集控系统施工方案

集控系统施工方案（7篇）

1.集控系统施工方案 篇一

摘要

随着计算机和控制技术的飞速发展，厂矿采用上位机和PLC集中监控已越来越普遍，技术也越来越先进。本文以河北单侯煤矿井上胶带机集控系统为例，研究开发了一种基于PLC的煤矿井上胶带机监控系统，适合于当前工业企业对自动化的需要，目前实际投入运行，取得了很好的效果。

由于PLC在不断发展，因此，对它进行确切的定义是比较困难的。美国电气制造商协会(NEMA)经过四年的调查工作，于1980年正式将可编程序控制器命名为PC(Programmable Controller)，但为了与个人计算机PC（Personal Computer）相区别，常将可编程序控制器简称为PLC，并给PLC作了定义：可编程序控制器是一种带有指令存储器、数字的或模拟的输入/输出接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能，用于控制机器或生产过程的 自动化控制装置。

1982年，国际电工委员会(International Electrical Committee，IEC)颁布了PLC标准草案第一稿，1985年提交了第2稿，并在1987年的第3稿中对PLC作了如下的定义：“PLC是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

上述的定义表明，PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置，是以微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。

关键字：胶带机、矿山设备、应用。

目 录

目录……………………………………………………………………………………..2 第一章 前言……………………………………………………………………………3 1.1系统设计 …………………………………………………………………………3 1.2储煤及装车系统 …………………………………………………………………3 第二章………………………………………………………………………………….4 2.1 plc的功能特性…………………………………………………………………..4 2.2 变频调速技术在矿井提升机中的应用………………………………………….6 2.3 plc产品的选用…………………………………………………………………..7 第三章 …………………………………………………………………...……………8 3.1系统概况…………………………………………………………………………..8 3.2系统硬件部分……………………………………………………………………..9 3.3 系统软件部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 第四章„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 4.1系统有关通信程序的设计……………………………………………………….12 4.2 DP 网络的配置…………………………………………………………………..13 4.3 现场设备的闭锁控制…………………………………………………………….15 心得体会………………………………………………………………………………16 致谢……………………………………………………………………………………17 参考文献………………………………………………………………………………18

第一章 前言

随着计算机和控制技术的飞速发展，厂矿采用上位机和PLC集中监控已越来越普遍，技术也越来越先进。本文以河北单侯煤矿井上胶带机集控系统为例，研究开发了一种基于PLC的煤矿井上胶带机监控系统，适合于当前工业企业对自动化的需要，目前实际投入运行，取得了很好的效果。

1.1系统设计

单候矿井隶属于河北开滦矿业集团，位于河北省张家口市蔚县涌泉庄乡境内北方城村附近，是张市矿区中心地带，矿井地质储量313.74Mt，矿井可采储量177.08Mt，设计能力150万吨/年，矿井服务年限81.4，于2006年10月正式投产。

单候煤矿井上胶带机集控系统（见图1）可分为两部分：1，筛分车间系统； 1.2储煤及装车系统。

其中，筛分车间系统包括图示的主井至筛分车间胶带输送机、矸石转载胶带输送机、矸石输送胶带机以及筛分车间内部所包含的六条拣矸胶带输送机、三条刮板机等设备；其余胶带输送机均属于储煤及装车系统。

在设计上，要求该系统能够实现就地控制与集中控制两种控制模式，集中控制可以分为连锁控制和单机控制等多种控制模式，可以供操作者根据现场实际情况灵活选用，确保在系

基金项目：国家自然科学基金 《煤矿生产重大瓦斯事故的形成机理及其管理方法研究》70533050

统正常运行时操作灵活、易于维护，在系统出现故障或通讯中断时本地可以就地控制确保皮

带设备的正常运行，提高了系统的稳定性。

第二章

2.1 PLC的功能特性

一、PLC优越性：

(1)灵活性和通用性强

(2)抗干扰能力强，可靠性高

(3)编程语言简单易学

(4)PLC与外部设备的连接简单，使用方便

(5)功能强、功能的扩展能力强

(6)控制系统的设计、调试周期短

(7)体积小、重量轻，易于实现机电一体化

二、PLC的功能

PLC是在传统的继电接触控制的基础上通过融入计算机技术发展起来的一种新型工业控制器，其功能已在上面的定义中作了概括，这里再详细说明一下目前PLC具有的功能。1.逻辑控制

PLC具有逻辑运算功能，它有与、或、非、异或等逻辑指令，能够表达多个继电器触点间的串联、并联、串并联、并串联等各种形式的连接，从而可以代替实际继电器及其间的电气连线。2.顺序控制

所谓顺序控制，就是按照预定的先后顺序，逐个完成各种操作。PLC程序本身就是顺序执行的。此外，PLC中还设有移位寄存器，有的还专门配有步进顺控指令，可以方便地实现顺序控制。

三、变频器在电铲设备中的应用

电铲用于装载矿岩，其工作条件非常恶劣，特别是在爆破不好的情况下挖根底作业，经常出现过大的冲击载荷，甚至堵转。因此，电铲对电气传动系统就有较高的要 求:要求电气传动系统的机械特性曲线的包络面积大，有足够的有用功率;要求有良好的调速性能，能四象限运行，能快速地进行加、减速和反转，动态响应速度快;要求系统制动性能好，并能回收能量;要求系统运行可靠，维修方便等。由于电铲对电气传动系统的这些特殊要求，所以，我国电铲目前应用的电气传动系统主要还是直流传动系统。例如:WK-4M、WK10、WD-1200和195-B等型号的电铲都是采用直流发电机-直流电动机系统(简称机组系统);从美国Harnischfeger公司引进制造的P&H-2300XP和P&H-2800XP型电铲则是采用晶闸管变流器-直流电动机系统(简称晶闸管直流系统)。虽然后者比前者技术先进，效率也有所提高，但这两种系统都还存在直流电机的固有的缺点，即维修工作量大、效率较低等。

自上世纪90年代后期，我国有个别矿山从美国B-E公司引进了变频器-鼠笼型电动机系统(简称交流变频调速系统)，这是全交流化的电铲电气传动系统。例如:385-B、295-BⅡ、290-BⅢ型电铲就是全交流化电铲，变频调速由德国SIEMENS公司开发、提供的电压型变频器。现以395-B电铲为例作一简要说明:高压交流电由电缆经集电环引入电铲，由1600kVA主变压器将6kV变为575V，由1950A的整流器将交流变为直流，经滤波后送入公共直流母线。在直流母线上有4台容量为750kVA的逆变器，其中2台并联供电给1台容量为1066kW的提升电动机;第三台逆变器供电两台容量各为243kW的回转电动机;第四台逆变器供电给容量为294kW推压电动机。当某工作机构处于再生制动工作时，逆变器将再生制动能量反馈到公共直流母线上，可供其它工作机构使用，使能量得到充分利用。使用不完的制动能量，可以通过制动电阻消耗掉。

实践证明，交流变频调速电铲和前两种直流调速电铲相比，具有节约电能、调速性能好、可靠性高、维护量小、生产效率高、功率因数高(0.95以上)等优点，是公认的电铲电气传动系统的发展方向。

矿井通风机是地下矿山生产的主要用电设备之一，其节能运行在矿山节电中占有重要的地位。矿井通风机一般采用异步电机或同步电机拖动，恒速运转，一般容量大，电机供电电压高(6kV或10kV)。

矿山建设的特点是:巷道逐年加深，产量逐年增加，所需的通风量逐年上升。但矿井通风机在设计选型时，往往是按最大开采量时所需的风量为依据的，一般都留有 余量，因此矿井在投产后几年甚至十几年内，矿井通风机都是处在低负载下运行。此外，通常矿山井下作业不均衡，一般夜班工作人员少，所需风量也小，在节假日时，可能只有泵房等固定的井下场所的值班人员工作。尽管井下人员少，但也得照常向井下送风，矿井通风机一般不调节风量，若要调节风量时，传统的方法是调节档板。这种办法虽然简单，但从节能的观点看，是很不经济的。几种调节风量的方法节电比较。可见，变频调速法在各种风量调节方法中是最理想、最有效、最节能的调节方法。有关变频调速技术在矿井通风机中的应用，仍以凡口铅锌矿为例说明。

该矿的矿井通风机都采用高压电机传动，有高压同步电机和高压异步电机两大类。由于矿井通风机是矿山的耗电大户，节电潜力很大，但它又是高压电机传动，实现变频调速有一定困难。于是，长沙矿山研究院与凡口铅锌矿、冶金自动化研究院等单位合作，以老南风井的6kV，800kW同步电机传动的矿井通风机为对象，研制开发了同步电机直接高压变频器。1997年8月投入运行，并于1998年4月28日通过了中国有色金属工业总公司的技术鉴定，获得了部级科技进步二等奖。这是国内第一台同步电机直接高压变频器，节电效果十分显著。

矿井提升机是地下矿山运输的主要设备。它是用一定的装备沿井筒运出矿石、废石、升降人员及材料、设备等运输环节。矿井提升设备按井筒倾角可分为竖井提升设备和斜井提升设备;按提升容器可分为罐笼提升机和箕斗提升机等;按提用途可分为主提升机(专们或主性提升矿石，一般称为主井提升机)，副井提升机(提升废石、升降人员、运送材料和设备等，一般称为副井提升机)和辅助提升机(如天井电梯、检修提升等)。

2.2 变频调速技术在矿井提升机中的应用

矿井提升是地下矿山生产的咽喉，所以，无论哪种提升机，对电气传动的要求都很高，因为电气传动系统性能的优劣，可靠性的高低，都直接关系到矿山生产的效率和矿山生产的正常进行。对矿井提升机电气传动系统的要求是:有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。

目前，我国地下矿山矿井提升机的电气传动系统主要有:对于大型矿井提升机，主 要采用直流传动系统，有采用直流电动机-直流发电机系统和晶闸管变流器-直流电动机系统;这两种系统都存在着直流电动机固有的缺点，如效率不高，维修工作量较大等。对于中、小型提升机，则多采用交流电气传动系统，如采用交流绕线式电动机，使用电机转子切换电阻调速，这种电气传动系统虽然设备简单，但它是有级调速，调速性能差，效率低，大量的电能消耗在电动机转子电阻上，而且可靠性也差。

