力控｜电缆隧道SCADA监控系统解决方案

• 关键词：力控,SCADA,电缆隧道
• 摘要：近些年来，随着我国现代化、城市化进程的不断加快，对电力的依赖也越来越大，这就造成了电力的使用压力不断增加。为了缓解供电紧张的状况，国家不断进行电力基础设施的建设，传统的架空电缆对城市空间的占用过大，浪费土地的同时也不利于环境的美化，因此进行电缆隧道的建设来进行高电压，多回路电缆的敷设是城市发展的必然趋势。电缆隧道位于地下，由于环境和位置的因素，导致难以实现对其的科学管控。

一、项目背景

近些年来，随着我国现代化、城市化进程的不断加快，对电力的依赖也越来越大，这就造成了电力的使用压力不断增加。为了缓解供电紧张的状况，国家不断进行电力基础设施的建设，传统的架空电缆对城市空间的占用过大，浪费土地的同时也不利于环境的美化，因此进行电缆隧道的建设来进行高电压，多回路电缆的敷设是城市发展的必然趋势。电缆隧道位于地下，由于环境和位置的因素，导致难以实现对其的科学管控。为了解决这种现象，实现对电缆隧道以及相关监控设备进行统一调整，建立一套完备的在线监控系统，进而方便值班人员以及管理中心能够及时了解到最新的现场情况，当发生异常情况时，管理机构能够进行及时的远程调控以及采取相应的维护措施，防止事态恶化。

二、项目概述

该解决方案所涉及的内容包括：现地级设备的改造和数据采集网络、工业监控组态软件ForceControl的搭建，项目的主体是工业监控组态软件ForceControl所搭建的中心平台。在项目建设过程中，首先需要对现场的设备及仪表进行集中的数据采集相关建设，并将数据上传到数据中心，利用工业监控组态软件ForceControl对电缆隧道实现一系列的功能建设，包括：局部放电监测、智能井盖开关、视频系统监测、沉降系统监测、门禁开关统计、环境状态监测（温湿度、气体浓度、水位高度、风机开关、水泵开关）、以及分布式光纤测温系统的实时在线集中监测控制等，通过丰富的报表、曲线等多种形式为客户展现设备运行状态、故障分析、功率管理等功能，实现对设备的科学管理控制，而且能够根据实时信息提供相应的报警以及预警，帮助管理人员及时发现设备运行过程中存在的问题，确保设备稳定高效运行。

三、方案价值

01、方案亮点

项目平台所采用的ForceControl为力控自主研发的产品，并充分延续了力控产品系列的可组态思想，并且产品间能够实现无缝对接，在大幅缩短项目建设周期的同时，也降低了二次开发难度；

系统平台形成了大量的驱动接口和多种通信方式，物理层支持RS-232/485、以太网、现场总线，通信软件支持各种通信协议，涵盖了国际、国内1000多种主流测控设备，能够满足客户不同设备的接入。

系统平台还支持webservice接口协议，通过该协议可以快速的和数据中心进行数据交互，以便使数据在中心大屏上得到更好的呈现。

系统平台采用了GDI+绘图技术，用户可以实现图元的各种阴影和过渡色的填充，使图形的渲染更出色，界面展示效果更美观。

项目所建设的系统具有丰富的二次开发接口，能够支持与第三方平台的无缝对接；

02、方案价值

该系统平台能够及时、全面的了解电缆隧道设备的运行状态，通过对底层设备的生产运行状况进行实时数据监控，及时发现生产过程中的异常状况，并对其进行报警提醒，根据在力控在线监测系统中提前编写的联动脚本，对隧道环境温度过高、水位过高/过低、出现毒气浓度检测过高等异常情况进行相应的自动处理操作，确保电缆隧道运行的安全稳定。同时利用远程视频探头，实现对电缆隧道的远程巡查监控，提高人员的工作效率，降低了企业管理运营成本。

四、解决方案

01、设计概述

本解决方案由力控自主研发产品“工业监控组态软件ForceControl”进行平台建设，贯穿了三个层次，即：现场设备层、数据采集存储、统计分析层。

现场设备层：针对现场仪表以及设备进行数据的采集，通过增加串口服务器的方式，实现对智能门禁、环境参数、局部放电、沉降系统、光纤测温系统的通讯，将原先的串口通信方式转变成TCP/IP以太网方式，以此保证数据采集的高效、稳定。其它能源数据的采集则直接通过TCP/IP的方式接入数据采集网络实现。

