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1、 编号：编号：变电站机房环境监控自动控制系统方案变电站机房环境监控自动控制系统方案 编写 审核 批准 重庆诺美科技有限公司 二 OO 七年六月变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 1 目目 录录 一、前言一、前言.1 二、系统设计目标二、系统设计目标.1 三、系统的组成三、系统的组成.1 1、变电站的数据采集和控制部分、变电站的数据采集和控制部分.2 1）传感器部分）传感器部分.3 2）嵌入式处理平台）嵌入式处理平台.3 3）除湿机和风机控制）除湿机和风机控制.4 4）数据远传）数据远传.4 5)防紧急事件处理防紧急事件处理.5 6)系统后期扩展系统后期扩展.5 2、控制中
2、心的软件、控制中心的软件.5 四、系统施工设计四、系统施工设计.6 五、系统配置示意图五、系统配置示意图.7 六、引用标准六、引用标准.9 变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 1一、前言一、前言 长寿国家电网公司根据生产的实际需要提出了变电站电容器机房环境自动控制系统的设计需求，具体系统设计的需求如下：通过温控装置控制电源开关，实现根据室内温度，变电站机房风机的自动控制和实现风机根据电容器运行状态投运。目前在机房环境监控领域的实用系统基本上都是为大型机房而设计的动力环境监控系统，大型系统存在花费大，安装复杂，维护困难等缺点。我公司根据自身的技术特点结合变电站机房的具体情况
3、设计出的变电站环境自动控制系统具有花费小，可靠性高，操作简便，免维护，灵活度高的特点。二、系统设计目标二、系统设计目标 机房温度超高的可能因素有：除湿机失效、停电、机房设备局部过热、设备热负荷超高、火灾等；机房温度超高的会导致变电站设备损坏、跳闸、设备老化加速等严重后果。而目前的机房现状是：变电站多数为 24 小时无人职守的小机房，一般采用巡检方式，不能第一时间发现隐患。有人职守机房也存在巡检间隙、非上班时间、节假日值班人员少等安全隐患。为解决以上问题，我公司设计的变电站电容器室风机自动控制系统是一套基于嵌入式平台的智能系统，能够完全解决变电站机房环境监控、报警问题；在对环境温、湿度信号量准确
4、判断的基础上，本系统能根据设置，自动或人工控制风机和除湿机启停，保障机房设备的安全运行；在风机或除湿机出现故障的情况下，能及时实现本地和远程报警，保证除湿机和风机等设备得到及时维护。三、系统的组成三、系统的组成 本系统由变电站端的数据采集、控制硬件系统和控制中心端的监控软件组成。变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 21、变电站的数据采集和控制部分、变电站的数据采集和控制部分 图图 1 变电站端硬件系统变电站端硬件系统 变电站电容器室风机自动控制系统由我公司研发的嵌入式硬件平台作为核心，采用高精度、高稳定性的温湿度传感器，能实时、可靠地采集机房内温、湿度参数，再经温湿度变送
5、器将采样结果进行 A/D 转换为数字信号并通过总线送至嵌入式硬件平台内，由处理器对采集数据进行对比分析，并判断是否超过设定值。如湿度超出设定值时，则立即启动风机或除湿机除湿，并向上位机发送报警信号；如温度超出设定值时，则立即启动除湿机制冷进行降温，并根据设置发出报警信号。系统硬件主要技术指标及详细设计系统硬件主要技术指标及详细设计 温度指示：0100，精度1；湿度指示：(0100)%RH，精度5%RH；风机启动条件：温度显示值排风降温整定值上限T2_H时；风机停止条件：温度显示值排风降温整定值下限T2_L时。变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 31）传感器部分）传感器部分
6、 温度探头：采用高精密温度传感器，通过微处理器来执行模糊逻辑分析控制。每个系统可接 116 个温度探头，测温范围：0100，分辨率为1。采集的电信号传输距离可达 50 米，能够方便地进行布线。湿度探头：采用进口高精度湿敏电容,配合线性放大电路和温度补偿电路，具有灵敏度高、稳定性好、准确度高、性能可靠和使用寿命长等优点。每个系统可接 8（或 16 个）湿度探头，测湿范围 1100%，典型精度值为 5%。烟雾探头（可选）：采用离子型传感器，灵敏度高，寿命长，功耗低；内置的微电脑采用模糊智能控制，故障自检，防止漏报误报，性能稳定可靠。4 路光电隔离输入。开关量输入隔离电压+24DC，工作电流800m
7、A。2）嵌入式处理平台）嵌入式处理平台 图图 2 嵌入式平台面板嵌入式平台面板 嵌入式处理平台是本系统的核心，负责本系统的各种智能控制和数据处理及传输。本平台采用工业级嵌入式处理器，能够进行各种复杂的运算。接口丰富，能任意组合接入：模拟量、电平信号、开关量信号、接点信号，接口能直接对外提供 DC5V、12V 电源供电，可适应多种工业环境报警或其它报警要求，如：停电、温度、湿度、烟感、红外、浸水、设备干接点输出等实现报警。面板有四个变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 4LED 显示。可配置温度、湿度、烟感等传感器实现断电超温等声光报警，超温报警来电启动除湿机系统。内置充电电
8、池（独立的供电回路，包括温度探头），意外断电能继续承担风机和除湿机的启停及报警工作。报警方式灵活：120 分贝高亮声光警笛，可放置在机房或值班室；控制手段丰富：光电隔离方式 8 路继电器输出 ITU（常开型）；设置方式灵活、简洁：3 个按键，分别是功能键、加 1 及减 1 键，用来设定温湿度的上下限。3）除湿机和风机控制）除湿机和风机控制 1、通过遥控器方式来电启动除湿机和风机：自带空气开关，自带除湿机插座，支持 220v/380v 电压，安装简单，无须布线，开机可靠，在线监测除湿机状态。开机不成功发出声光报警或发短信报警（可选功能）。2、除湿机和风机双机切换控制器：实现同机房 2 台或多台除