将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。我国已有几台大型矿井提升机采用交-交变频调速系统，取得了很好的效果，但其缺点是功率因数不高，谐波大，需加谐波和功率因数补偿装置。随着变频调速技术的发展，交-直-交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机中应用。例如国外已有矿山将有源前端三电平变频器应用于矿井提升机上，据介绍，采用这种变频调速的交流提升机可以克服直流调速系统和交-交变频调速系统的缺点，是提升机电气传动的发展方向。对于小型交流提升机已有成功应用变频器的实例，如山东风光电子有限公司和东营市东催科技有限公司合作开发的变频器，成功地应用于山东宁阳县华宁煤矿的380V,180kw 的交流提升机上。

2.3 PLC产品的选用

PLC在很多国家和领域都发挥着重要的作用，因此，也就有很多不同的产品已适用于不同的领域。在很多国家也都生产PLC的产品，例如美国、日本、德国，在此我们采用的是日本的OMRON的PLC。简单介绍一下：

日本的小型PLC很有特色，在小型机领域种颇具盛名。某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，用日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商，如欧姆龙、三菱、富士、日立、东芝等。在世界小型PLC市场上，日本产品约占有70％的份额。在中国，OMRON产品的销量居首位。

OMRON的PLC之所以受用户欢迎，是由于它们具有以下几个特点：指令系统功能强大，处理复杂控制的功能强；编程语言是梯形图和语句表并重，编程简单，易掌握；特殊功能模块和智能模块品种多，使用方便；PLC的网络配置简单，实用、造价低； 具有明显的价格优势及良好的售后服务系统。

OMRON公司的小型PLC产品:P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列以及CPM2C、CQM1、CQM1H等都属于小型机。前些年，P型机以高性价比的优势在我国的销量相当好，现在已被其升级产品、性价比更高的CPM1A系列所取代。H型机内部配置RS-232C接口，其指令系统也远高于P型机，但价格较P型机高。CPM2C、CQM1都是模块式结构。CQM1机内配置RS-232C通信接口，有6种CPU模块，各具不同功能可选择，而且各种I/O单元自由组合，它们都是高功能的小型机。CQMIH又是CQM1的升级产品。

由于OMRON公司的PLC指令系统功能强大；编程语言是梯形图，编程简单；特殊功能模块和智能模块品种多，使用方便；PLC的网络配置简单，实用、造价低；具有明显的价格优势，所以本方案采用日本欧姆龙公司的小型PLC系列。

第三章

3.1 系统概况

单候矿井隶属于河北开滦矿业集团，位于河北省张家口市蔚县涌泉庄乡境内北方城村附近，是张市矿区中心地带，矿井地质储量313.74Mt，矿井可采储量177.08Mt，设计能力150万吨/年，矿井服务年限81.4，于2006年10月正式投产。

单候煤矿井上胶带机集控系统（见图1）可分为两部分：1，筛分车间系统;2，储煤及装车系统。

其中，筛分车间系统包括图示的主井至筛分车间胶带输送机、矸石转载胶带输送机、矸石输送胶带机以及筛分车间内部所包含的六条拣矸胶带输送机、三条刮板机等设备;其余胶带输送机均属于储煤及装车系统。

在设计上，要求该系统能够实现就地控制与集中控制两种控制模式，集中控制可以分为连锁控制和单机控制等多种控制模式，可以供操作者根据现场实际情况灵活选用，确保在系统正常运行时操作灵活、易于维护，在系统出现故障或通讯中断时本地可以就地控制确保皮带设备的正常运行，提高了系统的稳定性。3.2 系统硬件部分

整个系统从上往下可以分为两层：集中控制管理层和就地控制管理层。集中控制管理层由两台上位机和一台交换机组成。在系统运行中，两台上位机互为冗余，并通过交换机直接与现场设备互联，从而实现对现场设备的监控。

图1系统结构图

就地控制管理层由PLC，交换机和胶带保护装置组成。PLC是整个控制系统的核心，在本系统中，采用了西门子公司的S7-300。由于在实际中，储煤子系统和筛分子系统有相互的闭锁关系，因此，可将筛分子系统和储煤子系统构建一个DP网络（系统的通信原理图见图2）。所以，本系统PLC均采用CPU315-2DP，在组网时，筛分子系统作为master站，储煤子系统作为slave站，并在筛分子系统PLC柜中增加以太网模块CP341，使得上位机通过交换机可以与现场级设备互连，从而实现集 中控制。此外，胶带运输机沿线安装了跑偏、堆煤、拉线开关等多种保护装置，以便胶带运输机运行出现故障时，系统可以快速地做出反应。

图2 系统通信原理图

3.3 系统软件部分

本系统的软件部分主要由两部分组成：上位机的组态监控软件和现场PLC的编程软件。图3系统软件运行界面图

上位机的编程软件选用了Intellution的IFIX3.5，它具有以下特点:

a.实时库显示：实时显示系统内所有实时点;b.实时遥控：选中画面上的控制开关，实时下发遥控命令;c.实时和历史曲线：可设定显示系统内所有记录的遥测点;d.实时和历史报警：报警分为重报警，中报警，轻报警;e.事件和报警记录查询：可按天查询事件和报警日志;f.事件和报警实时打印：有报警事件发生时，事件打印机实时打印。

上位机监控软件采用OPC方式与现场的PLC进行通信，可以方便灵活地获取现场机电设备及其保护设备的遥测遥信信息，实现远程控制。上位机的组态软件界面见图3。

现场PLC的编程软件采用西门子公司的Step7，当PLC处于“RUN”工作模式下时，除上电初始化外，其它程序都采取周而复始的循环扫描方式，称之为“PLC的扫描工作方式”，其执行流程如图4所示。

第四章

系统关键技术

4.1 系统有关通信程序的设计

本系统主PLC控制柜（筛分子系统PLC控制柜）安装在现场的低压配电室内，由于与调度中心相距较远，而现场电磁干扰又比较严重，为此，特采用以太网与光纤传输技术实现SIMATIC s7—300 PLC与上位机人机界面的通信。在主PLC柜中配备了以太网模块CP341以及以太网转光纤的交换机。

为了正确地传送和接收信息，必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等的约定，这一套约定称为规约或协议。本系统在进行通信程序设计时，采用模块化编程的设计思想，把程序分成若干程序块，各程序块分别含有一些设备和任务的程序指令，每个功能区被分成不同的块进行编程，有利于多人同时编程，也有利于程序调试和故障的查找。系统中PLC需处理多种通信协议，单独编制每种协议的处理程序，分别放在不同的功能模块（FC）中。在PLC的主程序块OB1中，通过调用语句，可依次执行这些协议的处理程序，实现与这些综保装置或智能仪表进行通信的目的。

4.2 DP网络的配置

基于筛分子系统和储煤子系统之间存在着闭锁关系，因此可将筛分子系统和储煤子系统组态成为一个DP网络。这样使得系统的逻辑关系更加清晰，同时系统具有了很好的扩展性，也在经济上节约了成本。

图4 系统流程图

关于DP网络的配置，可参考西门子公司的有关手册。尤其应该注意以下几点:

a.进行主从站配置时，应该首先配置从站，然后再配置主站;b.在组态Hardware时，主站和从站的Consistency均需要设置为All;c.编程时，主站的OB1中必须有OB1、OB82、OB86、OB100、OB121;d.由于在系统运行时，上位机会对PLC进行读和写操作，因此在主站和从站的程序块中还都要添加SFC14和SFC15功能块。

4.3 现场设备的闭锁控制

为了弥补现场设备防误功能的缺陷，保障安全生产，应该对现场所有设备进行闭锁控制。

本系统既有机械闭锁，又有逻辑闭锁，达到了“逆煤流依次启动设备，顺煤流依次停止设备”的要求。具体做法：机械闭锁：将逻辑上先启动设备的运行返回信号的常闭点串入后启动设备的二次控制回路中;逻辑闭锁：如流程图所示，将设备的运行返回信号作为执行下一条程序的先决条件。系统结构 煤矿胶带机运输系统的安全可靠与否直接影响矿井的经济效益胶带机集控系统可实现对整个胶带机运输系统的遥测、遥信、遥控，提高生产效率、降低事故率，减少故障处理时间、减少现场操作人员、提高经济效益。

我们研发的胶带机集控系统采用先进的并行处理技术；操作方便、灵活，可靠性高，抗干扰能力更强。采用分布式控制结构，保护能力齐全。具有胶带跑偏保护，速度检测，打滑和超速保护，急停闭锁，堆煤检测，温度检测，烟雾检测，自动洒水灭火和胶带纵向撕裂保护等完善的检测和保护功能。现场可编程功能及组网功能强，采用开放的编程软件和开放式的数据通信协议，可与综合自动化信息化系统实现汇接。

系统采用全分布式控制结构。主要由井下控制分站、控制主站和综合操作台构成综合操作台位于地面中央控制室，控制主站与控制分站之间采用工业以太网络或工业总线结构连接，控制分站与传感器之间采用矩阵结构连接。控制分站负责现场设备的数据采集和控制，通过监控，可对整个系统的设备进行监视和集中控制。

控制分站采用KJD21本安型PLC作为主控设备，具有防潮、抗干扰能力强、现场易编程、易扩展等特点，基本免维护，并能够实现软件化控制、自动检测系统故障等功能系统支持多台PLC组成控制网络，达到不同的规模控制，可完成多条皮带的集中控制和监测。

1.系统特点：选用先进的控制器，系统的实时性好，可靠性高，数据处理速度快；采用全分布式控制结构，系统具有较高的安全性。当地面部分出现控制故障时，井下部分仍可实现集控运行；通讯网络速度快，距离远，可靠性高。当网络由于发生断线、干扰等传输问题时，网络会自动侦测到，并发出警报；界面直观友好，操作简便，功能齐全。人机界面不仅具有形象逼真的动态画面和全中文显示，还具有实时报警监视、安全确