数据采集存储层：基于现场设备层建设的稳定、高效的数据采集网络，由IOsever采集项目范围内的电缆隧道设备的相关数据，实现对实时数据的采集、存储和监控。利用基础数据，为之后进行统计分析提供相应的数据基础。

统计分析层：通过丰富的报表、曲线等多种形式，将隧道相关数据传输至后台监控中心在线监控系统，管理人员实现对智能门禁、环境参数、局部放电、沉降系统、光纤测温系统的远程监控管理，提高对电缆隧道的管理水平。 

02、系统框架

系统整体采用三级架构，第一级为现地设备层，主要由现场设备、仪表等构成；第二级为中心平台层，通过部署ForceControl平台服务器和关系数据库服务器，实现对数据的综合处理，应用的完整部署；第三层为数据管理层，依托于中心平台层，实现对数据的存储、压缩、转发应用等功能，也可以理解为是平台以及关系数据库的数据接口应用层。

03、系统功能

1.主监控视图

系统支持电缆隧道整体的实时监控以及画面展示，包括：环境监测、视频监控、井盖开关、风机开关、沉降监测、局放监测等系统，便于管理者实时监视电缆隧道的运行状况，提高管理人员的管理水平以及管理效率。

2.光纤测温

系统支持对隧道内测温光温度的实时监测，监控内容包括：最高温度，最高温度位置（该区域接头起始位置到最高温度的距离），最大温升，最大温升位置（该区域接头起始位置到最大温升的距离），最低温度，最低温度距离（该区域接头起始位置到最低温度的距离），平均温度。

3.视频监控

系统支持对电缆隧道进行实时视频监视，可实现无延时连续监控、录像和传输，视频图像信息通过网络路径传输至系统平台，并能在统一的监控平台下显示；系统支持异常点视频信息回放，便于相关人员高效的了解问题位置的实际画面。

4.门禁系统

系统支持对电缆隧道门禁的实时监测，实时展示门禁的门禁状态、锁状态、最新的刷卡记录、时间、当前门禁时间、校对门禁时间等信息。

5.沉降系统

系统支持根据沉降基础数据生成相应的沉降数据的实时曲线，实时展示电缆隧道的沉降信息，并且可以根据时间进行历史曲线的查询，便于异常信息的追溯。

6.局部放电

系统支持对局部放电系统的在线监测，并且根据实时数据生成相应的趋势曲线，实时展现现场局部放电的运行趋势。同时系统支持对局放数据的历史追溯。

7.报表功能

系统支持对环境数据（气体，水位），测温数据,局放数据，沉降数据等重要参数进行报表功能的开发，支持按照时间维度（日、月、年）统计电缆隧道设备的运行情况。

系统支持按日、月、年的查询方式，对重要参数进行分类分项统计，并生成报表，为管理者制定战略性决策提供有力的数据支撑。

8.报警功能

系统支持对设备异常、参数异常等情况进行预警和报警，并对报警过程进行闭环管理。

五、技术特性

支持Web浏览器访问，不需要安装任何客户端软件；

提供多样化生产数据分析图表，实现对生产数据的多角度分析；

具有强大的预警报警功能，并且支持多种提醒方式，提高异常处理能力；

兼容多种关系数据库，支持市面上主流的关系数据库如SQLServer、Oracle等；

拥有丰富的图表分析模块包括报表、报警、趋势、柱状图、饼图等；

采用开放式接口设计，支持OPC、OPC UA、ODBC/SQL、ActiveX、WebService的访问；

拥有可靠的工业通讯设计，工业协议多达3000种驱动协议；

具备强大的编译及运算引擎，应用程序、数据改变、条件、自定义函数等多事件脚本；

采用冗余设计，支持设备冗余、控制网络冗余、服务器冗余等工作方式；

拥有极高的容错能力，程序进程之间采用分离的服务技术，支持数据传输断线重连与恢复机制。