CN203287753U - 能源无人值守管理监控系统 - Google Patents
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Abstract
能源无人值守管理监控系统，包括音视频采集设备、环境监测设备、门禁控制设备、报警监控设备和中央管理设备，视频采集设备、环境监测设备、门禁控制设备、报警监控设备通过数据通信设备连接中央管理设备。本实用新型的能源无人值守管理监控系统，实现各站房的远程无人值守和自动控制，以提高全厂区能源设备管理和运行的自动化水平；利用能源管理信息化网络平台为能源管理信息提供网络接口，实现能源管理信息的数据共享，使相关管理人员在任何时间、任何地点都可以通过网络来管理和查看各层次的能源信息；全面实现能源管理的可视化、自动化、智能化、无人化、信息化、网络化。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种用于电力系统的管理监控装置。
背景技术
现有的用于电力系统的能源管理监控装置，通常需要人员操作，不能实现远程无人值守和自动控制，能源设备管理和运行的自动化较低，并且不能实现能源管理信息的数据共享，相关管理人员不能实现任何时间、任何地点都可以通过网络来管理和查看各层次的能源信息，增加了能耗。
实用新型内容
为了克服现有能源管理监控装置存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于电力系统的能源无人值守管理监控系统。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：能源无人值守管理监控系统，包括音视频采集设备、环境监测设备、门禁控制设备、报警监控设备和中央管理设备，视频采集设备、环境监测设备、门禁控制设备、报警监控设备通过数据通信设备连接中央管理设备。
所述音视频采集设备为摄像机、云台或麦克风。
所述环境监测设备为温度监测模块、湿度监测模块或电压和电流监测模块。
所述门禁控制设备包括电磁门、读卡器和门禁控制器。
所述报警监控设备包括灯光控制、警号、烟雾报警器、红外探测器、水浸探测器或周界感应器。
所述数据通信设备包括交换机、以太网与RS-485串行通信转换器和GSM通信终端。
中央管理设备为监控计算机。
本实用新型的能源无人值守管理监控系统，融合能源监控系统、视频监控系统、电力监控系统、易燃易爆气体检测系统和安防监控系统的基础上，实现各站房的远程无人值守和自动控制，以提高全厂区能源设备管理和运行的自动化水平。此外，除了上述能源管理监控的内在功能，利用能源管理信息化网络平台为能源管理信息提供网络接口，实现能源管理信息的数据共享，使相关管理人员在任何时间、任何地点都可以通过网络来管理和查看各层次的能源信息；全面实现能源管理的可视化、自动化、智能化、无人化、信息化、网络化。
附图说明
图1是本实用新型能源无人值守管理监控系统原理图。
具体实施方式
本实用新型的能源无人值守管理监控系统原理如图1所示，包括音视频采集设备、环境监测设备、门禁控制设备、报警监控设备和中央管理设备，视频采集设备、环境监测设备、门禁控制设备、报警监控设备通过数据通信设备连接中央管理设备。音视频采集设备包括摄像机、云台、麦克风等；环境监测设备包括温度监测模块、湿度监测模块、电压和电流监测模块等；门禁控制设备包括电磁门、读卡器、门禁控制器等；报警监控设备包括灯光控制、警号、烟雾报警器、红外探测器、水浸探测器、周界感应器、等；数据通信设备包括交换机、以太网与RS-485串行通信转换器、GSM通信终端等；中央管理设备包括监控计算机、系统管理软件。
电力系统无人值守监控系统通过将图像监视系统、环境监测系统、防盗系统、消防系统、报警系统等有机结合起来，既做到了远程的监视、遥控和图像传输，又具备环境的整体监控，并且具有联网报警功能，能够有效地预防事故发生、打击犯罪、保障财产安全，确保电力系统的运行稳定。
一变和四变需采集电力系统的数据，实现三遥功能，其中包括：遥信量944个、遥测量595个（电流、电压、有功、无功、功率因数）、高压电度表74块。这部分数据采集功能主要通过和南瑞软件进行数据交互来实现，能源管理监控系统软件通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议从南瑞系统中采集上述三遥数据。