（1）通过利用大中型PLC（如西门子S7-300）可以与多种智能电子设备进行通信，方便地实现了现场设备的监控。

（2）该系统自2006年10月运行以来，维护量大大降低，大部分故障能够在电脑显示器上直接显示，减少了故障查找环节。系统操作简单，维护方便，提高系统安全性，降低运行费用，大大减少故障时间，提高经济效益。

2.本文作者创新点：

(1)本文系统地阐述了以PLC为控制核心，构建一个集控系统的方法，基于该方案的控制系统与原系统相比在性能和自动化程度上都得到大幅度提升，对相近系统有重要的参考价值。

（2）对于集控系统中子系统的处理，通常做法是给各个子系统均配置以太网通信模块，然后将每个子系统作为节点，组成环形网络。在本系统中，将逻辑上有闭锁关系的多个子系统视作网络中的一个节点，减少了以太网通信模块，节约了成本。对于同一节点下的多个子系统则采用级联的方式配置成DP网络，大大减轻了网络的负担。

（3）本文给出了配置DP网络的详细方法和注意事项。在PLC程序设计中，本系统采用功能块化的方法，有利于系统的维护和升级。

心得体会

经过这次毕业设计，使我觉得不论从理论知识还是从实际操纵中都学到了不少知识，我想归纳起来，主要有以下四个方面：

1.经过这次毕业设计，它让我接触更多平时没有接触过的科学仪器设备、元器件以及获得相关的仪器调试经验，同时我也发现自己在这方面很多不足之处。体会到理论知识对实践有很大的指导作用，她让我知道，只有在正确的理论指引下，才能设计出合乎实际需要的硬件电路。

2.学会了高效率的查阅资料、运用工具书、利用网络查找资料。我发现，在我们所使用的书籍上有一些知识在实际应用中其实并不是十分理想，各种参数都需要自己去调整。偶尔还会遇到错误的资料现象，这就要求我们应更加注重实践环节。3.在毕业设计中，我们应当注意重点与细节的关系。4.失败不可怕，只要不趴下，昂首向前走，希望总会有。

5.同组同学相互包容，彼此合作，取长补短，才能铸就最后的成功。可以这样说毕业设计是对大学三年所学知识的一次运用和检阅，同时对自学能力提出很高的要求，所以平时的学习离开思考，就是严重的错误，我们学习不应该有偏科现象，各方面的知识都应该要接触，这样做才能为毕业设计打下基石。

致谢词

经过这段时间的努力我终于顺利完成了本次的毕业设计。通过本次的设计，使我加深了对专业知识的了解，提高了分析问题和解决问题的能力，完成了理论知识与现代控制技术的紧密结合。

在设计过程中，在指导老师的精心指导下，我完成了从课题的选择、设计构思、资料的搜集一直到最终设计的完成。在此我要借此机会感谢在大学期间每一位传授我知识的授课老师，感谢一直以来为我们热情服务的辅导员，还要特别感谢我的指导老师罗老师，是他在这次的设计中指导我完成了本次的毕业设计，并在设计过程中教会了我很多实际的东西，这些对我日后的工作将有很大的帮助。在今后的工作中，我会以实际行动报答各位老师的精心教导。

参考文献：

[1]耿文学.可编程控制器原理、使用及应用实例[M].北京：电子工业出版社，1990 [2]刘敏.可编程控制器技术[M].北京：机械工业出版社.1999 [3] 刘宗仁.可编程控制器应用系统设计及通讯网络技术[M].北京:人民邮电出版社，2003 [4] 陈在平，赵相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社.2002 [5] 吴振纲，陈虎.PLC的人机接口与编程[J].微计算机信息，2005

2.集控系统施工方案 篇二

随着计算机网络和控制技术的不断完善,充分发挥电厂现有自动化装置的功能,实现数据信息资源的实时共享,有效提高电厂集控人员的劳动生产率和发电企业的综合自动化管理水平,已成为集控人员进行电厂辅网系统有用资源整合研究的重要内容。采用开放性、标准化的工业以太网作为核心的数据通信网络,将不同厂家的自动化控制系统相互连接为一体,构筑集信息集成、实时通信、集中控制等功能为一体的辅控网,不仅可以实现电厂辅助车间不同自动化控制系统间数据信息资源的实时共享,提高数据资源的利用效率,还可以将电厂现有辅助车间相对分散和独立的自动化控制系统通过高速可靠的工业以太网有机联系起来,实现现地控制层与集控中心信息管理层间的无缝连接。辅控运行人员直接在机组单元控制室通过集中监控系统,就能及时了解和掌握各辅机子系统的运行工况,便于根据集控系统采集的实时数据,制定安全可靠、节能经济的调度运行计划,有效提高了工作效率。电厂一体化辅控网将计算机网络和PLC等结合起来,将常规独立分散的“水网”、“煤网”、“灰网”等控制子系统,通过工业以太网连接成一个多功能综合控制网络,实现了现地与集控相互备用、远方操作及经济调度运行管理等功能,为电厂实际生产管理和运行经济指标分析等提供了丰富实时数据源,有效推动了发电企业能源整合利用和综合自动化管理水平[1]。

1 火电厂辅助车间集控系统应解决的问题

辅助车间控制系统是确保电厂安全稳定生产运行的重要系统之一,主要包括水处理系统、除灰系统、输煤系统及脱硫系统等分散在电厂各区域的辅助控制子系统。由于电厂的电能生产过程复杂,因此其辅助控制子系统存在位置分散、监控点多、数据交换量大等特点。

1.1 辅助车间位置分布较为分散

火电厂辅助车间的水处理系统、除灰系统、输煤系统及脱硫系统等遍布于全厂,相互间的空间位置距离较远,有的电厂火车卸煤沟距主控室就在1km以上,因此如何解决不同控制系统间数据信号远程传输过程中的信号衰减和信号干扰等问题,成为了辅助车间一体化集控系统需要研究的重要内容。

1.2 辅助车间控制系统I/O数据信息量大

大型火电厂的辅控网络系统需要采集的数据量庞大,所需的I/O端口数约为10 000个,因此在辅助车间集控系统结构优化过程中要确保数据的实时采集、远程传输、运算分析等功能的可靠实现。

1.3 辅助车间自动化控制系统类型各异

由于电厂辅助车间包括的辅机设备较多,相应各辅机设备所具有的辅助控制系统存在种类各异、通信协议技术平台不同等特点,各控制系统间物理数据接口也存在很大差异,因此要实现所有自动化控制系统的集中监控操作管理,就必须解决网络中不同系统可靠接入的通信协议转换问题。

2 电厂辅网一体化集控系统优化方案

2.1 辅网一体化集控系统优化原则

电厂中,辅助车间的各种自动化控制系统每天都会处理大量的数据信息,而这些数据信息不仅与电厂安全、节能、高效、稳定运行有关,还与电能运营生产有关的商业机密有关。另外,如何充分挖掘辅网系统中有用的数据信息资源,在确保各系统稳定可靠运行的基础上,有效提高集控人员工作效率和发电企业综合自动化管理水平,以适应电厂技术日益变化和满足企业管理快速更新等功能需求,这都要求辅助车间一体化集控系统要以数据高速传输、功能易于扩展、运行可靠性高、规范标准化、开发兼容性强、安全性好等作为网络结构体系优化的基本原则[2]。

2.2 辅网一体化集控系统组网方案

“PLC+上位机”分散设置的常规组网方案中,采取PLC控制系统直接配置双机热备冗余交换机的组网方式,即一个子系统配置一套双冗余交换机,这样会造成系统资源的浪费,增大系统综合投资成本。如对于监控燃油泵房子系统,所需监控的I/O数据点就几十个,采用双机热备冗余交换机组网方案,至少会浪费约90%的系统资源。因此,在辅助车间一体化集控系统优化过程中,为了充分利用系统间的数据信息资源,采用DCS/PLC为一体的远程I/O集控组网模式,依据自动控制系统的实际情况给辅助车间各子系统选定水点、煤点、灰点3个现地区域集中控制点,将各子系统中的远程I/O点通过相应的通信网络传输到3个现地区域集中控制点的DCS系统中,实现区域集中控制,然后通过公用交换机将DCS区域集控系统中的DPU(Distributed Processing Unit)分散处理单元连接到集控室的集控系统上位机网络中,即达到现地区域分散集控和集控室集中监控相互备用的控制目的,又充分利用了辅网集控系统中DCS区域集控系统有限DPU资源。采用DCS/PLC为一体的集控组网方案,不仅精简了系统逻辑组成结构,加快了DCS系统DPU资源的运行效率,当系统中的某些单元出现故障后,还可以将故障单元从系统中切除进行独立检修调试,而不影响其它单元的正常运行,减少了系统故障发生率和故障影响范围[2,3]。

2.3 辅网一体化集控系统优化方案

为了提高集控系统运行可靠性,在通信网络中采用冗余公用中心交换机与水点、煤点、灰点3个DCS区域集控站点的交换机(或集线器)进行有机连接,构成100Mb/s的快速工业以太网,同时客户机/服务器等也采用双网通信结构作为数据信息传递和远程调控命令传输的通道,这样可以大大提高集控系统通信网络运行的安全性、开放性、扩展性,也可以确保系统监控数据高速稳定传送[4]。以DCS/PLC一体化组网方案为基础的辅助车间集控系统主要包括过程控制网和集控实时监控网两层网络结构,其具体优化方案如图1所示。

