FCU1301在高速公路供配電站動(dòng)環(huán)監(jiān)控的應(yīng)用
動(dòng)環(huán)監(jiān)控
2019-11-09 11:37:00
公路供配電站動(dòng)環(huán)監(jiān)控方案
動(dòng)力環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案
動(dòng)環(huán)監(jiān)控方案
一、方案背景
高速公路配電站為高速公路的運(yùn)行管理提供可靠穩(wěn)定的電源，配電站一旦出現(xiàn)問題，會(huì)影響高速公路通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)的正常使用，后果不堪設(shè)想。
高速公路的收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、隧道站均配有相應(yīng)的配電站，各配電站之間距離遠(yuǎn)、分布分散，僅僅依靠人工方式進(jìn)行巡視與運(yùn)維，不僅成本高、并且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，效率差，影響電力系統(tǒng)的保障成效。
高速公路隧道一般情況下都是通過通風(fēng)、照明、消防及機(jī)電設(shè)施來保障其安全運(yùn)營，但隨著隧道建設(shè)長度的不斷增加，供配電的可靠性就是我們必須考慮的一個(gè)重要問題。
因此針對(duì)高速公路配電站的特點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)一體化的動(dòng)力環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案，內(nèi)容涵蓋：供配電、UPS 、蓄電池、開關(guān)電源、空調(diào)、溫濕度、門禁、消防、防雷、視頻、網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。提高運(yùn)維效率、確保高速路配電站安全。
二、方案目標(biāo)
為高速公路收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、隧道站的配電站提供動(dòng)環(huán)監(jiān)控整體解決方案，實(shí)現(xiàn)集中實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)管理、故障預(yù)警通知、歷史數(shù)據(jù)查詢及無人值守的等功能。
三、方案簡介
FCU1301嵌入式控制單元是面向于機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)采集應(yīng)用推出的工業(yè)級(jí)網(wǎng)關(guān)類產(chǎn)品。
采用核心板+擴(kuò)展底板的方式，便于維護(hù)、降低成本的同時(shí)兼顧了穩(wěn)定性。其核心模塊采用已在醫(yī)療、電力、軌道交通、工業(yè)控制等行業(yè)成熟穩(wěn)定應(yīng)用的FET335xD核心板。
優(yōu)化的接口布局，便于用戶集成到1U機(jī)箱中，提高客戶組裝工作的效率。同時(shí)預(yù)留擴(kuò)展接口及可選配的WIFI、GPRS、4G模塊，為客戶的產(chǎn)品差異化留有空間。
▎其特點(diǎn)如下：
★支持9~36V寬電壓輸入，同時(shí)具備主電、備電、電池三重供電保障
★支持2路Ethernet，隔離保護(hù)設(shè)計(jì)
★支持8路RS485，可復(fù)用為RS232，隔離保護(hù)設(shè)計(jì)
★支持12路DI，干接點(diǎn)輸入，隔離保護(hù)設(shè)計(jì)
★支持4路DO，繼電器輸出，觸點(diǎn)容量5A 250VAC、5A 30VDC
★支持2路CAN，隔離保護(hù)設(shè)計(jì)
★支持2路USB Host，便于用戶擴(kuò)展
★支持WIFI STA和AP雙模式，選配模塊
★支持GPRS、4G，選配模塊
★支持外擴(kuò)存儲(chǔ)卡
使用FCU1301嵌入式控制單元，監(jiān)控內(nèi)容涵蓋供配電、開關(guān)電源、環(huán)境監(jiān)控、 UPS、安全監(jiān)控等內(nèi)容，基于上高速公路配電站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控方案，實(shí)現(xiàn)了集中實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程運(yùn)行管理、故障預(yù)警通知、歷史數(shù)據(jù)查詢、機(jī)房無人值守。
▎使用FCU1301應(yīng)用在供配電站可以實(shí)現(xiàn)的功能：
① 遠(yuǎn)程測(cè)量（AI、DI），將采集到的被監(jiān)控變電站的主要參數(shù)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心。
② 遠(yuǎn)程信號(hào)，將各斷路器位置狀態(tài)、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置動(dòng)作狀態(tài)信息采集傳輸至調(diào)度中心。
③ 遠(yuǎn)程遙控，從調(diào)度中心發(fā)出命令去控制遠(yuǎn)方變電站的斷路器，進(jìn)行分閘或合閘操作。