一变和四变的环境温度监测通过两个温度监测模块来实现，监测到的环境温度通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将温度数据传送给上位机能源管理监控系统软件。一变和四变的烟雾报警通过烟雾报警器来实现，烟雾报警器输出烟雾报警开关量信号，以太网可编程控制器采集到烟雾报警开关量信号后通过Ethernet -Modbus/TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。一变和四变的照明远程控制通过照明电源继电系统来实现，以太网可编程控制器接收到上位机能源管理监控系统软件的开关灯命令后，输出开关量控制信号给照明电源继电系统，从而控制照明灯开关。
天然气站中的急停阀门现为手动阀门，若改装为电动阀门可实现远程急停控制。天然气泄漏报警通过开关量采集来实现，当天然气发生泄漏，泄漏报警器给出泄漏开关量信号，以太网可编程控制器采集泄漏报警开关量信号后通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。天然气站的环境温度监测通过两个温度监测模块来实现，监测到的环境温度通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将温度数据传送给上位机能源管理监控系统软件。天然气站的烟雾报警通过烟雾报警器来实现，烟雾报警器输出烟雾报警开关量信号，以太网可编程控制器采集到烟雾报警开关量信号后通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。天然气站的照明远程控制通过照明电源继电系统来实现，以太网可编程控制器接收到上位机能源管理监控系统软件的开关灯命令后，输出开关量控制信号给照明电源继电系统，从而控制照明灯开关。综合上述无人值守功能，天然气站可基本上满足无人值守的要求。
八泵房主要实现水泵的远程启停控制，其启停控制流程如下：
水泵启动
（1）关闭出水口调节阀，打开水泵排气阀；
（2）打开真空泵进水阀，延时1分钟使水流入真空泵，再将真空泵排气阀打开；
（3）启动真空泵，待3-10分钟排气完成，关闭水泵排气阀，启动主水泵；
（4）关闭真空泵排气阀和进水阀，关闭真空泵；
（5）主水泵启动后延时1分钟打开出水口调节阀。
水泵停止
（1） 关闭出水口调节阀；
（2）关闭主水泵。
八泵房进出水管道设备中出水口阀由于其上流量和压差较大，可选择带有开关量反馈的电动调节阀，可根据管道压力来调节出水口阀门的开度，从而调节出水量；水泵排气阀、真空泵排气阀和真空泵进水阀由于其上流量和压差较小，可选择带有开关量反馈的电磁阀。上述阀门、水泵所有的调节和控制信号均由现场的西门子PLC按照工作流程给出，并且所有的阀门开关反馈信号也由西门子PLC进行采集。现场PLC通过串行/以太网通信转换器与上位机能源管理监控系统软件进行命令交互，以此实现水泵的远程启停控制和现场水泵、阀门工作状况的数据监控。八泵房的环境温度监测通过两个温度监测模块来实现，监测到的环境温度通过RS-485-Modbus通信协议传送给西门子PLC，然后西门子PLC再通过串行/以太网通信转换器将温度数据传送给上位机能源管理监控系统软件。八泵房的烟雾报警通过烟雾报警器来实现，烟雾报警器输出烟雾报警开关量信号，西门子PLC采集到烟雾报警开关量信号后通过串行/以太网通信转换器将其传送给上位机能源管理监控系统软件。八泵房的照明远程控制通过照明电源继电系统来实现，西门子PLC接收到上位机能源管理监控系统软件的开关灯命令后，输出开关量控制信号给照明电源继电系统，从而控制照明灯开关。综合上述无人值守功能，八泵房可基本上满足无人值守的要求。
九泵房和科技变数据采集和无人值守技术：
（一）科技变
科技变需采集变压器二次侧电压、电流、有功、无功以及变压器的温度报警和瓦斯报警。变压器二次侧的电压、电流、有功、无功的采集通过三相数字式多功能测控电表来实现，数字式电表将测得的电网变量通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将电网数据传送给上位机能源管理监控系统软件。变压器的温度报警和瓦斯报警均为开关量信号，以太网可编程控制器采集到报警开关量信号后通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。
科技变的母排温度监测通过无线测温系统来实现，无线测温传感器将测得的母排温度通过微波无线通信（430MHz）传送给无线温度监测仪，无线温度监测仪再将其通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再将母排的温度数据通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议传送给上位机能源管理监控系统软件。