从图1可知,辅网集控系统首先将分散在电厂不同位置的辅机子系统按水、煤、灰划分为水点、煤点、灰点3个DCS区域集中系统,不同子系统通过过程网与DCS区域集中系统中的DPU处理单元进行互联,形成3个独立的基本局域网络,这样即便DCS区域集中系统出现故障不能与集控室监控中心通过网络进行通信,也可以从集控系统中独立出来正常工作,从而大大提高了集控系统运行可靠性和操作灵活性。集控系统通过公用冗余交换机将DCS区域集控系统冗余交换机与集控实时监控网进行有机互联。在集控监控网上设置2台冗余主交换机,作为集控系统网络核心的交换机,按照双热机冗余配置设计。系统服务器1和2配置100M服务器专用以太网卡,分别与A、B主交换机进行有机互联,实现集控系统数据信息和远程操控命令的远程传送和解耦分析。通过物理和逻辑手段将电厂辅网集控系统按照子系统自动化控制系统功能进行区域集中划分后,使集控系统模块化,集中分散集控功能更加完善可靠,特定的数据流会在各自的网络系统中高效传送,相互间不会占用与之无关的其它网络通道,从而保证了集控系统中数据信息传送的实时性、高速性、可靠性。集控监控网设置了4台独立的监控上位机,包括3台操作员站和1台工程师站,工作站间相互独立运行,操作相互闭锁。集控人员在操作员站上可以对电厂辅助车间各系统进行实时监控,同时操作员站具有数据信息采集、数据信息分析、CRT画面显示、参数设置、越限报警、报表曲线生成打印及其它辅助操作功能。

3 实施应用中的注意事项

(1)在集控系统安装调试过程中,集控运行人员要动态跟踪辅助车间就地“水”、“煤”、“灰”等控制子系统的运行状态,以便在出现数据信息或控制命令丢失等不利情况时,能够快速进行现地操作,避免故障或事故的发生。

(2)在全面推行辅助车间集控运行前,应组织培训,提高集控运行人员操作技能水平。

(3)在集控系统试运行初期,要根据实际试运行过程中出现的问题,结合相应的操作技能规范,编制辅控运行操作规程制度,便于电厂正式转入全方位的集控运行时运行人员能够快速进入角色。

(4)在操作员站和工程师站上使用的软件应与DCS区域集中系统主机保持一致,便于在集控监控网出现问题后,集控人员可以方便快捷地在DCS区域集中系统主机上进行操作,否则可能造成集控人员误操作。

(5)辅网集控系统中操作员站、工程师站、DCS系统就地操作员站等应注意权限管理设置的协调性,既要保证各操作站监视、控制、保护、操作、报警等功能的正常使用,又要防止混乱授权引起不同工艺系统间操作误动、拒动等不利现象发生[5]。

4 结束语

将电厂辅助车间自动控制子系统全部纳入辅网一体化控制系统,进行集中监控管理,实现了在集控室进行集中监控操作等功能,提高了电厂辅网集控运行的综合自动化水平。辅网一体化集控系统实现了对“水”、“煤”、“灰”等DCS区域集中系统的集中实时监控管理,并能集中采集和保存各子系统的实时运行数据信息,以便集控人员进行集控监视、统一管理、远程操作。集DCS/PLC于一体的电厂辅网集控系统的实施,实现了全厂辅网一体化集中监视控制管理,通过与其它监控管理系统进行互联通信,进一步提高了电厂集控监视管理自动化水平和集控人员工作效率,有效提高了电厂在市场经济中的综合竞争力。

参考文献

[1]卢化,苏烨.火电厂辅助车间控制系统的探讨[J].浙江电力, 2008(6):49-51,55

[2]DL/T 589—2010火力发电厂燃煤电站锅炉的热工检测控制技术导则[S]

[3]孙耀杰,宿志田.火电厂辅助车间集中监控系统[J].中国电力教育(2010年管理论丛与技术研究专刊):417,418

[4]边智勇,冯燚超.新建火电厂辅助控制系统新模式——辅控一体化模式探讨[J].自动化博览,2010(4):72-74

3.集控系统施工方案 篇三

【摘 要】当前风力发电已经被广泛应用.风力发电是一种新型发电技术，与火力发电相比风力发电具有无污染的特点.在保护环境的观念日益深入人心的背景下风力发电的作 用越来越重要.当前分散式风场达到了风电场的无人值守的理想效果，使风电运行管理水平得到进一步提高。本文主要分析了基于分散式风电的集控方案设计与实施

【关键词】分散式风电；集控方案；设计实施

引言

当前风电产业的特点是高度集中、高电压和远距离。风电出力特性相比常规能源，它的波动更大，随机性也比较较大，可预测性偏低，一般情况下风电调度运行不能弃风。随之，风电产业采取“规模小、电压低、分布式、就地分散接入电力系统”的风电形式呼之欲出，称为“分散式风电”。

一、分散式风电集控系统的概述

分散式发电特点为：总装机的容量低，风机切入切出对微电网冲击很小；规模偏小，输电距离比较短，普遍运用风场把附近电网的变电站及输送线路；发出来的电能于地面快速消化，经济效益比较高，但风电也因分散的特点，也成了阻碍运行管理的主要因素，从而对风电相关技术要求越来越严格。

现代信息技术可以实现对风电场的远程监测控制。风电集控系统的主要内容包括平时对风电场设备运行状态和当地的风力状况进行监测；通过集中控制协调各个风机发电入网；在监测到设备故障时做出处理对策，及时解决保障系统平稳运行。

二、分散式风电集控设计方案

（1）集控设计的总体思路是利用调度和集中控制两个系统的协同运作来实现对分散的风电场运行状态的监测。

（2）风电集中控制的第一步是监测。监测的主要内容包括三部分：风场各位置风机的运行状态及运行中产生的各种数据；风场的监控录像数据；风场其他电力设备的状态数据。

（3）集控系统中监测系统的组成：发电风机的数据收集和监视控制系统，录像监视系统和主要电力设备，比如风场开关站的数据收集和监视控制系统。

（4）为了保障系统的安全可靠，需要在设计中进行冗余设计。

（5）为了提高系统的运行速度和监测的灵敏度，需要对集控系统进行分区。为了叙述方便，把对直接参与发电过程的设备进行监控的实时控制区命名为A区；虽然也随系统运行，但是不参与实时控制的非控制生产区为B区，另外一部分就是生产管理区，用C区表示。

三、分散式风场集中监控系统的网络设计

（一）风场端的网络设计

因为风场内数据安稳定性、安全性等方面要求各不同，设计上报方式也跟着不同。例如视频数据独立组网，直接接入光端机上报。无功补偿信息、开关站信息本身是IEC103报文，就可选择远动装置进行采集。对于气象测风信息、电能质量在线监测信息、电能量信息、风机监控信息，要进行规约转换装置转换为IEC103报文之后由远动装置进行采集。再运用远动装置将数据分类处理转换为IEC104报文经过路由器及纵向加密一并送往调度与监控中心。

（二）远程通信的网络设计

租用电力公司使用的通信通道是各风场及监控中心都设置有三个2M的独立数字通道。租用电力公司使用的通信通道是由离风场最近的变电站接入，再最远离监控中心的变电站接出。三个2M的通道供给视频信息、风机信息与远动信息进行使用。

（三）监控中心内网设计

监控中心内采用的设计为双网设计，有3个安全区。其中一个区是实时控制区，由1个分机数据服务器、2个监控工作站、1个AGC服务器、1个AVC服务器和1个GPS、2个数据采集服务器、2个风机操作员站组成。历史数据储存、安全监控、人机交互及网络管理功能及4座电场运行界面显示，从而达到风电场无需人值班的理想状态；达到对各风场设备情况有效监控的目的；提高对特殊状况下的判断能力；各风电场能安全的进行操作；各个风电场运行管理的进一步提高；也做到有效监控其他分析系统及满足应用的需要。

四、分散式风电集控的实际应用

（一）风功率的预测的实施

用物理模型分析及统计模型为基础的预测过程称为风功率预测，风电场未来的输出功率是依据数值天气预报数据及结合风力发电机组运行的情况预测分析出来的。而风功率预测子系统是依据风场实时有功无功数据与气象部门的数值天气预报数据、测风塔实测气象数据，要对未来某一时段风电场的发电情况进行分析预测是采用的是支持向量机、神经网络等多种计算法，并要及时报予电力调度部门。

（二）风场AGC的应用

当电网频率发生偏差较大时，为了使联络线的交换功率和系统频率能有效维持，各个控制地区应依据本区域内的控制误差来调控本地区内风力发电机组的出力，协调好电网从而进行调频。其电力系统调度依据风功率预测系统发布的风力发电场当前尽可能的最大出力，调度信息要充分考虑到经济能力、运行的安全性等制定出相应的控制发电对策，最后发送风场出力目标值到风机服务器。风机服务器再依据机组的实时运行工况及控制特性进行目标出力在风机上的分配，使风场功率调整和跟踪得到实现。

（三）风场AVC的应用

如风场离负荷中心远，又接入末端电网的情况下，由于受负荷变化和受风力资源的影响，因而电压有较大波动，造成了风场发电大时电压低和发电小时的电压高的问题越发严峻，电网的安全运行得不到保障。因而实现对无功的自动控制与系统的电压十分迫切。以电力调度下发的控制电压目标值为根据风场实时运行工况及结合设备的安全因素、电网，利用控制算法产生单台风机的无功输出目标值及场内SVG的无功输出目标值，最后转发到风机服务器、SVG控制器执行、开关站SCADA服务器，实现风场电压自动调整功能的整个过程就是风场AVC子系统运行的表现。

五、结束语

随着风电产业的的不断的发展，面对越来越庞大的风场监控的数据量，想要提高系统运行能力其控制系统相应的就要有更好更强大的硬件。要达到对统计点某时间段内的原始数据或者统计数据进行统计运的目的，系统也应能提供通用统计的功能，这样广大的用户就可通过自由选择统计算法。还应针对越来越复杂的风场特点，制定出一体化的控制系统设计的解决方案。其控制系统能有效处理相关数据，风功率预测、AGC、AVC等系统不再是孤立存在的，而是在同个数据服务、同个平台进行高效的应用。

参考文獻

[1]韩强，谭宇阳，张正中，马进.智能型风力发电调管控一体化综合应用平台设计[J].陕西电力.2012（06）.

