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HTG发电厂通信综合监控系统解决方案

HTG发电厂通信综合监控系统解决方案

1.前言
        根据《电力通信网监测系统技术规范》、《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》和《国家电网公司动力环境监控系统通用技术规范》要求:为了防止发电厂通信系统事故,通信机房动力环境及通信设备运行状态应做到24小时有人监视。通信机房内主要设备的报警信号(声、光)及装置应正常可靠。无24小时值班的通信站,各通信设备主报警信息应接入电厂通信综合监测系统或纳入电厂电气运行统一监视与管理。电网或发电厂的通信设备包括通信电源系统应具备完善的通信监测系统和必要的声响告警装置。
随着通信网络技术的不断发展,发电厂通信维护人员越来越少,但是设备维护的工作量并没有减少,为了及时有效的了解各设备的运行状态,特别是设备出现故障时,可以第一时间通知到相关人员。需要建设一套发电厂通信综合监测管理系统。
2.概述
        发电厂通信综合监测管理系统是机房建设的基础工程,该系统是计算机网络技术、多媒体信息技术、自动化控制技术等多学科综合应用的系统工程项目。在进行本系统建设时,我们根据机房结构布局,分别对机房的IT设备区的环境状态、供电区的动力配电中的UPS、市电状态、通信传输设备、光端机、调度交换机等,进行实时的监控、故障预警预报和历史信息查询管理,并对它们的内在联系进行优化组合,为电力用户提供一个稳定可靠、投资合理、高效方便的机房动力环境监控系统。
        管理监测的对象主要包括:电源监控、光传输设备、调度交换机、UPS电源,同步时钟、逆变电源、配线架、空调监控、温湿度监测、市电情况、视频图像监控等。系统采用现场智能采集设备,采集到的信号和数据,通过网络传输到集中监控服务器,用户使用网络中任一台电脑都能登录访问监控服务器,查看现场各监控子系统的运行情况,并能进行必要的控制;各种设备的运行状态、机房环境和供配电参数等可以集中在统一的软件平台上显示,可以用IE浏览器通过网络进行远程浏览、查询。系统具有完善、可靠的报警功能,报警方式灵活可选,报警对象和报警阀值可以预设。当检测到报警信息时,监控系统可及时自动发出声音报警、弹出报警提示界面,可通过电话自动拨号和手机短消息将报警信息传达到指定的人员。
3.系统结构设计
        整个系统主要由以下四部分组成:现场传感器、现场数据采集层、监控中心服务器、远程浏览监控端。各部分的主要作用如下:
        现场传感器:主要由温湿度传感器、漏水检测传感器、烟雾探测器组、断电检测传感器组成,各种传感器安装在机房的各个采集点,通过信号线连接到数据采集设备上,传感器的供电均采用集中供电方式。
        现场设备采集层:由嵌入式数据采集主机(集成各种I/O采控模块的功能,可采集模拟量和开关量)组成,它们直接连接各种传感器和被监控设备,如电源设备,传输设备,DAS嵌入式采集主机采用多路通道I/O模块化设计,输入输出点通过采控模块组合完成对监控系统中需要被监控设备和控制点的匹配,并采集UPS、空调、温湿度、漏水等现场信号。DAS嵌入式采集主机将采集的数据通过SNMP网络协议上传到监控中心服务器。
        采用嵌入式采集主机大大提高系统的可靠性、可维护性和可扩展性。采集各种通信设备、通信电源及通信机房的主要电平、电压和温度等信号(模拟量);采集各种通信设备、通信电源的告警信号及机房门磁、烟雾、防盗、图象等告警信号(状态量);通过遥测获取某指定设备即时的状态量、模拟量数据;监控中心服务器:用于将现场设备采集层传输来的的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出,并负责随时将控制命令发往前端数据采集设备,服务器可集成各类监控设备的数据信息,可集成现场的供配电、消防、漏水、UPS、精密空调等系统,具有强大的集成功能。
远程浏览监控端:远程浏览的主要功能是通过网络在远程主机上以IE的方式进行浏览,便于管理人员随时随地了解机房内各设备及环境的实际状况,实现管控一体化,并可远程浏览监控画面,值班人员可方便在网络联通的企业内部网络中远程查看监控主机的监控画面和实时数据。
        系统采用C/S、B/S分布模式的三层模块化结构,软件及硬件的安装与维护集中于监控服务器端,实现了零客户机管理,易于实施和维护,降低了系统的总拥有成本。同时,采用三层结构,客户端只负责用户界面,业务规则的处理放在应用服务器端;当业务处理需求增加时,只需要对应用服务器进行升级或扩展成多个应用服务器,系统的可伸缩性大大加强了。
        系统拓扑结构图如下:

 

 

 

