配电房动力环境管理系统研究

配电房动力环境管理系统研究

1现场智能管理系统设计

1.1硬件电路设计

现场智能管理系统主要由嵌入式单片机(STM32F20x系列)、数据采集(含液位电力参数,环境参数)、输出模块、GSM通信模块和人机界面(HMI)组成。嵌入式单片机是现场智能管理系统的核心单元。STM32F20x系列处理器是基于工作频率高达120MHz的高性能ARM-M332位RISC内核,整合了高速嵌入式存储器,Flash存储器和系统SRAM的容量分别高达1M字节和128K字节和高达4K字节的后备SRAM,以及1个32位多AHB总线矩阵的增强型I/O与外设,带有3个12位ADC模块、2个DAC模块、1个低功耗RTC、12个通用16位定时器和2个通用32位定时器。数据采集电路:采集液位传感器、电流互感器、电压互感器数据,经转换电路转换成适于单片机模拟端口的电压值后才能送到单片机,并做相应的量程转换;温、湿度采用高精度DS18B20单总线数字传感器,直接接入单片机I/O端口,减少转换电路。输出模块:将单片机输出的控制信号放大,以驱动相应的执行机构,即含水泵、风机。其中排水装置2套,以提高排水效率。GSM通信模块:实现通信链路的链接,短信数据的收发。人机界面:实现对人机交互功能,采用LCD液晶显示,支持全中文显示。

1.2软件设计系

统软件主要由主监控模块、短信报警、数据采集,控制输出、设备健康监测、系统设置功能等。各模块的具体功能如下:主监控模块:主监控模块负责整个系统的实时输入信息的处理,并按照系统设计的要求进行各种信息输出:短信报警,自动启动排水泵,系统自检,工作模式切换等工作,对所有应用功能模块起到协调管理的功能。短信报警:当水位传感器或水位开关检测到配电房发生积水时,发送短信给运维人员进行短信报警,通知工作人员当前配电房内的险情。数据采集:当远程网络监控功能开启时,系统则会把实时采集到的当前的各种外部设备状态信息和积水情况信息实时发送给远程监控主机,供组态软件监控使用。控制输出:

(1)自动模式时,根据水位传感器采集到的液位数据,根据控制逻辑判断是否启动排水泵进行排水。

(2)在人工干预模式工作室,工作人员可以代替系统的主监控模块进行系统的各种操作:启停水泵排、风机、强制降温除湿等功能。设备健康监测:对设备的工作状态或故障情况进行定期检查,并在检测到故障的时候通过短信或其他通信方式向工作人员进行报警。设备健系统设置功能:此功能模块用于设置系统运行必须的各种参数:工作模式(自动模式和人工模式),报警方式,报警短信文字信息设置,网络通信线路选择,电话号码及权限管理等;

2后台管理系统

后台管理中心由PC机及管理系统软件组成。通信信道采用移动运营商提供的网络,接入方式为以太网,大大提高了通信速度,采集数据量较大,可考虑采用多个IP地址进行传输数据。整个监控中心的管理软件可采用可视化高级语言VB、VC、C#等为开发设计语言来进行程序编写,结合数据库格式存储数据;也可以采用市场成熟的组态软件进行简单二次开发即可实现管理功能。

3结语

用GSM网络的业务传输数据,数据的传输质量由GSM网络来保证,对于短时的数据中断采取补偿机制,可有效的实现对配电房动力环境的在线监测;因GSM网络覆盖范围广,对于分布范围广的配电房管理系统来说,用GPRS与短信息业务相结合的传输数据有更大的优势,减少大量网络信道的建设。利用GSM为载体的配电房动力环境管理系统,将会大大提高电力系统对配电房及设备的监控,确保配电设备的安全、可靠运行,为分散的配网系统在线管理提供了可行方案。

作者:黄锐 张发斌 冉建 周丹 谢海川 单位:国网重庆大足区供电有限责任公司 重庆樱花电气开关有限公司