[2]王剑彬，潘树军，白志深，谢芝东.电压自动控制系统在风电场的应用[J].内蒙古电力技术.2011（05）.

4.电子围栏系统施工方案 篇四

电子围栏系统施工方案......................................................................2

一、编制依据：..............................................................................2

二、工作内容..................................................................................2

三、施工的工具及材料..................................................................3

四、施工人员..................................................................................3

五、施工进行计划：......................................................................3

六、周界施工..................................................................................4

七、质量管理：..............................................................................8

八、针对性的安全技术措施：......................................................9

九、使用与维护............................................................................10 1 检查................................................................................................10

2、通电............................................................................................11 4日常维护.........................................................................................11

电子围栏系统施工方案

一、编制依据：

1． 《电气生产企业安全设施规范手册（标准）》； 2． GB/T7946-2008 《脉冲电子围栏及其安装和安全运行》

二、工作内容 1.在巴州农二师六个变电站安装电子围栏安全防范系统。工程总长 1572 米。2.在供电所围墙上安装电子围栏，每隔4米架设PVC杆1根，高度为100cm，根据现场围墙已有铁丝网的情况，采用顶部垂直安装或者侧面斜装。（注：大门一侧的围墙系铁栅栏式，终端杆及中间杆需采用万象支架垂直固定在大门的柱上。）3.每个转角采用不锈钢终端杆1根，每间隔30米采用一根不锈钢终端杆承力，高度为120cm，基部采用万象支架及膨胀螺栓固定在墙体上。围墙高低落差处使用不锈钢终端杆支撑。合金丝以6线制架设。在围墙斜对角内墙上1.5米处安装控制箱。控制箱至控制室用控制电缆连通电子围栏与控制箱。4.在围栏上挂出警告牌，间距为20米一块。在大门明显处安装警告牌。变电站外墙安装高分贝报警器及声光报警器。5.注：110变电站大门左侧围墙有通讯电缆杆斜靠上围墙影响系统安装，为了电子围栏系统能更有效的发挥作用，以上问题请尽快处理。6.对围墙内靠近围墙的绿化进行清理。

三、施工的工具及材料 1.工具：冲击电钻、钢丝钳、扳手、螺丝刀、电烙铁、登高梯、安全带等工具。2.RS485信号控制线：RVVP2×1.0mm²圆形线，围栏控制器电源线：RVV2×1.5 mm²的护套线。3.4.PVC穿线管（φ25）及其配件。

警示灯及“电子围栏 禁止攀登”警告牌若干。

四、施工人员 1.2.施工负责人：张雷、付国龙

施工人员：马涛俊、马刘平、张伟、马海军。

五、施工进行计划：

经过我公司认真安排，精心计划在保证满足建设单位要求的情况下，工期为期 37 天：

第一阶段30团35KV变电站（4天）：电子围栏前端及后端安装调试。第二阶段223团35KV变电站（4天）：电子围栏前端及后端安装调试。第三阶段23团35KV变电站（4天）：电子围栏前端及后端安装调试。第四阶段27团35KV变电站（4天）：电子围栏前端及后端安装调试。第五阶段25团35KV变电站（4天）：电子围栏前端及后端安装调试。第六阶段110KV变电站（15天）：电子围栏前端及后端安装调试。第七阶段（2天）：六个变电站电子围栏联网调试。

六、周界施工

1． 确定周界围栏安装角度：（与墙顶面的夹角）

 根据现场的情况及甲方要求确定周界围栏角度（0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°、157.5°、180°）和倾斜方向（内倾式、外倾式、垂直式或水平式安装）

 根据周界环境：附近建议为内倾或垂直安装，空旷地带建议为外倾，围墙高于2.5米时可以采用水平安装。

 根据保护对象：防止外界入侵时建议为外倾式安装，防止内部翻越时建议为内倾式。2． 组装中间杆：



将中间干绝缘子套入中间杆，注意套入距离【保证每条线之间的距离200mm、最下一根线距墙顶为200mm（新疆地区规定为150mm）,将围栏固定开口调整为同一方向然后旋紧（注意不可旋得太紧，只要中间杆绝缘子不能挪动即可）。如下图：

 用中间杆固定件、M5×10螺栓将中间杆固定在万向底座上（注意：围栏合金线方向与万向固定座两固定孔的连线相互垂直，安装倾角符合1项要求）3． 组装终端杆：

 如图：用M5×50螺栓将终端杆固定在两个万向底座之间。（注意：围栏合金线方向与万向固定座两固定孔的连线相互垂直，安装倾角符合1项要求）。

 将终端杆绝缘子用终端绝缘子固定夹固定在终端杆上。注意方向一致。

 有围栏控制器的地方应在终端杆顶部加入一条或两条（相互垂直）避雷器固件。4． 围栏撑杆的安装：

 确定围栏撑杆的具体位置：在围墙顶部用冲击钻打孔，用M10×100（中间杆可用M8×80）强力膨胀螺栓将撑杆固定在合适的位置。

 中间杆距离为5m（或图纸中确定的地点）；

 中间承力杆建议为每个5根中间杆加一根承力杆、在转角不大的位置或其它有必要的位置；

 拐角采用终端杆（非90°安装时，应从两个围栏方向各安装一根终端杆），分区处应从两个方向安装绝缘子。5． 围栏线安装：

 围栏线应采用分段安装的方式固定，同一条直线或同一防区建议分为一段。不在同一条直线上的合金线分几次安装。

 展放合金线：采用放线架或适当方式放线，切莫任意放，以免出现打结和不平整现象。可以四根同时展放，但注意不要交叉。 紧线：将合金线的一端用线线连接器（或自我缠绕）固定在一端终端杆绝缘子上，然后将6根合金线对应放入中间杆绝缘子或承力杆绝缘子的线槽内，最后穿入紧线器，用力将合金线拉紧并用线线连接器（或自我缠绕）固定在另一端的终端杆绝缘子上。然后调整紧线器使4条线同时拉直并相互平行。注意：平行的多条线应同时收紧，只要各条合金线拉直了即可；不能拉得太紧，否则会使得两端的杆子承受多余的拉力。 用线线连接器将高压线与合金线连接起来。6． 接地体制作：

每个围栏控制器箱下必须打入两个接地体，接地体标准：大于50×50×5×1500mm（有M10以上的接地螺栓或孔）标准镀锌接地角铁，垂直打入地下，接地体与避雷器支架、围栏控制器箱接地端可靠连接，接地电阻<10Ω。不够时可加入降阻剂。强电接地与弱电接地必须相互隔离，并且必须有>4m的距离。7． RS485信号控制线、围栏控制器电源线的铺设：

若有预埋管道则可直接利用，否则利用PVC管进行穿管敷设，敷设要求符合管道配线要求，管道中主要有：RS485信号控制线RVVP2×1.0mm²圆形线、围栏控制器电源线RVV2×1.5 mm²的护套线（从主机并接到每个围栏控制器上，距离超过600m需加大线经）。8． 警示牌的安装：

每隔20米安装“电子围栏 禁止攀登”警告标识牌一块，可以用合金线固定在围栏线上。9． 围栏控制器的安装：

a)将围栏控制器安装于围栏下方、围栏分区处，用膨胀螺栓固定于墙上。

b)将围栏控制器与接地扁铁作良好的连接。围栏控制器接地（弱电接地，于通讯线屏蔽层相连），与高压围栏接地（强电接地）相互隔离，避免干扰。

c)将围栏控制器的高压引线通过PVC配线管与围栏相接，接头处应采用线线连接器（或自我缠绕）可靠连接。

d)RS485总线、报警输出线、及电源线与高压线分开，使用单独的配线管。

e)将高压避雷器可靠连接于周界围栏起始端与地线之间（注意防水方向）

11.前端系统接线图（见下图）

七、质量管理：

1、1、质量目标：工程竣工验收合格率100%，杜绝工艺低劣；做到文明施工，并确保有关记录完整齐全。

2、2、工程施工必须贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针，工程项目经理、安全员应始终在施工现场，督查工程安全质量情况，及时组织处理影响施工质量的问题，确保施工质量。

3、3、加强设备及材料的检验工作，发现损坏或涉及技术质量等有关问题应及时向有关部门反映，以便及时解决，不影响施工进度，并做好记录。每天的施工进度及次日工程安排向所长汇报。

八、针对性的安全技术措施：

为了保证安全生产，防止事故发生，保证职工生命安全和身体健康，有计划地执行安全生产技术措施。

1.施工期间必须坚持“安全第一、预防为主”的方针。

2.进入施工现场，各人员应正确戴好安全帽，认真学习安全生产六条纪律，十个不准和电业工作规程。

3.施工中工作人员不得超出允许的工作范围，不得擅自拆除或更改现场安全设施，如工作需要，必须征得电力部门同意。

4.施工前必须履行工作票许可制度，项目负责人和安全员每天施工前应对每个施工人员进行安全教育和技术交底工作，严禁违章作业，并设专业人员监督。

5.在附近有带电的区域工作时，必须在有人监护情况下听从工作负责人指挥进行工作，有疑问时必须问清楚，不得擅自行动，并按指定的路径进出。

6.在搬运梯子时必须二人平行搬运，并与带电设备保持3米以上安全距离。梯上作业时，梯子须有安全防滑措施，单梯要下面有人护住。施工人员与带电设备保持足够的安全距离。

7.在危险区域施工时，应戴好安全带，必须有三人以上在现场。必须有安全员及负责人监督和确保安全的情况下施工。

8.在施工中如有高压设备与围墙小于3米距离，不准人员直接站在围墙上施工，而应在围墙外侧架梯施工，并在放线和拉线时应轻拉慢放，严禁违章操作，并注意与带电设备保持足够的安全距离。

