xx市路灯监控节能控制系统技术方案书

xx市路灯监控节能控制系统技术方案书内容摘要：

告警：可能严重影响设备及通信安全，需要尽快处理的告警。 C 预告警：可能影响设备及通信安全， 需要安排处理的告警。 告警功能要求 告警门限值设定：根据现场情况由系统管理员设置。 告警限分为预告警限、普通告警限、紧急告警限。 a. 无论监控系统处于任何画面，均自动提示告警，显示并打印告警信息。 所有告警一律采用可视、可闻声光告警信号； b. 三级告警信号采用三种不同的显示颜色和告警声响（或语音）； c. 告警确认功能：告警发生后，操作人员可在任何画面按下确认键，关闭可闻告警声响，但不关闭灯光闪烁，故障排除后，恢复原状态。 d. 紧急告警发生时，通过电话网自动拨号（ BB 机或电话机、手机），向 相关人员发出告警信息，告警具有语言提示，告诉相关人员告警的名称、发生的地点、时间、级别等；故障排除后，自动解除声光告警，并通过电话网自动拨号，向相关人员发出告警解除信息。 晋城市路灯自动化监控节电管理系统 山西格润特电子有限 公司 9 配置管理 监控系统具有配置管理功能，当操作人员变更和增加、删除系统中被监控的对象及调整系统参数时，用户均可通过改变系统配置文件完成系统配置。 安全管理 系统具有完善的操作管理功能。 为保证系统安全，使用某些功能时必须输入密码，经系统确认后方可允许进入系统，进行操作。 操作密码有不同等级，以限制不同人员的操作范围。 所有被监 控设备都有操作记录，包括操作人、被操作设备、操作日期、时间等，系统对操作记录应有查询、统计功能。 为了能够实现对分控点控制的绝对安全，杜绝采用同类软件可进入分控点控制的弱点，我们采用了动态加密的方法。 即监控中心和分控点定期自动更换内部数据交换的密码，这样，即使是操作员本人也无法使用非监控台原配软件进行控制操作。 按照动态加密的方法编制软件，在分控点相当于实施了四重保护： IP 地址、数据采集器通信地址、管理人员密码和自动动态密码。 有了这四重密码保护，可以保证对分控点的任何操作万无一失。 即使是该监控系统的生产厂家 ，离开了路灯管理处的监控网络，也无法对分控点进行控制操作（数据浏览不受动态密码保护）。 监控中心软件系统 集中监控软件 集中监控软件是监控系统的核心软件，该软件分为三个软件模块：前置监控工作站通信模块、语音模块、后台监控工作站模块。 前置监控工作站负责收集各个分控点的数据信息，并在数据库服务器上整理形成数据库文件，供后台监控工作站和管理工作站调用。 前置监控工作站上安装了两个软件模块，一个软件模块为前置监控工作站通信模块，另一个软件模块为语音服务模块。 前置监控软件的编程语言为 Dephi ，操作系统为 Windows 2020 Server、数据库采用 SQL Server 2020。 后台监控工作站则作为整个系统面向用户的窗口，肩负着把大量采集数据归整、分析，并以清晰、明了的方式向用户显示的重任。 后台监控工作站软件采用 WINDOWS XP 或 WINDOWS 2020 作为操作系统，以 32位版的 Dephi 作为开发语言，正是要把 WINDOWS 的友好界面和高速度融为一体，达到既能从海量数据中快速存取数据，又能使用用户轻易地进行各种操作。 后台监控工作站上能够支持基于 Web 浏览器 Inter Explorer 的网络版操作软件，这晋城市路灯自动化监控节电管理系统 山西格润特电子有限 公司 10 样，只要是和监控中心联网的任何一个用户都可以方便地操作使用路灯监控系统（当然，该用户必须具有监控中心赋予的操作权限）。 普通工作站仅提供给用户操作和浏览的界面，其本身不具有最高级别的系统设置功能。 后台监控工作站主界面及分控点模拟配电图如下： 管理软件 管理软件可同时调用地理信息系统数据和监控数据，实现对全路灯系统日常工作的全面运行管理，具体包括：运行管理（路灯处日常事务、派修、维修等）、档案和统计管理、故障管理、电费管理、维护管理、材料管理、统计报表管 理、安全控制管理、趋势分析、网络互联、人员管理、新改建设计。 