9、湿机和风机之间的来电自启动、故障切换、定时切换、温控切换。保障机房温度和湿度控制在要求的范围内，自动控制除湿机和风机的起、停，降低损耗，节约能源。4）数据远传）数据远传 1、串行接口数据传输：采用最常用的 RS485 通讯。通讯线长度可达 1200m，RS485 通讯线后可挂接多至 127 个测温模块。波特率 9600/19200/38400可选。2、以太网方式数据传输。在具有以太网接口的机房，可通过 10M/100M 网口把采集的温、湿度和其他数据直接传输到控制中心。3、由于某些变电站所有数据通讯都只能通过后台主机完成。因此本系统与后台主机的数据传输可以通过 RS232 或 RS485 接口
10、遵循相关的通讯规约进行传输。也可把采集的温度和湿度信号通过信号变送器变为 420mA变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 5的电流信号传送到后台主机利用已有的模拟信号采集装置进行数据采集。传输到后台主机的数据由统一的遥信数据接口传输到控制中心。5)防紧急事件处理防紧急事件处理 机房内部安装紧急按钮和红外探测器，如遇紧急事件的发生，可人工启动除湿机和风机。同时，触发报警通知监控中心。6)系统后期扩展系统后期扩展 本系统留有丰富的扩展接口，可在以后的对系统进行方便的升级。a、自动拨打电话（可预设拨打 4 个维护人员电话号码，确保及时通知人员到现场处理）；b、机房环境监控短信报警
11、平台：配合温度、湿度、烟感样、浸水、门磁、红外等传感器，实现机房环境参数的监控和短信报警。c、可监测 UPS 电源电压，可根据需要监测机房气流，噪音，漏水，门禁，烟雾、粉尘和有害气体等。2、控制中心的软件、控制中心的软件 控制中心软件为运行在Windows上的图形化软件。1）图形显示形式：可监测到现场温湿度连续变化的情况，以曲线图的形式表现；也可以监测到温湿度离散变化的情况，以柱状图的形式表现；2）实现温、湿度数据的存储和管理。能实现历史数据查询：根据用户设定的时间段、控制器地址、传感器编号进行历史数据的查询。根据查询结果及样式打印报表（报表可定制）；3）当温度和湿度超过规定值，在除湿机和风机
12、启动后，温湿度无明显变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 6下降，发出报警信息，提示操作人员检查风机和除湿机是否出现故障；4）本控制系统应用软件采用外挂式或嵌入式（留有接口）设计，软件安装容易，操作简单，功能齐全，维护方便。在具有和机房数据通讯的条件下，管理人员可远程对每个环境传感器进行报警值的设置，定义不同级别的报警方式。如有异常可以及时通过声音、E-mail、短信息等方式通知管理人员。报警时软件中报警项显示为红色；5）可和我公司的视频监控软件结合，在出现温度和湿度异常时，对机房情况进行摄像。（可选）图 3 环境温度监测主控界面示意图 四、系统施工设计四、系统施工设计 变
13、电站环境自动控制系统的另一重要部分是监控点位设计。监控点的选择必须遵循除湿机和风机系统的运行原理，同时还要充分考虑到执行级所选用控制模式的特点，合理选择监控点，以使除湿机和风机系统工作在合理的状态，延长设备寿命，节约能源,方便管理。变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 7 监控点位设计应满足以下基本功能：a)检测功能。监视风机电机的运行/停止状态；监测风机出口空气温、湿度参数；监测新风机过滤器两侧压差；监视新风阀的开/关状态。b)控制功能。控制风机的启/停阀，使风机出口温度达到设定值。以上为除湿机系统的一般监控点位,在设计时,根据工程的实际情况，在上述监控点位的基础上再增加
14、或删减一些监控点位即可得到较为满意的设计方案。通常布点方法：在距地高 2.5 米处，每隔 10 米安装一个温湿度探头，若中间有柱子，也可在柱子附近安装探头（沿墙安装也可以）。因为本系统的温湿度探头为智能探头，系统可自动检测安装的传感器类型及数目，所以可根据具体需求选择温湿度探头及温度探头的数量，增加探头提高监测精度或减少探头降低系统造价。五、系统配置示意图五、系统配置示意图（俯视图，本配置图仅供参考，见下页）变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 8 工作室工作室 除湿机风机除湿机除湿机除湿机风机后台主机后台主机变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 9图例
15、：图例：温湿度一体化探头温湿度一体化探头 测温电缆测温电缆 控制电缆控制电缆 温湿度巡检仪温湿度巡检仪 数据通讯线数据通讯线 机房机房 标尺标尺 六、引用标准六、引用标准 民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92 计算机软件开发规范 GB8566-88 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-92 工业探测器通用技术条件 GB10408-89 变电站机房环境监控自动控制系统方案 重庆诺美科技有限公司 10 工业企业通信设计规范 GBJ42-81 报警图像信号有线传输装置 GB/T 16677-1996 环境自动报警系统设计规范 GBJ116-88 安全防范工程程序与要求 GA/T75-94 CATV 行业标准 GY/T121-95