9.不得移动或跨越遮栏，不得拆除警告标示牌，不得触及与工作无关的设备。保持施工现场清洁，做到完工清场。

10.在围墙及危险区域施工时要集中精神，防止高空摔跌。11.安装接电时，必须到现场重新检查，不得有人员有触及电网的可能，同时必须有监护人在场。

九、使用与维护 1 检查

当系统的挂线杆、绝缘子、导线、跨接线、高压绝缘导线、接地线、脉冲主机全部安装完成后，应进行一次全面检查，检查挂线杆是否装牢，位置是否正常，绝缘子的位置是否正确，导线架设是否正常，如果导线拉得不够紧，则易摆动、晃荡，如果拉得过紧，可能会拉断导线，也可能把终端拉线杆拉斜了。检查跨接线是否良好，跨接线应能相对稳定，保持足够的放电间隔，与主导线的连接应紧密，接触良好。检查接地装置是否良好，接地电阻是否满足要求。检查引向主控制器的高压绝缘导线的信号线和回路线是否已分管穿线，始端和终端的连接是否正确。检查系统的绝缘电阻是否满足要求。

2、通电

主机插电之后，按下主机开关，系统正常工作时主机面板上的LED布防与电源指示灯被点亮，LCD会显示高压线上的实际电压值。

备注：

1、系统带有近5000V的脉冲电压，做试验时，切勿直接接触带电部分，以免电击。

2、报警输出功能试验 系统正常时应常开，而系统报警时应闭合。

3、使用

3.1 使用人员培训

主要内容为安全教育和系统性能及其使用方法介绍。工程商在交付使用前必须对操作人员进行培训。3.2作好运行记录 4日常维护

4.1 脉冲主机：每月停电做表面清洁一次，每半年做一次断路、短路报警实验，高低压切换实验。

4.2 周界：每月进行一次全面检查，包括：挂线杆、绝缘子、金属导体、跨接线、接线桩、警灯或者警号、内部报警、复位开关等。

新疆中兴信通科技开发有限公司

5.烟气净化系统施工方案 篇五

一、概况

铝电解生产过程中，从电解槽排出大量氟化氢气体和含氟粉尘等有害物质，为防止对周围环境的污染，采用干法净化技术进行净化回收。

铝电解生产原料氧化铝对氟化氢气体有较强的吸附能力，用它对含氟烟气进行干法吸附净化。吸附方法为管道化法：电解槽含氟烟气从总烟管进入袋式收尘器之前，将新鲜氧化铝、循环氧化铝分别加入排烟总管中。在气固两相充分接触过程中，氟化氢被氧化铝吸附。加入的氧化铝和从电解槽中随烟气带出的粉尘，均在袋式收尘器内被分离下来返回电解槽使用，净化后的烟气经排烟机送入烟囱排空。

****铝厂电解车间由两栋长831.6m，宽24m跨的厂房组成，厂房间距40m。两厂房内共配置236台240KA预焙电解槽，其中6台备用。设计三套电解烟气净化系统，配置在两栋电解厂房中间。

干法净化系统主要由排烟净化和供排料两部分组成。

1、排烟净化系统

所有电解槽均用小型活动盖板和上部盖板密闭，槽内烟气通过集气罩及上部的连结支管与系统连接。

每台电解槽的支管均接在室外架空的水平干管上，干管接至脉冲袋式除尘器，经过净化后的烟气，通过排烟风机后送入60米高的烟囱排空。

2、供、排料系统

干法净化的供、排料系统包括新鲜氧化铝和循环氧化铝两部分的输送。新鲜氧化铝来自电解车间新鲜氧化铝仓，采用风动溜槽送入烟管内与氟化氢气体接触反应；循环氧化铝是从袋式除尘器回收下来的含氟氧化铝，经风动溜槽、空气提升机等，送至含氟氧化铝仓，一部分重返烟气总管进行循环吸附，另一部分供电解槽使用。

二、除尘器的性能和工作原理

除尘器含尘气体由风管进口阀进入尘气室，在挡风板形成的预分离室内，大颗粒粉尘因惯性作用落入灰斗，含尘气体沿挡风板上、下、左、右到达滤袋，粉尘被阻留在滤袋外面。净化后的气体进入袋内到净化室，再由出风管道排放到大气中去。当滤袋外表面的粉尘不断增加，导至设备阻力上升，到设定时间控制仪发出信号，喷吹装置开始工作，此时压缩空气从气包经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向滤袋内喷射，滤袋向外膨胀。在滤袋膨胀产生的加速度和反向气流的作用下，附在滤袋外面的粉尘脱离滤袋进入灰斗，经气力输送排出。喷吹结束后，滤袋又恢复过滤状态。

三、除尘器的组成

除尘器主要由净化室（上箱体）、尘气室（中箱体）灰斗、喷吹装置滤袋及滤袋框架、进风管道和出风管道等部件组成。

四、除尘器的安装

因除尘器是由支架、灰斗、中箱体、上箱体等部件组成。到货的箱体部分均为散片，需在厂房内利用天车进行拼装，然后运到安装地点利用28吨履带吊进行组装。安装步骤如下： ① 支架安装：

支架直接在现场安装，测定水平标高，其水平度不得超过1/1000mm误差，支架上平面各点水平标高累计误差不得大于3mm，总长误差不得大于5mm，总宽度误差不得大于2mm，其对角线误差不大于5mm，现场组装定位后，用M20螺栓锁定，测定符合后，各连接螺栓处用电焊焊死。② 灰斗：

支架安装完后，将灰斗落入支架中，灰斗上平面水平标高不平行度不得超过1/1000mm。灰斗拼装后总长的不平行度累计误差不得大于3mm，测定合格后再和支架焊接。③ 中箱体：

a）箱体焊接先将端部第一个箱体、中间第三个、第五个箱体组成矩形，安装在相应的位置上，第二个箱体和第四个箱体单片安装，第六个箱体组成插口式U形和第五个箱体组合成箱体（如图所示）。中箱体分二层，第一层按图

（一）的箱板分布进行拼焊，所组成的每一个矩形箱体的对角线误差不得大于5mm，测定水平标高其不平行度不得超过1/1000mm，箱体拼接后上平面的不平行度累计误差不得大于3mm，总长误差不得大于5mm，总宽度误差不得大于2mm。

第一个箱体

第二个箱体

第三个箱体

第四个箱体

第五个箱体

第六个箱体

图

（一）b)、第二层按图

（一）的箱板分布进行拼焊，拼焊顺序和第一层相同，所组成的每一个矩形箱体的对角线误差不得大于5mm，水平标高不平行度不得超过1/1000mm，箱体拼接后上平面的不平行度累计误差不得大于3mm，总长度误差不行大于5mm，总宽度误差不得大于2mm。c)、12个矩形箱体连接完后，将挡风板、撑管、出风口、下箱板，按图纸位置进行焊接，各箱板的焊缝以及箱板与灰斗、第一层与第二层的焊缝按图示位置进行焊接，应当注意进风口箱板的角钢外落面向里及板面向外，以及各箱板横筋的角钢平面都必须朝上以防积水。d)、从中箱体底边向上标高2500mm，划一条水平线与进风灰斗交接处焊接进风灰斗定位角钢，然后放入进风灰斗。

e)、在进风口一端从中箱体底边向上标高5200mm与出风口一端从中箱体底边向上标高2700mm处划一条斜直线，根据需要焊接若干段定位角钢，然后放入风道斜隔板与中箱壁焊接，焊接应注意风道斜隔板与中箱体壁焊缝必须满焊，做到风道斜隔板上方与风道斜隔板下方没有相互泄露现象。

f)、矩形阀门用M10×25螺栓与进风灰斗法兰连接，进风口管道与矩形阀门连接后，再与进风口箱板下

（一）（二）开口焊接。④上箱体安装：

（1）先将喷吹框架放在中箱体上，水平标高的不平行度不得超过1/1000mm。喷吹框架拼接后，上平面不平行度累计误差不得大于3mm，总长度误差不得大于5mm，总宽度误差不得大于2mm，符合要求后与中箱体焊接。

（2）再将侧板、端板、中间板、隔板组成矩形箱体，其对角线误差不得大于5mm，水平标高的不平行度不得超过1/1000mm，拼装后的上平面不平行度累计误差不得大于3mm，总长度误差不得大于5mm，总宽度误差不大于2mm，然后将扶梯、顶板、多叶阀、进风口上箱板安装好。

（3）安装出风口顶时，顶板从出风管顶部中间向两端倾斜，倾斜度从顶板中间到端部为100mm，900×300矩形与上箱体焊接时有较大缝隙，需用50×4扁钢铺在出风口顶板，多叶阀本体焊接，保证出风口管道没有泄露现象。

（4）安装气包需对号入座，应注意气包罩上的铰链与气包进气口同向，气包罩两端的二个孔，其中一个孔有橡胶护套的一端都必须朝进风口方向。⑤滤袋、滤袋框架：

滤袋靠缝在袋口的弹性涨圈嵌在花板孔内，滤袋框架由花板支撑，安装滤袋时，由袋底到袋口放入花板孔中，到袋口将其捏成弯月形松手，靠涨圈的弹性嵌入花板，再将滤袋框架放入滤袋中，然后装好喷吹管即可。

五、技术要求：

1）所有的焊缝位置都应按说明书要求进行，焊缝应符合通用技术条件（Q/ZB74-73）焊缝要求严密，不泄漏。

2）上箱体组成的每一室的箱体和中箱体、灰斗所组成的每一室箱体之间应该互不泄漏（上箱体室与室之间、中箱体室与室之间、上箱体每一室与中箱体每一室之间、焊缝必须做到互不泄漏）。

六、排烟管网的制安

1）概况：该管网包括排烟支管，厂房外部排烟干管，净化工段总干管，三部分组成。（1）排烟支管（2）厂外部干管（3）总干管

整个净化系统在二栋厂房之间场地特别狭窄，施工作业交叉，各专业同时施工干扰较大，必须密切配合，统筹协调。2）烟管制作 a、设置预制平台一座，配置剪板机、滚床及电焊机及乙炔切割器，为便于组对及操作，平台上方应设置3—5t手动电葫芦一台，并配相应工字钢轨道。b、按下列程序制作：

