CN210377549U

CN210377549U - 基于bim的水电站云监控系统

Info

Publication number: CN210377549U
Application number: CN201921567530.9U
Authority: CN
Inventors: 曹岸斌; 郭磊; 谢颖; 钟象新; 谭小平; 乔志远; 骆煜阳; 王佳明; 邱建军; 曾庆山; 艾鑫
Original assignee: Nanchang Institute of Technology; Guangdong Yuantian Engineering Co Ltd
Current assignee: Nanchang Institute of Technology; Guangdong Yuantian Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-09-20

Abstract

本实用新型涉及一种基于BIM的水电站云监控系统，包括通过以太网进行数据传输的云监测平台层、工作站层以及LCU层，所述云监测平台层包括依次连接的数据接收模块、BIM模块、数据分析模块、风险预警模块以及数据输出模块，所述工作站层包括主控计算机、操作员工作站、工程师工作站以及通信工作站，所述LCU层至少包括机组LCU、开关站LCU、厂用电LCU以及公用设备LCU。本实用新型提出的基于BIM的水电站云监控系统，可实现监控系统的三维可视化以及信息实时共享传输的功能。

Description

基于BIM的水电站云监控系统

技术领域

本实用新型涉及监控设备技术领域，特别涉及一种基于BIM的水电站云监控系统。

背景技术

BIM（Building Information Modeling）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化以及信息化的模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递。BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等五大特点。BIM最直观的特点在于三维可视化，与传统的线条式的平面视图不同，其可生成一种三维的立体实物图形，直观地反映建筑内设备的空间、属性以及状态等一系列信息。

云监控（Cloud Monitoring）是基于云计算的监控系统的简称，其核心是以多媒体数据中心为主要组成部分的云平台，其主要优点体现在：存储能力强和资源利用率高，且能够基于智能分析和数据挖掘提升数据的有效性，提高监控系统的实用价值，并且能够充分结合多媒体应用大信息量交互和频繁的信令调度进行优化设计，提高处理性能。此外，云监控可与网络进行深度融合，便于高效、简洁、可靠地通过标准的IP网络获取、共享并传递各种视音频流、图片和消息事件等多媒体信息，实现端到端的多媒体信息高效交互传输，简化整体架构，提高系统可靠性。

监控系统是水电站自动化体系中最为核心的系统, 是整个电站的大脑和中枢神经系统，传统的水电站监控系统受早期设备元器件技术发展的限制以及监测技术水平的制约，一直存在着监控可视化程度低以及信息共享和交互传输能力差等问题。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是为了解决现有的水电站监控系统，监控可视化程度低、信息共享及交互传输能力差的问题。

本实用新型提出一种基于BIM的水电站云监控系统，其中，包括通过以太网进行数据传输的云监测平台层、工作站层以及LCU层，所述云监测平台层包括依次连接的数据接收模块、BIM模块、数据分析模块、风险预警模块以及数据输出模块，所述工作站层包括主控计算机、操作员工作站、工程师工作站以及通信工作站，所述LCU层至少包括机组LCU、开关站LCU、厂用电LCU以及公用设备LCU；

所述数据接收模块用于接收所述主控计算机、所述通信工作站以及各LCU的数据信息，所述BIM模块用于根据所述数据信息对水电站各设备进行三维建模并结合时间以及监测信息构建得到五维模型，所述数据分析模块用于通过智能算法进行监测数据分析，所述风险预警模块用于通过规则引擎设置预警规则，所述数据输出模块用于输出可视化图表。

本实用新型提出的基于BIM的水电站云监控系统，监控系统采用三层网络，即通过以太网进行数据传输的云监测平台层、工作站层以及LCU层，提高了信息和数据交换的速度，满足了实时监控的需求；工程前期通过BIM模型完成水电站各设备的三维模型制作，通过数据分析模块以及风险预警模块进行碰撞检查并修复碰撞点，有效减少后期变更，并对所建立的三维模型进行切图获取二维图纸，提高了水电站施工过程的信息化水平、可视化管理程度以及设备安装效率；工程后期通过云监测平台层可实现水电站监控系统的三维图表输出可视化，LCU层中各LCU 的运行可进行实时监控与预警，故障的智能诊断，提高监控水平以及故障处理效率，节约了运维成本。