GIS 地理信息系统 根据目前的要求，我公司 GIS路灯地理信息系统软件支持 Mapinfo开发的电子地图，并提供以下功能： 1 与路灯设备（路灯配电设备，支路走线，监控设备，灯杆，灯具等）紧密结合，可方便的编辑地图和信息内容。 2 与集中监控系统建立对应关系，可调用数据库服务器中所有与地理信息系统有关分控点标志 分控点索引树应 集中告警显 示 实时信息栏 晋城市路灯自动化监控节电管理系统 山西格润特电子有限 公司 11 的监控数据。 能读取数据库服务器中的实时数据、历史数据、过负荷信息、主要告警信息等。 3 电子地图分层管理，监控设备、支路走线、路灯灯杆、灯具可由用户根据 实际情况进行增加、删除和修改，并可进行统计和计算，可对地图任意范围内线路，变压器，开关，电缆进行用户选定的条件进行统计。 可根据需要查询符合统计条件的路灯设备并在地图中定位。 4 除了与路灯集中监控系统建立对应关系外，与路灯管理系统也能建立可靠的数据连接，可查询地图中各类路灯设备的资源配置和管理情况，并方便地生成报表。 5 当分控点路灯系统出现故障时，该点变色，并将故障点记录到数据库，并显示在屏幕中心，提醒管理员注意。 6 提供多种形式的图形格式转换，可根据用户需要实现部分工程设计功能。 分控点的组成及基本功能 分控点结构 一个分控点配置可以有大有小，视分控点的设备监控要求定。 我公司设计选用自行开发的分散式数据采集控制模块，根据各分控点实际情况和用户的要求灵活配置。 电量信号通过电量变送器变换后进入数据采集器，非电量信号（温度、湿度等）通过传感变送器变换后进入数据采集器。 分控点组网连接如图： 晋城市路灯自动化监控节电管理系统 山西格润特电子有限 公司 12 分控点将检测到的工作电压、支路电流、支路有功功率等量值送往监控中心，监控中心根据电压、电流值计算出视在功率。 同时分控点安装有电能表，可直接测量出电能表计量值。 分控点的定时开关灯控制可 由数据采集器完成，同时数据采集器亦接受现场手动开关灯控制和监控中心遥控开关灯控制。 当现场有检修人员进行维护工作时，需要通知监控中心，监控中心管理人员在主监控台上将该分控点设定为“检修状态”，同时自动点亮分控的“正在检修，禁止合闸”标牌直到检修人员结束检修，通知监控中心将该分控点设定为“正常状态”为止。 此标牌可由用户选择是否使用。 信号源发出的信号经电缆传送到分控点，当分控点检测到该信号时即认为电缆未断，反之则认为电缆故障。 信号源内置镍铬可充电电池，控制箱接触器断开时仍可发出信号，保证在任何情况下实现不 间断检测。 被监测对象 遥测量名称 遥信量名称 遥控量名称 传感器或变送器 变压器 变压器油温或表面温度 温度超限（和环境温度比较） 温度传感器，以监测油温为主，当油温测量不方便时，可改测变压器晋城市路灯自动化监控节电管理系统 山西格润特电子有限 公司 13 表面温度 UV线电压或 A相电压 电压超限 电压变送器或智能变送器 VW 线电压或 B 相电压 电压超限 电压变送器或智能变送器 WU 线电压或 C 相电压 电压超限 电压变送器或智能变送器 A相输出电流 电流超限 电流变送器或智能变送器 B相输出电流 电流超限 电流变送器或智能变送器 C 相输 出电流 电流超限 电流变送器或智能变送器 控制箱 各个支路三相电流 各个支路的有功功率 各个支路接触器通断状态 接触器通断控制（半夜灯、全夜灯） 电流超限（超下限为亮灯率过低，超上限为短路告警） 超下限为亮灯率过低，超上限为短路告警 漏电电压 环境条件 环境温度 温度超限 门开告警 烟雾告警 水浸告警 红外告警（箱变无此项内容） 其它 总电能 脉冲式电能表 亮灯率 根据电流比计算 白天 亮灯告警 根据白天有无电流判断 夜晚不亮灯告警 根据夜晚有无电流判断 门禁系统 红外、门开告警屏 ID或 IC卡读写器及电动门锁 晋城市路灯自动化监控节电管理系统 山西格润特电子有限 公司 14 （可选） 蔽和机房人员出入记录 路灯配电设备的情况及监控设备选择 目前常见的路灯配电设备，主要为三相配电箱，通常支路数量为 10 个三相支路。 