原材料检验

按图纸也按要求放样下料

剪板 刷底漆

除锈

校核检测尺寸

焊接

滚筒 堆放半成品场地

c、钢板下料应定专人统一下料并用剪板机剪板，保证焊缝的平整均匀、光滑。

d、风管焊接后必须校核尺寸、找平、圆弧应均匀，刷油时管段两端留出100mm的长度，待吊装、焊接后补刷油漆。

e、制作时焊接形式，尺寸要求及允许偏差应按图纸注明外，应同时执行有关制作规范。3）排烟管道的安装（1）施工准备

a、管网支架的验收、检查、复核上一工序的中间交接资料复测、确认、设置管网安装基准。b、管座按图纸要求位置就位。

c、已加工好的风管段，运入现场，按吊装管段的长度进行组装，试漏后补油漆。

d、人工操作组对位置，铺设脚手架及走台，走台架必须牢固、安全可靠，并不影响吊装作业。e、吊装段二端应支设角钢临时十字支撑。(2)管网吊装

a 吊装采用15吨坦克吊（或16T、20T轮胎吊）配合作业。b 补偿器可在地面组装好以减少高空作业及施工便利。c 与支管的连接结合处于现场开孔，并将多余部分切除。d 起吊前检查管内清洁度、杂物必须清除。

e 法兰连接处应用浸渍石棉绳（φ6）密封各支座（固定、游动）补偿器的安装位置必须符合图纸要求，不得擅自移动。

f 管网试漏可用垩粉、煤油作渗透试验。

g 管网在焊缝试漏后对管表面、金属件外表面进行除锈磨平焊缝，用铝粉醇耐热烘漆进行防腐处理，后刷面漆。

h 下一段管吊装与前一段吊装间隔时间较长时，在前段管道末端要临时封闭。

i 组装及安装位置的约束严格按图纸要求执行，允许偏差范围应符合有关规定的要求。

七、劳动组织与施工机具配置： A、劳动组织：

1）以铆工为主的综合作业班组负责排烟管网制安。

2）以钳工为主的综合作业班组负责袋滤器拼、组安装。B、须配置机具：

1）28T履带式吊车一台（附付杆）（袋滤器吊装）

2）15T坦克吊（或16T、20T汽车吊）1—2台（管网制作配合到料、管网安装吊装、袋滤器组装喂料）

3）15T平板汽车一台 4）电焊机若干台 5）剪板机一台 6）滚床一台

7）移动按钮式电葫芦二台

八、质量保证措施：

1）强化焊工的培训，加强各工序各部位的检验与质量控制。

2）强化职工队伍的技术培训，提高管理人员与作业人员的技术素质，使各环节符合质量要求。

3）加强与甲方质检人员的联系与合作，共同把关，使工程质量提高一步，更上一层楼。4）加强质量管理体系，定人、定岗，专职负责。

5）及时作好各项记录，真实反映施工中的实际情况，完整归档。

九、安全措施：

1）认真做好安全教育工作，施工队长、施工员、安全员认真做好安全记录。2）因箱体在厂房内组装成矩形和形，所以运输过程必须做到平稳。

3）吊车吊装时口号一定要准确，临时吊装点必须焊牢，仔细检查钢丝绳，不许有破断现象。4）施工现场必须做到文明施工。

5）箱体内外焊缝需设的临时支撑必须牢固，跳板和支撑必须用铁丝捆绑牢靠，操作人员必须系好安全带。

十、所需材料：

角钢∠63×63×6

跳板 铁丝

6.远程抄表系统布线施工方案 篇六

一．工程综述

1.1工程概况

本系统工程本地采用M-BUS总线布放，远程通过远程通讯装置，采用GPRS无线信号通信方式将各用户热表数据上传至热电客户服务中心，实现对热能表进行远程集抄、检测、监控、计量、分析、收费等管理。本公司依据招标文件提出的远程智能抄表系统要求，特设计、编制远程抄表系统施工组织方案。

1.2工程施工内容

   热电客户服务中心管理软件及主机房设备配置； 供热区域内集中器的更换、线路检测、设备安装等； 后续设备安装调试；

1.3施工工期

开工时间起

天内全部完成。（原则按甲方要求）

1.4编制依据

弱电施工必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本施工组织方案将依据和参照以下的规范和要求进行:        本项目图纸及现场考查

《智能建筑设计标准》（GB/T 50314－2006）

《建筑电气安装建筑施工质量验收规范》（GB 50303－2002）《智能建筑工程质量验收规范》（GB 50339-2003）《电气装置安装建筑施工及验收规范》（GB232-92）《住宅远传抄表系统》（JG/T162－2009）

《多表采集与控制系统企业标准》（Q/HDAKM001-2000）  我国现行的安全生产、文明施工、环保及省、市等有关规定 我公司同类工程的施工经验

1.5施工特点

本工程主要本着技术先进、经济合理，实用可靠的原则进行设计、实施。远程抄表系统是一项复杂的系统工程，它涉及的专业知识较深，是即具有先进水平，又要有可靠的稳定性，所以在实施过程中必须要有专业的技术人员、熟练的安装工人、高素质的管理人员，才能保证系统的实施顺利完成。在实施过程中，必须制定严格的工程程序。

         用户需求与外部条件调研； 远程抄表系统的方案设计与评审；

确定远程抄表系统的设备供应商与工程承包商； 深化远程抄表系统施工图设计； 施工、调试；

远程抄表系统管理人员培训； 试运行； 测试、验收； 正式投入运行；

根据工作程序，对系统进行具体实施。

  专业承包对远程抄表系统设备进行造型介绍，同时向开发商进行汇报。深化远程抄表系统的施工图纸，制定系统的施工计划；提出前置任务要求，制定工期计划及进场时间。

   根据工程总进度情况，组织安排各专业进场施工、调试。组织相关职能部门，对系统实施情况进行检查、验收。

组织相关专业对甲方指定的接收部门或人员进行培训，协助操作人员对系统进行试运行。

 正式投入运行，进入质保期。二.主要施工技术措施

2.1 施工部署原则

制订施工进度控制计划，并制定相应的配套计划，从而控制安装工程的总体进度。抓好关键工序施工，以点带面，并严格按施工流程及工序施工，严禁工序倒置。在组织好分部位施工的同时，集中力量保证重点部分，各专业工种搞好协调配合，确保安装进度。以精良的人员管理、充分物力资源、完善的体系及制度保证安装工程流水施工的实施。

2.2远程抄表专业的施工部署

制定详尽的相应配套计划，包括施工进度控制计划、劳动力计划、施工机具及检测设备计划、设备及材料的供货计划、施工用水用电量计划等。

2.3 施工条件准备

根据工程设计及项目管理经验，我公司按组织机构图组建项目部并配备相关人员。设项目经理,下设设计主管、现场技术主管、现场施工主管、质量安全主管。

  设计主管：配备设计工程师，负责本工程设计工作。

现场技术主管：配备系统工程师和计划管理员，负责施工现场技术管理工作。

 现场施工主管：配备现场工程师和材料设备管理员，负责施工现场施工协调工作。

 质量安全主管: 配备安全员和质量工程师，负责质量安全管理工作。

2.4劳动力准备

 集结精干的施工队伍，组织好劳动力进场。根据结构特点、建设单位工期要求及我项目部承诺条件，合理组织一支强有力的施工队伍进场。要求该队伍自身管理水平高，施工能力强，保证工程的工期及施工质量。2.5设备材料供应计划

 项目经理部所需主要设备材料、设备材料应编制材料需要计划，由公司采购部门定货或采购。

 材料采购必须按照公司质量管理体系和环境管理体系的要求，依据项目经理部提出的材料计划进行采购。

2.6技术准备

需求分析

本工程最终将实现集中监控与管理的功能。因此在深化设计前详细的了解和确认业主的真正需求是深化设计先决条件。

 深化设计

深化设计是工程最重要的环节之一，直接关系到业主需求、施工质量、工程进度等工程要素。

 图纸会审和技术交底

技术交底包括设计单位与业主、施工单位之间；施工单位内部设计工程师与现场工程师、施工班组长之间；班组长与工人之间等不同层次。技术交底工作应分级进行，分级管理。技术交底的主要内容包括：施工中采用的新技术、新工艺、新设备、新材料的性能和操作使用方法，预埋部件注意事项；技术交底应做好记录。

 技术资料的准备

技术资料的准备，它是技术准备工作的重要部分。因此必须做好技术资料的准备工作。其主要内容包括：招投标文件、合同、设计方案及图纸、相关技术规范、施工组织方案、产品资料等。

三.施工工艺及施工方案 3.1 施工工艺

 工程施工流程

3.2 M-BUS总线布放结构

必须采用国际上通行的屏蔽双绞线。我们推荐用的屏蔽双绞线的型号为RVSP2*1.0（二芯屏蔽双绞线，每芯由18股的0.2mm的导线组成）。采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根M-BUS通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。

 M-BUS总线采用树形结构

一般多层普通居民住房多采用树形结构布线方式，从而减少线缆成本的投资。总线到每个终端设备的分支线长度应尽量短，一般不要超出5米。分支线如果没有接终端，会有反射信号，对通讯产生较强的干扰，应将其去掉。

星形

环形

树形

 M-BUS总线接地

集中器等设备在规定的共模电压-7V至+12V之间时，才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯，严重的会损坏通讯接口。共模干扰会增大上述共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是将M-BUS通讯线的屏蔽层用作地线，将机具、电脑等网络中的设备地连接在一起，并由一点可靠地接入大地。

 M-BUS总线接点

在同一个网络系统中，使用同一种电缆，尽量减少线路中的接点。接点处确保焊接良好，包扎紧密，避免松动和氧化。保证一条单一的、连续的信号通道作为总线。

3.3施工方案

 布线方案

●接线盒与表具的线距≤30cm；预留导线长度是在上述线距的基础上加20cm。●热量表至采集装置的线距≤100m，线号为：国标RVSP 2×1.0屏蔽双绞线，墙体中预埋镀锌管或走线槽明敷。楼外部分可以与其它弱电线同沟不同管，线距要求≤1200m，线号为：国标RVSP 2×1.0屏蔽双绞线。●管路内接线头应搭接牢固，焊锡并用绝缘带包缠应均匀紧密

