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一、項(xiàng)目背景

近些年來，隨著我國現(xiàn)代化、城市化進(jìn)程的不斷加快，對(duì)電力的依賴也越來越大，這就造成了電力的使用壓力不斷增加。為了緩解供電緊張的狀況，國家不斷進(jìn)行電力基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，傳統(tǒng)的架空電纜對(duì)城市空間的占用過大，浪費(fèi)土地的同時(shí)也不利于環(huán)境的美化，因此進(jìn)行電纜隧道的建設(shè)來進(jìn)行高電壓，多回路電纜的敷設(shè)是城市發(fā)展的必然趨勢(shì)。電纜隧道位于地下，由于環(huán)境和位置的因素，導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的科學(xué)管控。為了解決這種現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜隧道以及相關(guān)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整，建立一套完備的在線監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)而方便值班人員以及管理中心能夠及時(shí)了解到最新的現(xiàn)場(chǎng)情況，當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)，管理機(jī)構(gòu)能夠進(jìn)行及時(shí)的遠(yuǎn)程調(diào)控以及采取相應(yīng)的維護(hù)措施，防止事態(tài)惡化。

二、項(xiàng)目概述

該解決方案所涉及的內(nèi)容包括：現(xiàn)地級(jí)設(shè)備的改造和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl的搭建，項(xiàng)目的主體是工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl所搭建的中心平臺(tái)。在項(xiàng)目建設(shè)過程中，首先需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備及儀表進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)采集相關(guān)建設(shè)，并將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心，利用工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl對(duì)電纜隧道實(shí)現(xiàn)一系列的功能建設(shè)，包括：局部放電監(jiān)測(cè)、智能井蓋開關(guān)、視頻系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、沉降系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、門禁開關(guān)統(tǒng)計(jì)、環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)（溫濕度、氣體濃度、水位高度、風(fēng)機(jī)開關(guān)、水泵開關(guān)）、以及分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線集中監(jiān)測(cè)控制等，通過豐富的報(bào)表、曲線等多種形式為客戶展現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障分析、功率管理等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的科學(xué)管理控制，而且能夠根據(jù)實(shí)時(shí)信息提供相應(yīng)的報(bào)警以及預(yù)警，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題，確保設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行。

三、方案價(jià)值

01、方案亮點(diǎn)

項(xiàng)目平臺(tái)所采用的ForceControl為力控自主研發(fā)的產(chǎn)品，并充分延續(xù)了力控產(chǎn)品系列的可組態(tài)思想，并且產(chǎn)品間能夠?qū)崿F(xiàn)無縫對(duì)接，在大幅縮短項(xiàng)目建設(shè)周期的同時(shí)，也降低了二次開發(fā)難度；

• 系統(tǒng)平臺(tái)形成了大量的驅(qū)動(dòng)接口和多種通信方式，物理層支持RS-232/485、以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線，通信軟件支持各種通信協(xié)議，涵蓋了國際、國內(nèi)1000多種主流測(cè)控設(shè)備，能夠滿足客戶不同設(shè)備的接入。

• 系統(tǒng)平臺(tái)還支持webservice接口協(xié)議，通過該協(xié)議可以快速的和數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，以便使數(shù)據(jù)在中心大屏上得到更好的呈現(xiàn)。

• 系統(tǒng)平臺(tái)采用了GDI+繪圖技術(shù)，用戶可以實(shí)現(xiàn)圖元的各種陰影和過渡色的填充，使圖形的渲染更出色，界面展示效果更美觀。

• 項(xiàng)目所建設(shè)的系統(tǒng)具有豐富的二次開發(fā)接口，能夠支持與第三方平臺(tái)的無縫對(duì)接；

02、方案價(jià)值

該系統(tǒng)平臺(tái)能夠及時(shí)、全面的了解電纜隧道設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過對(duì)底層設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常狀況，并對(duì)其進(jìn)行報(bào)警提醒，根據(jù)在力控在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中提前編寫的聯(lián)動(dòng)腳本，對(duì)隧道環(huán)境溫度過高、水位過高/過低、出現(xiàn)毒氣濃度檢測(cè)過高等異常情況進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)處理操作，確保電纜隧道運(yùn)行的安全穩(wěn)定。同時(shí)利用遠(yuǎn)程視頻探頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜隧道的遠(yuǎn)程巡查監(jiān)控，提高人員的工作效率，降低了企業(yè)管理運(yùn)營成本。

四、解決方案

01、設(shè)計(jì)概述

本解決方案由力控自主研發(fā)產(chǎn)品“工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl”進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)，貫穿了三個(gè)層次，即：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)分析層。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表以及設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，通過增加串口服務(wù)器的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能門禁、環(huán)境參數(shù)、局部放電、沉降系統(tǒng)、光纖測(cè)溫系統(tǒng)的通訊，將原先的串口通信方式轉(zhuǎn)變成TCP/IP以太網(wǎng)方式，以此保證數(shù)據(jù)采集的高效、穩(wěn)定。其它能源數(shù)據(jù)的采集則直接通過TCP/IP的方式接入數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)層：基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層建設(shè)的穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，由IOsever采集項(xiàng)目范圍內(nèi)的電纜隧道設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和監(jiān)控。利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為之后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

