摘要 

    安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)ARCM剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，用以對(duì)商場(chǎng)、賓館、機(jī)場(chǎng)、銀行、醫(yī)院、廠房等建筑低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行電氣火災(zāi)監(jiān)控。本文通過(guò)對(duì)上海軌道交通11號(hào)線安亭站地塊項(xiàng)目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目的介紹，闡述Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、涉及的設(shè)備、所實(shí)現(xiàn)的功能以及其重要意義。

0 前言

    上海軌道交通11號(hào)線安亭站地塊項(xiàng)目位于上海市嘉定區(qū)墨玉路站南側(cè)，西至安亭涇，北靠拓寬中的曹安公路，用地面積5.25公頃。本項(xiàng)目電氣火災(zāi)監(jiān)控點(diǎn)位于項(xiàng)目中A1，A2a,A2b,A3,A4棟樓內(nèi)，各層總配電箱、消防設(shè)備雙電源互投箱、應(yīng)急照明配電箱的進(jìn)線電源開關(guān)處均設(shè)置剩余電流監(jiān)測(cè)單元，剩余電流監(jiān)控單元共計(jì)196塊。漏電報(bào)警信號(hào)線送至本工程一層消防控制室內(nèi)顯示，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)控制器，設(shè)在消防控制室。

    本項(xiàng)目占地面積廣，設(shè)備非常分散，系統(tǒng)集成難度非常大，需要非常的系統(tǒng)集成公司來(lái)完成。安科瑞電氣股份有限公司致力于智能電網(wǎng)用戶端智能電力監(jiān)控、電氣安全、電能管理的研發(fā)與運(yùn)用，是智能電力儀表行業(yè)中的者之一。安科瑞電氣股份有限公司于2011年承接了上海軌道交通11號(hào)線安亭站地塊電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，采用的是安科瑞研發(fā)生產(chǎn)的Acrel-6000型電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

    Acrel-6000型火災(zāi)監(jiān)控充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的新發(fā)展，對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。

1 系統(tǒng)需求分析

    ①每層樓總配電箱柜處設(shè)置探測(cè)模塊，探測(cè)漏電電流過(guò)電流信號(hào)，當(dāng)剩余電流≥250mA（可整定）時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化；

    ②當(dāng)探測(cè)到剩余電流≥500mA（可整定）時(shí)切斷漏電線路上的電源（雙電源自切箱柜漏電報(bào)警時(shí)僅報(bào)警，不切斷）；

    ③系統(tǒng)存儲(chǔ)各種故障和操作試驗(yàn)信號(hào)，信號(hào)存儲(chǔ)時(shí)間不少于12個(gè)月。系統(tǒng)應(yīng)能顯示上述報(bào)警信號(hào)及開關(guān)狀態(tài)，并顯示電源狀態(tài)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可檢測(cè)漏電電流、過(guò)電流信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，報(bào)出故障位置，監(jiān)視故障點(diǎn)變化。存儲(chǔ)各種故障信號(hào)。

2 參考標(biāo)準(zhǔn)

    本系統(tǒng)符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14287.1-2005《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制、管理的運(yùn)行于計(jì)算機(jī)的工業(yè)級(jí)硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場(chǎng)、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場(chǎng)酒店等區(qū)域的消防控制中心，對(duì)分散在建筑內(nèi)的探測(cè)器進(jìn)行遙測(cè)、遙調(diào)、遙控、遙信，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與管理。本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線將具有通信功能的探測(cè)器相互連接起來(lái)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)線路中的被探測(cè)參數(shù)超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息。

    Acrel-6000/Q100電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備如下：

    計(jì)算機(jī)：工業(yè)PC，Core 2 2.66G/1G/320G+鍵鼠 17"液晶顯示器，Windows XP，Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)軟件；

    輸入輸出模塊：內(nèi)置本公司開發(fā)的ARTU遠(yuǎn)程智能I/O模塊；

    聲光報(bào)警器：內(nèi)置五音信號(hào)揚(yáng)聲器、LED指示燈、消聲按鈕；

    備用電源：內(nèi)置1kVA在線式長(zhǎng)效型UPS。

    主機(jī)面板元件布置及功能說(shuō)明

    1：報(bào)警指示燈（紅色），系統(tǒng)接收到監(jiān)控報(bào)警信號(hào)時(shí)指示燈點(diǎn)亮。

    2：故障指示燈（黃色），系統(tǒng)接收到故障報(bào)警信號(hào)時(shí)指示燈點(diǎn)亮。

    3：運(yùn)行指示燈（綠色），系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)指示燈點(diǎn)亮。

    4：主電源指示燈（白色），使用主電源供電時(shí)指示燈點(diǎn)亮。

    5：備用電源指示燈（白色），使用備用電源供電時(shí)指示燈點(diǎn)亮。

    6：消聲按鈕（黑色），消除及恢復(fù)報(bào)警聲。

    7：手動(dòng)輸出按鈕（黑色），手動(dòng)直接啟動(dòng)報(bào)警狀態(tài)下控制被保護(hù)線路的控制輸出。

本系統(tǒng)分布主要采用計(jì)算機(jī)分布網(wǎng)路結(jié)構(gòu)。

1）站控管理層

    站控管理層針對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如監(jiān)控主機(jī)、顯示器、UPS電源等組成。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)情況。