●所布线路上存在局部干扰源，且不能满足最小净距离要求时，应采用钢管。●推荐线缆生产厂家： 天诚、爱谱、红太阳、成钢。●穿墙应该用硬质PVC管。室外也应该用硬质PVC管。

●所有的钢管口都要安放塑料护口。穿线人员应携带护口，穿线时随时安放。●垂直电缆通过过渡箱转入垂直钢管往下一层走时要在过渡箱中要绑扎悬挂，避免电缆重量全压在弯角的里侧电缆上，这样会影响电缆的传输特性。在垂直线槽中的电缆要每米绑扎悬挂一次。

●线槽内布放电缆应平直，无缠绕，无长短不一。如果线槽开口朝侧面，电缆要每隔1m绑扎固定一次。

●按3%的比例穿备用线，备用线放在主干线槽内，每层至少1根备用线。●穿线完成后，所有的电缆应全面进行通断测试。测试方法：把两端电缆的芯全部剥开，露出铜芯。在一端把数字万用表拨到通断测试档，两表笔稳定地接到一对电缆芯上；在另一端把这对电缆芯一下一下短暂地接触。如果持表端能听到断续的“嘀嘀”声，就OK，每根电缆的2对芯都要测。这样测试能发现的问题是断线、断路和标号错。

 线缆接续连接方法通常采用冷压接方式

用剥线钳将黑色屏蔽双绞线外胶皮剥开，露出线内部屏蔽层

使用剪钳将内部内部包裹物剪掉保留金属屏蔽线，具体操作见下图线缆接续连接方法

设备安装和固定

不同外型尺寸的机箱都具有固定孔（系列机箱背视明装图），可用螺丝或膨胀螺栓方便地固定在墙体上。

表箱按要求安装在公共楼梯间，其中心高度距地面1.5m-1.8m，悬挂或嵌入墙体。GPRS通讯DTU、采集器模块、电源等可通过装置背面的配接卡槽（采集器模块背面），安装在标准滑轨上；也可以通过背面预留的安装孔固定在盒上。

 设备接线

设备接线装图



设备的安装准备

组织主要施工人员读懂图纸、各种设备的安装说明、熟悉图纸和设备性能。开工前施工人员应对施工意图有明确的了解。除了熟悉本专业外，还要了解其他专业的施工配合状况，以便遇到问题能及时采取措施，确保在施工过程中不影响建筑物强度、美观和系统性能，减少与其他工种发生位置冲突。熟悉与工程有关的其他技术资料，如施工规范、技术规程以及制造厂提供的说明书。

四.系统调试及测试方案

4.1一般规定

  系统调试，应在建筑内部装修和系统施工结束后进行。

系统调试前，应具备设备平面布置图、接线图、安装图、系统图以及其他必要的技术文件。 调试负责人员必须由有资格的专业技术人员担任，所有调试人员应职责明确，按照调试要求进行。

4.2 调试前的准备

   调试前应按设计要求查验设备的规格、型号、数量、备品备件等。设备在通电前要注意供电的电压、极性、相位等

检查系统的施工质量。对属于施工中出现的问题，应会同有关单位协商解决，并有文字记录。

  检查系统线路，对于错线、开路、虚焊、短路等应进行处理。

在上述工作完成之后，对系统进行调试工作。首先进行系统总调，在通讯正常的情况下再对各个采集器、短路、断路等情况进行调试，如无异常现象，最后对各类二次仪表进行带负荷调试。并填写好调试记录。

青岛海微合众计算机系统工程有限公司

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7.集控站远程图像监控系统设计 篇七

关键词：无人值守,图像监控,集控站

电力是国民经济的命脉,是一切经济活动的支柱,但随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,电网发展也日新月异,变电站点越来越多,分布也越来越广,相反的是变电运行人员数量增长缓慢,随着时间的延长,矛盾日趋加剧。为此,为实现电网管理的现代化,保证供电系统的安全运行,变电站无人值守被广泛推崇,而集控站建设正是在此背景下应运而生。

集控站的建成,实现了远方变电站的无人化和对其“遥控、遥调、遥测、遥信”的“四遥”功能,但要实现变电站全面的自动化管理,如对变电站现场环境的实时监视,防盗、防火和报警等功能,目前常规的自动化系统还达不到要求。而通过远程图像监控系统不仅可以远程监控设备的运行情况,还能实时获得来自监控现场的报警信息,对可能或已经发生的异常现象及时处理并保存现场的图像资料,从而实现一个重要功能——遥视。

1 许昌供电系统现状及需求

许昌供电公司负责许昌地区5县2区的日常生产和生活供电,自2004年以来,电网较之从前有了大幅度的发展,新增1座500kV、2座220kV和3座110kV变电站,目前辖区拥有500kV变电站1座,220kV变电站5座,110kV变电站19座,供电负荷日趋增多。

随着变电站点的日益增多,生产运行人员的数量呈现日趋不足的趋势,为了实现集中管理,110kV变电站先后全部实现了无人值守,并先后组建了220kV薛坡集控站和220kV付庄集控站,已基本实现了220kV变电站对辖区110kV变电站的集中管理模式和对其的“四遥”即:遥测、遥信、遥调、遥控功能,为电力安全生产提供有效的辅助作用。

但随着变电站改造的进一步深入,“四遥”功能已渐渐跟不上现代化变电站的要求。而在“四遥”的基础上如何增加“遥视”功能、实现对110kV变电站的远程图像集中监控、使领导和集控站值班人员在计算机上实时监控远程变电站设备的运行情况、操作的执行情况、处理突发事件情况以及如何由220kV集控站对110kV变电站的“四遥”转变为“五遥”,使变电站真正实现无人值守和电力系统的现代化管理,在变电站远程集中监控的同时又具备实时监控设备运行状态、预期故障发现、迅速排除故障、记录和处理相关数据等功能?这些难题又成为许昌供电系统集控站建设的需求。

2 图像监控系统设计原理及原则

图像监控系统主要是运用多媒体数字压缩和复用技术,通过摄像机扫描现场图像,利用光电信号转换技术,使图像视频信号转换为数字信号,通过点对点和多点对一点的网络拓扑方式,以现有的光纤信道为传输介质,将远方图像传送到主控制中心以及局监控终端。

3 图像监控系统设计

运程图像监控系统一般由前端系统、传输系统、后端系统三大部分组成。

前端系统:主要完成监控现场音视频信号的采集、数字化、压缩编码、接入红外、烟感等各种开关量报警,接入温湿度等各种模拟量报警,提供警铃、射灯、摄像机云镜控制接口。

传输系统:主要完成多媒体、控制、报警等数据的网络传输。

后端系统:主要完成流媒体数据的解码、存储以及控制、报警、管理等功能,系统应用软件主要体现在后端系统中。(图像监控系统组成图如图1所示)。

由于子站站点多,工程量大,系统建设实行“先子站、后主站、同步联调”的建设原则。两个集控站建设,子站数量多(10个变电站)、范围广、施工量大难度高,因此,子站施工是本次系统建设的关键点。具体施工过程如下。

(1)摄像头的安装

摄像头的位置必须和集控站运行人员协商,科学地考虑带电安全距离和人员施工安全,防止由于高电压带电设备放电带来安全隐患。为了满足较少镜头监视较大范围的要求,合理利用变电站现场条件,将镜头挂接在带云梯的龙门架人字形立柱上,或者挂接在变电站主控楼上,高度一般为10～20m。

(2)布放线缆

缆线主要由电源线、视频线和控制线组成。必须结合现场实际情况进行规范布线,尽量利用现有的电缆沟,避免开挖过多的地面;线缆应该有较强的抗拉和抗磨损能力并做好防水、防火及绝缘处理。

(3)安装设备

设备主要是硬盘录像机,为保证系统的抗干扰和抗雷击能力,应采用通过CE认证的设备,通信接口全部采用光电隔离器件,保证视频电缆传输距离和视频质量,配置视频防雷模块、电源防雷模块和RS-485防雷模块。

(4)系统调试

系统调试包括通道调试和整机调试。应先调试主站至各个子站的E1通道和IP通道,确保所有通道正常后进行整机系统测试,包括每个监控点的遥控、录像及报警联动功能。

4 实施效果分析

220kV薛坡集控站和220kV付庄集控站远程图像监控系统自投运以来,整体情况稳定、图像传输实时、画面清晰、控制快捷可靠,满足设计方案的所有基本功能要求,达到了相应的技术指标。

另外,系统的建成顺利实现了对下属11个110k V变电站的集中控制和管理,运行值班人员通过运用视频监控系统,实现了变电站日常工作监视、报警录像统计、分析,事故图像资料调查等工作,切实提高了变电站的防事故、防误操作、防盗、防火能力,真正意义上实现了主站对子站的“五遥”。薛坡集控站远程图像监控系统图如图2所示。

5 结束语

集控站图像监控系统项目的实施,使220kV变电站达到了“五遥”功能,自动化水平上了一个新的台阶。图像监控系统的远方巡视、远方核查、安防报警和多媒体交互等功能,提高了变电站的防事故、防误操作、防盗、防火能力,使值班人员和相关领导能及时准确地了解无人值班变电站的现场情况,对操作情况进行全过程的监视和核对,对重点区域进行全方位的防盗防火预警,从而降低了无人值班变电站的日常巡视、检修等费用,产生了良好的社会效益和经济效益。运行实践表明远程图像监控系统对变电站的安全运行及防盗、防火等方面起到了非常重要的作用。

参考文献

[1]张飞.视频监控系统在佛山供电局的整合.电力系统通信,2008,(11):50~51

[2]高维忠,李保宪,吴博,韦婷.实时网络视频监控系统在河南电力的应用.电力系统通信,2007,(5):7~9

[3]黄仁晓.无人值守通信站的远程监控.企业科技与发展,2008,(8):88

[4]傅月利.无人值班变电所中图像监控系统.农村电气化,2008,(9):33~34