④ 遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，從調(diào)度中心發(fā)出命令實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方調(diào)整變電站的運(yùn)行參數(shù)。
⑤ 數(shù)據(jù)采集模塊,完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境安全和狀態(tài)參量的實(shí)時(shí)采集，和現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備通信并將數(shù)據(jù)打包上傳至監(jiān)控指揮中心。
⑥ 監(jiān)測(cè)模塊,用于電池充電電路狀態(tài)輸出開關(guān)量采集或用于電池房間防盜或煙霧傳感器的狀態(tài)采集。
⑦ 溫濕度傳感器,用來測(cè)量室內(nèi)的溫濕度。
⑧ 煙霧傳感器,用來探測(cè)室內(nèi)煙霧濃度，超過限值便自動(dòng)報(bào)警。
⑨ 積水傳感器，由探測(cè)器和控制器組成。在無浸水情況下，兩根線間電阻為無限大；浸水后，達(dá)到低阻的穩(wěn)定狀態(tài)。
⑩ 雙鑒探測(cè)器，即被動(dòng)紅外探測(cè)加上微波探測(cè)，以此減少誤報(bào)警現(xiàn)象，從而作出正確的判斷。
使用FCU1301做動(dòng)環(huán)監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
1. 為上百個(gè)變電站提供了解決方案
2. ARM架構(gòu)，Linux操作系統(tǒng)，軟硬件高度一體化的解決方案
3. 涵蓋動(dòng)力監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、安全監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
4. 安裝施工、維護(hù)簡單
5. 提高了運(yùn)營效率，保障了交通安全
6. 能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)信號(hào)并做出快速而準(zhǔn)確的反應(yīng)
7. 1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱尺寸，安裝方便。接口隔離防護(hù)設(shè)計(jì)，更穩(wěn)定
8. 具備豐富的接口，便于擴(kuò)容、穩(wěn)定性好、存儲(chǔ)能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)
該方案基于飛凌FCU1301嵌入式控制單元，以機(jī)房監(jiān)控一體化主機(jī)為核心，構(gòu)建了完整的高速公路配電站動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控對(duì)象以RS485等方式直接接入主機(jī)，減少了中間環(huán)節(jié)，性能更穩(wěn)定更可靠，成本更有優(yōu)勢(shì)。既能作為一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、報(bào)警，同時(shí)也能聯(lián)網(wǎng)到上級(jí)集中管理平臺(tái)。
五、應(yīng)用價(jià)值1. 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電站設(shè)備多層次立體監(jiān)控
監(jiān)控內(nèi)容包含：運(yùn)行情況、機(jī)柜微環(huán)境、機(jī)房整體環(huán)境。將機(jī)房所有信息以數(shù)據(jù)、列表、圖像等多元方式形象地呈現(xiàn)給機(jī)房管理人員，使得機(jī)房管理更加合理、高效。
2. 真正實(shí)現(xiàn)了配電站24小時(shí)無人值守
用戶能夠隨時(shí)隨地通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程查看機(jī)房的運(yùn)行情況，無需面臨高輻射危害對(duì)機(jī)房進(jìn)行實(shí)地值守。
3. 達(dá)到快速預(yù)警的目的
系統(tǒng)具備豐富有豐富的預(yù)警方式和預(yù)警流程保證相關(guān)人員能夠收到警訊，管理人員可以以一種更快速、更準(zhǔn)確的方式發(fā)現(xiàn)被管理設(shè)備所出現(xiàn)的故障。從而為故障的修復(fù)，以及服務(wù)的恢復(fù)爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間，提升了整個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)的可用性。
4. 提高交通部門的自動(dòng)化、信息化管理水平
系統(tǒng)可對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提供多樣性的報(bào)表，比如機(jī)房用電統(tǒng)計(jì)、設(shè)備故障分析，溫濕度變化分析等。
部分資料來源：
[1] 高速公路隧道供配電監(jiān)控系統(tǒng)的研究
[2] 監(jiān)控管理對(duì)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營的意義
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