所述基于BIM的水电站云监控系统，其中，所述主控计算机包括第一主控计算机以及第二主控计算机，所述第一主控计算机与所述第二主控计算机之间设有双击切换装置。

所述基于BIM的水电站云监控系统，其中，所述LCU层包括机组LCU、开关站LCU、厂用电LCU以及公用设备LCU，所述机组LCU至少包括定子检测单元、轴承检测单元、水位检测单元以及闸门检测单元。

所述基于BIM的水电站云监控系统，其中，所述开关站LCU至少包括断路器检测单元以及隔离开关检测单元。

所述基于BIM的水电站云监控系统，其中，所述水电站云监控系统还包括外部控制系统，所述外部控制系统与所述通信工作站连接，所述通信工作站用于将所述云监测平台层与所述外部控制系统连接，所述外部控制系统包括水情测报系统、防汛系统、火灾预警系统、通风控制系统以及闸门控制系统。

所述基于BIM的水电站云监控系统，其中，所述火灾预警系统包括火灾探测器、与所述火灾探测器电性连接的预警控制器、与所述预警控制器电性连接的灯光报警器以及语音报警器。

所述基于BIM的水电站云监控系统，其中，所述火灾探测器为温度传感器、烟雾传感器或一氧化碳探测器中的至少一种。

所述基于BIM的水电站云监控系统，其中，在所述机组LCU、所述开关站LCU、所述厂用电LCU以及所述公用设备LCU内均分别设置有CAN总线。

所述基于BIM的水电站云监控系统，其中，所述LCU层中的所述机组LCU、所述开关站LCU、所述厂用电LCU以及所述公用设备LCU之间通过Locafip总线电性连接。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提出的基于BIM的水电站云监控系统整体结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例提出的基于BIM的水电站云监控系统整体结构示意图；

图3为本实用新型第三实施例提出的基于BIM的水电站云监控系统整体结构示意图；

图4为图3所示的基于BIM的水电站云监控系统中外部控制系统的结构放大图；

图5为图4所示的外部控制系统中火灾预警系统的结构示意图。

主要符号说明：

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一：

为了解决这一技术问题，本实用新型提出一种基于BIM的水电站云监控系统，其中，包括通过以太网进行数据传输的云监测平台层100、工作站层200以及LCU层300。

对上述的云监测平台层100而言，该云监测平台层100包括依次连接的数据接收模块11、BIM模块12、数据分析模块13、风险预警模块14以及数据输出模块15。上述的数据接收模块11用于接收主控计算机、LCU层300中各LCU以及通信工作站的数据信息。

工作站层200包括主控计算机、操作员工作站23、工程师工作站24以及通信工作站25。在此需要补充说明的是，对上述的主控计算机而言，在本实施例中，主控计算机的数量为2，也即包括第一主控计算机21以及第二主控计算机22。第一主控计算机21以及第二主控计算机22，采用负载均衡的集群方式工作，设有双机切换装置。在实际工作中，当其中一台计算机发生故障时，另一台计算机满足作为备用使用，支持主/备通道自动切换。

上述的BIM模块12用于根据数据信息对水电站各设备进行三维建模并结合时间以及监测信息构建得到五维模型。上述的数据分析模块13用于通过智能算法进行监测数据分析，上述的风险预警模块14用于通过规则引擎设置预警规则，数据输出模块15用于输出可视化图表。

对上述的LCU层300而言，该LCU层300包括机组LCU31、开关站LCU32、厂用电LCU33以及公用设备LCU34。该LCU层300中的各LCU所采集的模拟量数据，包含定子电压与电流、功率励磁电压与电流、各轴承油温及瓦温、定子线圈、铁芯温度、振动及摆度幅值、水位值、闸门开度、断路器及隔离开关的位置信号、机组设备运行状态信号、继电保护的动作信号、手动自动方式选择信号以及位置报警信号。