科技变的环境温度监测通过两个温度监测模块来实现，监测到的环境温度通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将温度数据传送给上位机能源管理监控系统软件。科技变的烟雾报警通过烟雾报警器来实现，烟雾报警器输出烟雾报警开关量信号，以太网可编程控制器采集到烟雾报警开关量信号后通过Ethernet-Modbus/ TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。科技变的照明远程控制通过照明电源继电系统来实现，以太网可编程控制器接收到上位机能源管理监控系统软件的开关灯命令后，输出开关量控制信号给照明电源继电系统，从而控制照明灯开关。综合上述无人值守功能，科技变可基本上满足无人值守的要求。
（二）换热站
换热站主要是通过热力公司控制柜采集温度、压力、流量等数据。这部分数据采集主要通过以太网可编程控制器与热力公司控制柜通信模块的数据交互来实现。此外，以太网可编程控制器还需采集现场变频器的数据，并通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将温度、压力、流量和变频器等数据一并传送给上位机能源管理监控系统软件。
换热站的环境温度监测通过两个温度监测模块来实现，监测到的环境温度通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将温度数据传送给上位机能源管理监控系统软件。换热站的烟雾报警通过烟雾报警器来实现，烟雾报警器输出烟雾报警开关量信号，以太网可编程控制器采集到烟雾报警开关量信号后通过Ethernet-Modbus/ TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。换热站的照明远程控制通过照明电源继电系统来实现，以太网可编程控制器接收到上位机能源管理监控系统软件的开关灯命令后，输出开关量控制信号给照明电源继电系统，从而控制照明灯开关。综合上述无人值守功能，换热站可基本上满足无人值守的要求。
（三）九泵房
九泵房需远程控制水泵的启停，并监测水泵的开关状态。因此，在九泵房中，将加装水泵启停电流反馈装置来监测水泵的开关状态，并将监测到的水泵开关状态通过西门子PLC传送给上位机能源管理监控系统软件。水泵的远程启停控制通过西门子PLC开关量信号输出来实现，西门子PLC接收到上位机能源管理监控系统软件的启停命令后，输出开关量控制信号给水泵软启动器，从而控制水泵的远程启停。
南、北换热站无人值守：
南、北换热站主要是通过热力公司控制柜采集温度、压力、流量等数据。这部分数据采集主要通过以太网可编程控制器与热力公司控制柜通信模块的数据交互来实现。此外，以太网可编程控制器还需采集现场变频器的数据，并通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将温度、压力、流量和变频器等数据一并传送给上位机能源管理监控系统软件。
南、北换热站的环境温度监测通过两个温度监测模块来实现，监测到的环境温度通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将温度数据传送给上位机能源管理监控系统软件。南、北换热站的烟雾报警通过烟雾报警器来实现，烟雾报警器输出烟雾报警开关量信号，以太网可编程控制器采集到烟雾报警开关量信号后通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。南、北换热站的照明远程控制通过照明电源继电系统来实现，以太网可编程控制器接收到上位机能源管理监控系统软件的开关灯命令后，输出开关量控制信号给照明电源继电系统，从而控制照明灯开关。综合上述无人值守功能，南、北换热站可基本上满足无人值守的要求。
车间变无人值守技术方案：
车间变需采集变压器二次侧电压、电流、有功、无功以及变压器的温度报警和瓦斯报警。变压器二次侧的电压、电流、有功、无功的采集通过三相数字式多功能测控电表来实现，数字式电表将测得的电网变量通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将电网数据传送给上位机能源管理监控系统软件。变压器的温度报警和瓦斯报警均为开关量信号，以太网可编程控制器采集到报警开关量信号后通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。