    監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。

    UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

    通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。

3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

    現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM300-JI剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。可監(jiān)測(cè)單路漏電流，各相電纜溫度信號(hào)，每路通道具有斷線、短路檢測(cè)功能；標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌式安裝， LCD顯示；畫面暫留功能，漏電故障發(fā)生時(shí)，該通道顯示畫面暫留，表示該通道漏電或超溫時(shí)的值，方便上位機(jī)的故障記錄；具有事件存儲(chǔ)功能，報(bào)警器能夠記錄報(bào)警發(fā)生的時(shí)間、類型、參數(shù)，根據(jù)報(bào)警記錄可以；分析現(xiàn)場(chǎng)的用電情況，為消除故障提供依據(jù)；采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)，上位機(jī)管理軟件可以時(shí)刻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信息。標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議可以與各種標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)相連；集成度高，網(wǎng)絡(luò)化，智能化程度高，動(dòng)作特性合理。

    現(xiàn)場(chǎng)總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測(cè)量?jī)x表?yè)?dān)負(fù)著基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至監(jiān)控主機(jī)。便于運(yùn)行人員監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警等情況，預(yù)防火災(zāi)事故發(fā)生。

4系統(tǒng)功能

    本套上位機(jī)軟件Acrel-6000電氣火災(zāi)系統(tǒng)。主要有以下功能特點(diǎn)：友好的人機(jī)界面，可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的剩余電流數(shù)據(jù)和溫度、并有報(bào)警提示聲光報(bào)警等功能。客戶可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)報(bào)警溫度值、漏電流值進(jìn)行設(shè)置，報(bào)警故障解除時(shí)，可遠(yuǎn)方進(jìn)行復(fù)位。系統(tǒng)可對(duì)報(bào)警事件、日期、報(bào)警值、越線值進(jìn)行記錄，并生成報(bào)表，可對(duì)報(bào)警事件記錄進(jìn)行打印。

1）故障信息提示

    當(dāng)監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)到設(shè)備故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備將發(fā)出如下信息：

    運(yùn)行監(jiān)視主界面的故障單元顯示黃色背景；

    運(yùn)行監(jiān)視主界面顯示實(shí)時(shí)故障提示信息，信息內(nèi)容包括：時(shí)間，設(shè)備位置，設(shè)備編號(hào)，故障信息（顯示界面如下圖所示）；

    在“實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)"中，“故障信息"顯示紅色。

    監(jiān)控設(shè)備黃色故障指示燈點(diǎn)亮、發(fā)出故障提示音。

2）報(bào)警信息提示及復(fù)位

    當(dāng)監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)到報(bào)警時(shí)，監(jiān)控設(shè)備將發(fā)出如下信息：

    運(yùn)行監(jiān)視主界面的報(bào)警單元顯示紅色背景；

    運(yùn)行監(jiān)視主界面顯示實(shí)時(shí)報(bào)警提示信息，信息內(nèi)容包括：時(shí)間，設(shè)備位置，設(shè)備編號(hào)，報(bào)警信息；

    在“實(shí)時(shí)信息顯示區(qū)"中，“報(bào)警信息"顯示紅色。

    報(bào)警控制輸出端子輸出報(bào)警信號(hào)；

    監(jiān)控設(shè)備紅色報(bào)警指示燈點(diǎn)亮、發(fā)出報(bào)警提示音。

3）報(bào)警記錄查詢

    通過(guò)點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)】菜單下的“報(bào)警記錄查詢"進(jìn)入如下圖所示的報(bào)警記錄（動(dòng)作信息查詢）界面。用戶于該界面內(nèi)可查詢?nèi)我鈺r(shí)段內(nèi)相應(yīng)報(bào)警或動(dòng)作類型下的記錄，操作方式為選擇起始日期、結(jié)束日期、查詢類型后點(diǎn)擊查詢按鈕即可。

4）端口管理

    該管理功能只有“系統(tǒng)管理級(jí)"可進(jìn)行操作。

    “系統(tǒng)管理級(jí)"權(quán)限登錄系統(tǒng)后，通過(guò)點(diǎn)擊【維護(hù)】菜單下的“端口管理"可進(jìn)入如下圖所示的端口管理界面。該界面可修改各通道所對(duì)應(yīng)的通訊端口、通訊速率及使用狀態(tài)。

5 結(jié)束語(yǔ)

    隨著智能建筑的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)安全的意識(shí)認(rèn)識(shí)越來(lái)越高。公共建筑安裝漏電火災(zāi)系統(tǒng)是智能化建設(shè)的必然趨勢(shì)。電氣火災(zāi)系統(tǒng)有利于發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時(shí)處理安全隱患，將火災(zāi)防患與未然有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6