班室較遠，值班員很難實(shí)時(shí)了解電梯電源狀態(tài)；大樓安全監控點(diǎn)、消防監控點(diǎn)只有組成網(wǎng)絡(luò )才能實(shí)現集中管理。為了實(shí)現電力大樓的高效、智能化管理，開(kāi)發(fā)了這套電力大樓電氣監控自動(dòng)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(dòng)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(gè)配電柜向各樓層墻壁配電箱提供電源，每個(gè)樓層墻壁配電箱包括1路進(jìn)線(xiàn)和16路出線(xiàn)；新樓墻壁配電箱包括1路進(jìn)線(xiàn)和13路出線(xiàn)。6KV配電室包括高壓室和低壓室兩部分，高壓室包括2路進(jìn)線(xiàn)和1組高壓母聯(lián)；低壓室包括2路低壓進(jìn)線(xiàn)和1組低壓母聯(lián)及54路饋出開(kāi)關(guān)。
三、工作原理
電力大樓電氣監控自動(dòng)化系統是一個(gè)分布控制概念的集散系統。它采用三個(gè)層次、獨立模塊的結構形式。電氣測控單元把現場(chǎng)采集的各條回路的電氣狀態(tài)量及重要支路的實(shí)時(shí)數據傳送給信息處理單元，信息處理單元把接受的信息進(jìn)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(huà)，它對各監控單元傳輸來(lái)的各種數據進(jìn)行分析，動(dòng)態(tài)顯示各個(gè)區域、實(shí)時(shí)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(jìn)行現場(chǎng)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(chǎn)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(chǎng)合下的測量、計量以及遠程集中抄表、監控管理。性能優(yōu)異、價(jià)格低廉，可有效的降低用戶(hù)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(wú)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(wú)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(guò)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(guò)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(shí)時(shí)數據為1秒的真有效值（每秒刷新1次）
- 過(guò)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(wú)功功率Q、功率因數PF、頻率f、各相有功功率Pa、Pb、Pc；各相無(wú)功功率Qa、Qb、Qc；正向有功電度、反向有功電度、正向無(wú)功電度、反向無(wú)功電度等電參數
- 輸出接口：RS-485/RS-232，可跳線(xiàn)選擇
- 通訊速率：1200/2400/4800/9600BPS
- 通訊協(xié)議：ASCII命令集及MODBUS/ASCII，MODBUS RTU協(xié)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(guò)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(guò)載報警、過(guò)壓報警、欠壓報警
- 內置實(shí)時(shí)鐘，提供年、月、日、時(shí)、分、秒信息，配備鋰電池，確保時(shí)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(diǎn)容量:2A@220VAC,2A@24VDC
- 帶Modbus通訊協(xié)議（R-8060+） 五、結構組成

六、系統功能：
1、電源管理
高、低壓電網(wǎng)各系統實(shí)現智能化集中監視和控制。通過(guò)遙控的方式，優(yōu)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(fēng)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(jìn)行及時(shí)和準確的反應出來(lái)。
3、報警管理
A) 報警信息：
所有報警顯示有關(guān)報警監控點(diǎn)的詳細資料，包括發(fā)生的名稱(chēng)及時(shí)間。
B) 報警級別：
根據嚴重性最少分為三級，以便更有效及快速處理嚴重的報警。用戶(hù)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(shí)，自動(dòng)發(fā)出音樂(lè )報警；
（2）、圖像報警，當有報警出現時(shí)，自動(dòng)彈出報警信息畫(huà)面；
（3）、短信輸出，當有報警出現時(shí)，通過(guò)短信形式自動(dòng)發(fā)送到指定的手機上；
根據現場(chǎng)發(fā)出的報警信號，監控中心進(jìn)行故障診斷和故障分析，發(fā)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(hù)、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(jìn)行操作，保證系統的安全運行。

5、網(wǎng)絡(luò )瀏覽
以主操作站作為基礎，將各操作站通過(guò)以太網(wǎng)連在一起，構成更大的網(wǎng)絡(luò )系統。并以Web方式在網(wǎng)上發(fā)布，管理人員在客戶(hù)端只需安裝標準瀏覽器，就可以實(shí)現對整個(gè)建筑物（群）的監控和管理。
6、檔案管理
系統可自動(dòng)對每一次調控操作進(jìn)行存檔，對以往的故障數據和重要數據等內容進(jìn)行管理，以備隨時(shí)查詢(xún)，進(jìn)行故障分析。每個(gè)CPU擁有下列記錄累積：運行累積、模擬量及脈沖累積記錄、發(fā)生事項的累積記錄，若記錄累積超過(guò)用戶(hù)所定下的限額，系統將自動(dòng)把用戶(hù)指定的警告信息釋放出來(lái)。
7、報表輸出
可根據用戶(hù)的需要輸出各種形式的報表。
七、系統特點(diǎn)：
1、直觀(guān)性：
采用圖形化的管理和監控界面，讓用戶(hù)可以直觀(guān)地管理和監視設備的運行狀況，包括圖形化的系統網(wǎng)絡(luò )結構，設備監控界面，歷史數據和即時(shí)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(diǎn)。保證每個(gè)分站系統都能獨立控制，同時(shí)在中央工作站上又能做到集中管理，使得整個(gè)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(shí)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(shí)使系統可靠性大為增加。
3、先進(jìn)性：
優(yōu)越的遠程通訊功能，能夠使不同樓宇間的控制系統聯(lián)系起來(lái)組成一個(gè)群集系統。
網(wǎng)絡(luò )結構的開(kāi)放性和兼容性，確保了它和先進(jìn)通訊技術(shù)結合的能力，并且保證系統結構在產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)的延續性。
4、經(jīng)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(mǎn)足您在物業(yè)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(jìn)、標準、可靠、易維護為一體。
八、推廣前景
此功能符合樓宇自動(dòng)化發(fā)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(dòng)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(gè)網(wǎng)絡(luò )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(huì )受到廣大用戶(hù)的歡迎。