车间变的母排温度监测通过无线测温系统来实现，无线测温传感器将测得的母排温度通过微波无线通信（430MHz）传送给无线温度监测仪，无线温度监测仪再将其通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再将母排的温度数据通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议传送给上位机能源管理监控系统软件。
车间变的环境温度监测通过两个温度监测模块来实现，监测到的环境温度通过RS-485-Modbus通信协议传送给以太网可编程控制器，然后以太网可编程控制器再通过Ethernet-Modbus/TCP通信协议将温度数据传送给上位机能源管理监控系统软件。车间变的烟雾报警通过烟雾报警器来实现，烟雾报警器输出烟雾报警开关量信号，以太网可编程控制器采集到烟雾报警开关量信号后通过Ethernet-Modbus/ TCP通信协议将其传送给上位机能源管理监控系统软件。车间变的照明远程控制通过照明电源继电系统来实现，以太网可编程控制器接收到上位机能源管理监控系统软件的开关灯命令后，输出开关量控制信号给照明电源继电系统，从而控制照明灯开关。综合上述无人值守功能，车间变可基本上满足无人值守的要求。
空压站数据采集和远程控制技术方案：
空压站需实现25个电动阀门的远程控制，并且还要保留当前本地控制功能，由监控中心来裁决是进行远程控制还是进行本地控制。为了实现上述控制方式，在保留原有空压站本地控制功能的基础上，本方案又增设了选择继电器和远程控制继电器。空压站西门子PLC通过串行/以太网转换器接收到上位机能源管理监控系统软件的本地/远程切换指令后，输出开关量信号给选择继电器使之接通本地或远程控制回路。若为本地控制，则由现场人员进行操作；若为远程控制，上位机能源管理监控系统软件可直接给空压站西门子PLC发送远程控制命令，PLC接收到控制命令后输出开关量信号给远程控制继电器，以实现电动阀门的远程控制。
空压站换热器的工况监测主要包括进出水阀门的开关状态监测、进出水温度监测、管道流量监测、蓄水池液位监测。换热器进出水阀门可采用带有开关状态反馈的电动阀门，西门子PLC既可通过串行/以太网转换器接收上位机能源管理监控系统软件的电动阀门开关命令来控制进出水阀门的开关，又可将采集到的电动阀门开关状态反馈给上位机能源管理监控系统软件。进出水温度监测、管道流量监测、蓄水池也为监测可分别通过温度监测模块、超声波流量计、超声波液位计来实现，西门子PLC或通过RS-485通信或通过4-20mA模拟量变送来采集上述监测数据，然后再传送给上位机能源管理监控系统软件。
氧气站监控技术方案：
氧气站主要实现泵的状态监测和管道的压力监测。泵的状态监测主要通过加装泵启停电流反馈装置来监测其启停状态，以太网可编程控制器采集到泵的启停开关量信号后通过Ethernet-Modbus/TCP将其传送给上位机能源管理监控系统软件。对于管道的压力监测，本方案将安装带有4-20mA模拟量变送的压力表，以太网可编程控制器采集到压力数据后通过Ethernet-Modbus/TCP将其传送给上位机能源管理监控系统软件。
能源管理监控系统的信息化网络平台搭建主要是实现基于Web的能源管理监控系统软件。基于Web的能源管理监控系统软件能够实现各类能源数据的分散采集、集中管理和数据统计与分析，帮助哈尔滨电机厂能源管理部全面掌握电、水、热力、天然气、氧气、煤气等各类能源动力系统的能源消耗状况，计算和分析各种设备、各部门、各分厂能源消耗情况，评估各项节能设备和措施的相关影响，并通过Web把各种能耗报表、数据曲线、分析结果等发布给相关管理和运营人员，分享能源信息化带来的成果，结合各项节能措施建立更有依据、更有效果的节能体系，使能源的管理信息化、网络化、数字化。
基于Web的能源管理监控系统软件的建设层次：
（1） 操作层级：实现各类能源的实时监控和基本数据统计分析功能。
（2） 管理层级：实现能源数据的分析整合和基本能源监管功能。
（3） 决策层级：实现高级能源监管功能和决策支持功能。
基于Web的能源管理监控系统软件的功能
（1） 能源管理首页
主要介绍哈尔滨电机厂能源管理部的管理理念、组织机构、人员组成及各项新闻，并带有能源管理监控的登录链接。
（2） 用户权限管理