統(tǒng)計(jì)分析層：通過豐富的報(bào)表、曲線等多種形式，將隧道相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)監(jiān)控中心在線監(jiān)控系統(tǒng)，管理人員實(shí)現(xiàn)對(duì)智能門禁、環(huán)境參數(shù)、局部放電、沉降系統(tǒng)、光纖測(cè)溫系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，提高對(duì)電纜隧道的管理水平。

02、系統(tǒng)框架

系統(tǒng)整體采用三級(jí)架構(gòu)，第一級(jí)為現(xiàn)地設(shè)備層，主要由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀表等構(gòu)成；第二級(jí)為中心平臺(tái)層，通過部署ForceControl平臺(tái)服務(wù)器和關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的綜合處理，應(yīng)用的完整部署；第三層為數(shù)據(jù)管理層，依托于中心平臺(tái)層，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、壓縮、轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用等功能，也可以理解為是平臺(tái)以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)接口應(yīng)用層。

03、系統(tǒng)功能

1.主監(jiān)控視圖

系統(tǒng)支持電纜隧道整體的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及畫面展示，包括：環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、井蓋開關(guān)、風(fēng)機(jī)開關(guān)、沉降監(jiān)測(cè)、局放監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)，便于管理者實(shí)時(shí)監(jiān)視電纜隧道的運(yùn)行狀況，提高管理人員的管理水平以及管理效率。

2.光纖測(cè)溫

系統(tǒng)支持對(duì)隧道內(nèi)測(cè)溫光溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)控內(nèi)容包括：最高溫度，最高溫度位置（該區(qū)域接頭起始位置到最高溫度的距離），最大溫升，最大溫升位置（該區(qū)域接頭起始位置到最大溫升的距離），最低溫度，最低溫度距離（該區(qū)域接頭起始位置到最低溫度的距離），平均溫度。

3.視頻監(jiān)控

系統(tǒng)支持對(duì)電纜隧道進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)無延時(shí)連續(xù)監(jiān)控、錄像和傳輸，視頻圖像信息通過網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸至系統(tǒng)平臺(tái)，并能在統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)下顯示；系統(tǒng)支持異常點(diǎn)視頻信息回放，便于相關(guān)人員高效的了解問題位置的實(shí)際畫面。

4.門禁系統(tǒng)

系統(tǒng)支持對(duì)電纜隧道門禁的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)展示門禁的門禁狀態(tài)、鎖狀態(tài)、最新的刷卡記錄、時(shí)間、當(dāng)前門禁時(shí)間、校對(duì)門禁時(shí)間等信息。

5.沉降系統(tǒng)

系統(tǒng)支持根據(jù)沉降基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的沉降數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)曲線，實(shí)時(shí)展示電纜隧道的沉降信息，并且可以根據(jù)時(shí)間進(jìn)行歷史曲線的查詢，便于異常信息的追溯。

6.局部放電

系統(tǒng)支持對(duì)局部放電系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)，并且根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的趨勢(shì)曲線，實(shí)時(shí)展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)局部放電的運(yùn)行趨勢(shì)。同時(shí)系統(tǒng)支持對(duì)局放數(shù)據(jù)的歷史追溯。

7.報(bào)表功能

• 系統(tǒng)支持對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)（氣體，水位），測(cè)溫?cái)?shù)據(jù),局放數(shù)據(jù)，沉降數(shù)據(jù)等重要參數(shù)進(jìn)行報(bào)表功能的開發(fā)，支持按照時(shí)間維度（日、月、年）統(tǒng)計(jì)電纜隧道設(shè)備的運(yùn)行情況。

• 系統(tǒng)支持按日、月、年的查詢方式，對(duì)重要參數(shù)進(jìn)行分類分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，并生成報(bào)表，為管理者制定戰(zhàn)略性決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

8.報(bào)警功能

系統(tǒng)支持對(duì)設(shè)備異常、參數(shù)異常等情況進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，并對(duì)報(bào)警過程進(jìn)行閉環(huán)管理。

五、技術(shù)特性

• 支持Web瀏覽器訪問，不需要安裝任何客戶端軟件；

• 提供多樣化生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析圖表，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的多角度分析；

• 具有強(qiáng)大的預(yù)警報(bào)警功能，并且支持多種提醒方式，提高異常處理能力；

• 兼容多種關(guān)系數(shù)據(jù)庫，支持市面上主流的關(guān)系數(shù)據(jù)庫如SQLServer、Oracle等；

• 擁有豐富的圖表分析模塊包括報(bào)表、報(bào)警、趨勢(shì)、柱狀圖、餅圖等；

• 采用開放式接口設(shè)計(jì)，支持OPC、OPC UA、ODBC/SQL、ActiveX、WebService的訪問；

• 擁有可靠的工業(yè)通訊設(shè)計(jì)，工業(yè)協(xié)議多達(dá)3000種驅(qū)動(dòng)協(xié)議；

• 具備強(qiáng)大的編譯及運(yùn)算引擎，應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)改變、條件、自定義函數(shù)等多事件腳本；

• 采用冗余設(shè)計(jì)，支持設(shè)備冗余、控制網(wǎng)絡(luò)冗余、服務(wù)器冗余等工作方式；

• 擁有極高的容錯(cuò)能力，程序進(jìn)程之間采用分離的服務(wù)技術(shù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸斷線重連與恢復(fù)機(jī)制。