        系统现场输入输出设备及嵌入式采集主机为星型模块化结构,输入输出点通过嵌入式采集主机,组合完成对监控系统中需要被监控设备和控制点的数据采集。系统现场由光交换机组成自愈光纤局域网,通过TCP/IP网络通讯。
        由现场传感器以总线方式连接到DAS嵌入式采集主机,传输速率达到19.2Kbps;
        由DAS嵌入式采集主机或智能通讯接口连接监控服务器采用网络通讯方式,传输速率达到100M;
        由监控服务器与网络交换机或通讯协议转换器连接通过TCP/IP网络,传输速率达到100Mbps。
        远程IE浏览端与系统的数据通讯通过TCP/IP网络,传输速率达到100Mbps。
4.通信设备监测实现设计
        电力通信机房的电源,传输设备,交换机,路由器等许多设备都有RS232通信接口或干接点接口,可通过这些接口可实现该设备的远程监控。
        哈里斯交换机监控
        利用哈里斯交换机原已配置的数据通信适配器(DCA),将交换机的告警信号实时地传送到维护人员的电脑和手机上,这样就可以保障对交换设备告警的监控。DCA为哈里斯交换机与RS232连接器的之间提供接口。标准的DCA支持计算机、调制解调器、规约转换器、打印机及异步终端等RS-232异步数据设备。DCA 能够将输入数字口DLU 的信号转换成标准的RS - 232 接口信号, 通过软件设置使告警信号通过DLU 口送出,经DCA转换为RS - 232 串口信号送至计算机, 就能够实现电脑H arris交换机告警信息的实时监控了。如果哈里斯交换机配备网络数据口,可以直接接入网络,经过协议转换接入监控系统。                

  

 

           

光传输设备监控
        光传输监控可以接入其设备现有的干节点或开关量接口,实现监控。

 

 

 

 

配电/动力设备监控
        电力通信机房的电源,传输设备,交换机,路由器等许多设备都有RS232通信接口或干接点接口,可通过这些接口可实现该设备的远程监控。 
电源检测
        如使用的电源提供RS232/RS485通讯接口进行连接,监控系统可以使用厂家提供的通讯协议实时地监视UPS整流器、逆变器、电池(电池健康检测,含电压电流等数值)、旁路、负载等各部分的运行状态与参数(监测内容由厂家的协议决定,不同品牌、型号的UPS可能所监控到的内容不同)。系统可全面诊断UPS运行状况,实时监视UPS的各种参数。一旦UPS报警,将自动切换到相应UPS监控子系统的运行画面。越限参数变色显示报警,并伴随有报警多媒体语音,系统进行报警记录的同时有相应的处理提示。用户还可根据需要对重要的报警事件设置手机短信等对外报警功能。对于重要的参数,可作曲线记录,系统可查询一年内相应参数的运行曲线,并可显示查询选定具体时间相应时间的参数值,当天(以天为单位)该参数的最大值,最小值,方便管理员全面了解UPS的运行状况,及时地发现并解决UPS运行中出现的各种问题。

  

 

 

注:为保证UPS的正常运行,避免出现误操作,特别申明机房监控系统将不对UPS进行控制操作。

 

 

 

 

配电开关监测
        我们可以对配电柜总进线的状态进行监测,也可以对配电柜各支路状态进行监测,当总进线断电时、或者支路空气开关跳闸时,系统会及时提示并发出告警信号,提示机房管理人员进行处理。配电状态监测是通过安装断电监测模块来实现的,断电监测模块的输了中开关量信号,可以直接连接到  的开关量输入接口。
下面是空开状态监测的例子:
 

 

视频监控
        在机房的重要位置,如机房出入口、走道、重要设备附近安装摄像机,进行全天候视频监控;视频信号通过视频线直接传输到硬盘录像机中,由硬盘录像机进行数字化的录像存储及画面显示。同时系统支持WEB浏览,可在网络连通的其它地点直接通过IE浏览器对现场的视频图像进行监看。
        视频监控系统分为前端设备、传输设备、总控中心设备三大部分。实现原理为:前端设备(摄像机、云台)通过视频线及控制线传输到嵌入式硬盘录像机,嵌入式硬盘录像机通过网络将视频信号传输到监控中心;监控中心配置有数字矩阵,将前端传输过来的数字视频及控制信号进行解码还原,传输到监控中心的显示器上进行单画面/多画面切换显示。同时监控中心配置有存储服务器磁盘阵列,确保前端视频图像存储30天。机房管理人员利用现有的计算机,通过访问中心的视频转发服务器,并通过管理中心服务器的授权即可访问到其权限内的视频图像。

 

 

 


 

 

5.结束语
       建设一套发电厂通信综合监测系统,可以大大提高设备的维护效率,可以让维护人员及时了解各设备的运行状态,以免因设备故障,引起重大事故的发生。