整个能源管理监控系统软件的用户权限可分为三级：系统管理员、系统操作员和普通浏览员。系统管理员可执行所有操作，包括用户管理和分配、数据的统计、查询和修改、报表的生成打印等；系统操作员只能进行一定权限范围内的数据统计、查询和修改等操作；普通浏览员只能查询和浏览相关权限范围内的数据，不具有其他操作功能。
（3） 用户操作管理
管理监控系统软件将对所有的用户登录以及该用户进行的各项操作进行跟踪记录，这其中包括正常登录、错误登录、配置变更、数据修改、退出系统等操作。
（4）能源数据的实时采集显示
能源管理监控系统软件将实时采集各能源设备、各部门、各分厂的各种能源消耗数据，并将这些数据存储到数据库中，同时还以一定的刷新频率实时的显示在能源管理监控页面上。操作人员可以通过输入一定的配置选项来查看各能源设备、各部门、各分厂、各能源种类的实时消耗数据。
（5） 能源数据的历史查询
操作人员可根据不同的需求，按时间、按能源种类、按部门、按厂区、按设备来查询已有的历史数据，并进行相应的排序和打印。
（6） 能源数据的图形显示
能源管理监控系统软件可将查询结果用曲线或柱状图的方式更加形象的显示出来，以便于管理操作人员进行比较、分析和计算。
（7） 能源数据的修改
系统管理员和系统操作员可在一定的权限范围内对采集到的能源数据进行合理的调整和修改，并将修改后的能源数据存储到能源数据库中。
（8） 能源数据的组态配置
具有一定的组态功能，系统管理员可在一定的范围内对系统的数据采集存储结构做组态配置，添加或删除相关的采集节点，并配置相应的量程范围、通信地址、通信协议、物理说明、数据类型等相关信息。
（9） 能源数据的统计分析
能源管理监控系统软件可对采集到的能源数据做一定的统计分析计算，例如求各能源设备、各部门、各分厂某一能源品种在某一时段的总量、平均量等，并可进行同种类能源按不同设备、不同部门、不同厂区的横向比较以及同种类能源在同一设备、同一部门、同一厂区按时间的纵向比较等统计分析功能。
（10）能源数据的报表生成
能源管理监控系统软件可按能源设备、按部门、按分厂、按时间生成各种规范格式的统计报表，并可进行报表输出和打印。
（11）能源数据的报警管理
当能源设备或能源数据出现异常时，能源监控系统软件能够自动报警，并记录报警信息、报警地点、报警时间，以便管理操作人员及时了解报警状况。
（12）友好的人机界面
基于Web的能源管理监控系统软件具有简单、自然、友好、一致的网站页面，既便于管理操作人员进行能源管理，又易于普通客人进行网页浏览。
Claims (7)
1.能源无人值守管理监控系统，其特征在于：包括音视频采集设备、环境监测设备、门禁控制设备、报警监控设备和中央管理设备，视频采集设备、环境监测设备、门禁控制设备、报警监控设备通过数据通信设备连接中央管理设备。
2.根据权利要求1所述的能源无人值守管理监控系统，其特征在于：所述音视频采集设备为摄像机、云台或麦克风。
3.根据权利要求1所述的能源无人值守管理监控系统，其特征在于：所述环境监测设备为温度监测模块、湿度监测模块或电压和电流监测模块。
4.根据权利要求1所述的能源无人值守管理监控系统，其特征在于：所述门禁控制设备包括电磁门、读卡器和门禁控制器。
5.根据权利要求1所述的能源无人值守管理监控系统，其特征在于：所述报警监控设备包括灯光控制、警号、烟雾报警器、红外探测器、水浸探测器或周界感应器。
6.根据权利要求1所述的能源无人值守管理监控系统，其特征在于：所述数据通信设备包括交换机、以太网与RS-485串行通信转换器和GSM通信终端。
7.根据权利要求1所述的能源无人值守管理监控系统，其特征在于：中央管理设备为监控计算机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: CHANGZHOU DAKONG ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: Dalian Pulinsi Electronics Co., Ltd. Contract record no.: 2015320000363 Denomination of utility model: Energy unattended managing and monitoring system Granted publication date: 20131113 License type: Exclusive License Record date: 20150525 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131113 Termination date: 20160427 |