在此还需要补充的是，上述的机组LCU31、所述开关站LCU32、厂用电LCU33以及公用设备LCU34内均分别设置有CAN总线。与此同时，LCU层300中的机组LCU31、开关站LCU32、厂用电LCU33以及公用设备LCU34之间通过Locafip总线电性连接。

实施例二：

请参阅图2，对于本实用新型第二实施例提出的基于BIM的水电站云监控系统，其具体实施方式与上述第一实施例中的大致相同，其区别在于，在本实施例中，上述的LCU层300包括机组LCU31、开关站LCU32、厂用电LCU33以及公用设备LCU34。

其中，机组LCU31包括定子检测单元311、轴承检测单元312、水位检测单元313以及闸门检测单元314。对开关站LCU32而言，该开关站LCU32包括断路器检测单元321以及隔离开关检测单元322。该LCU层300中的定子检测单元311所检测到的数据包括定子电压与电流、功率励磁电压与电流、各轴承油温及瓦温、铁芯温度、振动及摆度幅值、水位值、闸门开度、断路器及隔离开关的位置信号、机组设备运行状态信号、继电保护的动作信号、手动自动方式选择信号以及位置报警信号。

实施例三：

请参阅图3至图5，对于本实用新型第三实施例提出的基于BIM的水电站云监控系统，其具体实施方式与上述第一实施例中的大致相同，其区别在于，

水电站云监控系统还包括外部控制系统400，外部控制系统400与通信工作站25连接，通信工作站25用于将云监测平台层100与外部控制系统400连接，可充分利用云监测平台强大的数据处理分析和存储能力，同时进行信息互换与共享。

上述的外部控制系统400包括水情测报系统41、防汛系统42、火灾预警系统43、通风控制系统44以及闸门控制系统45。上述的火灾预警系统43包括火灾探测器431、与火灾探测器431电性连接的预警控制器432、与预警控制器432电性连接的灯光报警器433以及语音报警器434。在此需要补充的是，在实际应用中，上述的火灾探测器431可以为温度传感器、烟雾传感器或一氧化碳探测器。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，包括通过以太网进行数据传输的云监测平台层、工作站层以及LCU层，所述云监测平台层包括依次连接的数据接收模块、BIM模块、数据分析模块、风险预警模块以及数据输出模块，所述工作站层包括主控计算机、操作员工作站、工程师工作站以及通信工作站，所述LCU层至少包括机组LCU、开关站LCU、厂用电LCU以及公用设备LCU；

2.根据权利要求1所述的基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，所述主控计算机包括第一主控计算机以及第二主控计算机，所述第一主控计算机与所述第二主控计算机之间设有双击切换装置。

3.根据权利要求1所述的基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，所述LCU层包括机组LCU、开关站LCU、厂用电LCU以及公用设备LCU，所述机组LCU至少包括定子检测单元、轴承检测单元、水位检测单元以及闸门检测单元。

4.根据权利要求3所述的基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，所述开关站LCU至少包括断路器检测单元以及隔离开关检测单元。

5.根据权利要求1所述的基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，所述水电站云监控系统还包括外部控制系统，所述外部控制系统与所述通信工作站连接，所述通信工作站用于将所述云监测平台层与所述外部控制系统连接，所述外部控制系统包括水情测报系统、防汛系统、火灾预警系统、通风控制系统以及闸门控制系统。

6.根据权利要求5所述的基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，所述火灾预警系统包括火灾探测器、与所述火灾探测器电性连接的预警控制器、与所述预警控制器电性连接的灯光报警器以及语音报警器。

7.根据权利要求6所述的基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，所述火灾探测器为温度传感器、烟雾传感器或一氧化碳探测器中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，在所述机组LCU、所述开关站LCU、所述厂用电LCU以及所述公用设备LCU内均分别设置有CAN总线。

9.根据权利要求8所述的基于BIM的水电站云监控系统，其特征在于，所述LCU层中的所述机组LCU、所述开关站LCU、所述厂用电LCU以及所述公用设备LCU之间通过Locafip总线电性连接。