推荐使用我公司生产的 GMCL2型数据采集器，这种数据采集器可测量 3个总电压和 3个支路电流，完全可以满足小型配电箱的需求。 将来需要增加支路时， GMCL2 型数据采集器可增加测量扩展板。 根据目前的情况，由于 GMCL2 型数 据采集器体积非常小，故可安装于配电箱内部。 对于支路数量较多的分控点，例如具有 17个单相支路，我们可以选用 GMCL2 型数据路灯监控器，并增加一台智能电量变送设备来实现对配电箱总电压和 4 个三相支路电流的测量。 分控点功能  实时采集被监控设备运行参数和工作状态，收集故障告警信息，并送往监控主机。  实时接收和执行来自监控主机的监测和控制命令。  实时存贮各设备历史数据，并对专用设备进行管理。  分控点具有后备电池，掉电后可持续工作一段时间在此期可将相关重要信息发送给监控中心，以便监控中心进行信息分析。 一旦监控中心发生故障，分控点可自行记录运行数据，自行按照预先设定的定时时间来控制设备的正常运转（例如定时开关灯等）。 信号测量原理 ● 电量信号的检测 本机电量信号的监测，主要依赖电量变送器和智能型两种设备，其中电量变送器应用于测量对象简单，采集量较少的场合。 智能型电量变送器则应用于测量对象复杂，采集量较多的场合。 智能型电量变送器不同于以往传统的电量变送器，它以 CPU 为信息采集和处理的核心部件，以高速 A/D 进行数据采集，并将采集到的数据以 PID 算法进行处理，计算出被测对象的真有效值、有 功功率、功率因数等，以软件代替了大量的硬件功能，能够完成传统非智能型变送器很难完成的工作，例如对于复杂波形的功率因数、有功功率等参量，传统非智能型变送器难于完成。 另一方面，在采集对象比较复杂，采集量较多的情况下，采用智能变送器晋城市路灯自动化监控节电管理系统 山西格润特电子有限 公司 15 可大大降低成本。 该设备提供 RS232 或 RS485 接口。 根据 XX 路灯监控系统的要求，我公司通常选用 IEC3U12I 型智能型电量变送器。 该变送器可测量 3 相电压和 12 路电流，并可计算各路信号的真有效值及功率等参量。 IEC3U12I 可提供光电隔离的 RS485 接口，支持 2400 或 9600 两种波特率，波特率的设定可通过拨码开关进行。 由于采用 RS485 接口作为信息传递接口，故测量通道数量基本不受限制，可根据用户需要在 RS485 总线上连接足够多的智能变送器。 电能的测量通常有三种方法，方法 1：利用电压、电流、功率因数等参量按时累加。 方法 2：通过计量电能表脉冲计数接口脉冲个数统计电能值。 方法 3：读取智能电表的串行接口数据，从而获得电能值。 GMCL2 可根据用户需要选用上述任意一种电能统计方式。 ● 亮灯率的计算 亮灯率受到工作电压、波形畸变、线路压降、灯具老化等诸多因素的影响，目前尚没有很准 确的统计方法，我公司目前提供两种估算方法。 方法 1：利用电流比值做粗略估算，例如额定支路电流为 100 安培，实测电流为 88 安培，则亮灯率为 88/100=88%。 该方法受电压波动影响较大。 方法 2：利用线路阻抗比值做粗略估算，例如线路额定阻抗为 10 欧姆，实测阻抗为20 欧姆，则亮灯率为 10/20=50%。 此方法在线路压降较小时精确度优于方法。 ●调压及调压控制 (遥调 ) 进入深夜，用电用户少，电压经常偏高，严重时会损坏灯具。 因此考虑夜晚电压过高时，适当降低电压是很有必要的。 通常，可以采用如下几种调压方式： 以前使 用灯泡时，可考虑采用可控硅调压，有助于降低功率消耗，延长灯泡使。