FCU1301在高速公路供配電站動環(huán)監(jiān)控的應用
動環(huán)監(jiān)控
2019-11-09 11:37:00
公路供配電站動環(huán)監(jiān)控方案
動力環(huán)境遠程監(jiān)控解決方案
動環(huán)監(jiān)控方案
一、方案背景
高速公路配電站為高速公路的運行管理提供可靠穩(wěn)定的電源，配電站一旦出現(xiàn)問題，會影響高速公路通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風系統(tǒng)的正常使用，后果不堪設想。
高速公路的收費站、服務區(qū)、隧道站均配有相應的配電站，各配電站之間距離遠、分布分散，僅僅依靠人工方式進行巡視與運維，不僅成本高、并且不能及時發(fā)現(xiàn)問題，效率差，影響電力系統(tǒng)的保障成效。
高速公路隧道一般情況下都是通過通風、照明、消防及機電設施來保障其安全運營，但隨著隧道建設長度的不斷增加，供配電的可靠性就是我們必須考慮的一個重要問題。
因此針對高速公路配電站的特點，需要設計一體化的動力環(huán)境遠程監(jiān)控解決方案，內(nèi)容涵蓋：供配電、UPS 、蓄電池、開關電源、空調(diào)、溫濕度、門禁、消防、防雷、視頻、網(wǎng)絡等內(nèi)容。提高運維效率、確保高速路配電站安全。
二、方案目標
為高速公路收費站、服務區(qū)、隧道站的配電站提供動環(huán)監(jiān)控整體解決方案，實現(xiàn)集中實時監(jiān)控、遠程維護管理、故障預警通知、歷史數(shù)據(jù)查詢及無人值守的等功能。
三、方案簡介
FCU1301嵌入式控制單元是面向于機房動力環(huán)境監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)采集應用推出的工業(yè)級網(wǎng)關類產(chǎn)品。
采用核心板+擴展底板的方式，便于維護、降低成本的同時兼顧了穩(wěn)定性。其核心模塊采用已在醫(yī)療、電力、軌道交通、工業(yè)控制等行業(yè)成熟穩(wěn)定應用的FET335xD核心板。
優(yōu)化的接口布局，便于用戶集成到1U機箱中，提高客戶組裝工作的效率。同時預留擴展接口及可選配的WIFI、GPRS、4G模塊，為客戶的產(chǎn)品差異化留有空間。
▎其特點如下：
★支持9~36V寬電壓輸入，同時具備主電、備電、電池三重供電保障
★支持2路Ethernet，隔離保護設計
★支持8路RS485，可復用為RS232，隔離保護設計
★支持12路DI，干接點輸入，隔離保護設計
★支持4路DO，繼電器輸出，觸點容量5A 250VAC、5A 30VDC
★支持2路CAN，隔離保護設計
★支持2路USB Host，便于用戶擴展
★支持WIFI STA和AP雙模式，選配模塊
★支持GPRS、4G，選配模塊
★支持外擴存儲卡
使用FCU1301嵌入式控制單元，監(jiān)控內(nèi)容涵蓋供配電、開關電源、環(huán)境監(jiān)控、 UPS、安全監(jiān)控等內(nèi)容，基于上高速公路配電站動力環(huán)境監(jiān)控方案，實現(xiàn)了集中實時監(jiān)控、遠程運行管理、故障預警通知、歷史數(shù)據(jù)查詢、機房無人值守。
▎使用FCU1301應用在供配電站可以實現(xiàn)的功能：
① 遠程測量（AI、DI），將采集到的被監(jiān)控變電站的主要參數(shù)按規(guī)約傳送給調(diào)度中心。
② 遠程信號，將各斷路器位置狀態(tài)、繼電保護與自動裝置動作狀態(tài)信息采集傳輸至調(diào)度中心。
③ 遠程遙控，從調(diào)度中心發(fā)出命令去控制遠方變電站的斷路器，進行分閘或合閘操作。
④ 遠程調(diào)節(jié)，從調(diào)度中心發(fā)出命令實現(xiàn)遠方調(diào)整變電站的運行參數(shù)。
⑤ 數(shù)據(jù)采集模塊,完成對現(xiàn)場環(huán)境安全和狀態(tài)參量的實時采集，和現(xiàn)場的智能設備通信并將數(shù)據(jù)打包上傳至監(jiān)控指揮中心。
⑥ 監(jiān)測模塊,用于電池充電電路狀態(tài)輸出開關量采集或用于電池房間防盜或煙霧傳感器的狀態(tài)采集。
⑦ 溫濕度傳感器,用來測量室內(nèi)的溫濕度。
⑧ 煙霧傳感器,用來探測室內(nèi)煙霧濃度，超過限值便自動報警。
⑨ 積水傳感器，由探測器和控制器組成。在無浸水情況下，兩根線間電阻為無限大；浸水后，達到低阻的穩(wěn)定狀態(tài)。
⑩ 雙鑒探測器，即被動紅外探測加上微波探測，以此減少誤報警現(xiàn)象，從而作出正確的判斷。
使用FCU1301做動環(huán)監(jiān)控的優(yōu)勢特點
1. 為上百個變電站提供了解決方案
2. ARM架構，Linux操作系統(tǒng)，軟硬件高度一體化的解決方案
3. 涵蓋動力監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、安全監(jiān)控和網(wǎng)絡監(jiān)控
4. 安裝施工、維護簡單
5. 提高了運營效率，保障了交通安全
6. 能夠實時檢測信號并做出快速而準確的反應
7. 1U標準機箱尺寸，安裝方便。接口隔離防護設計，更穩(wěn)定
8. 具備豐富的接口，便于擴容、穩(wěn)定性好、存儲能力強、數(shù)據(jù)處理能力強
該方案基于飛凌FCU1301嵌入式控制單元，以機房監(jiān)控一體化主機為核心，構建了完整的高速公路配電站動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控對象以RS485等方式直接接入主機，減少了中間環(huán)節(jié)，性能更穩(wěn)定更可靠，成本更有優(yōu)勢。既能作為一個獨立系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、報警，同時也能聯(lián)網(wǎng)到上級集中管理平臺。
五、應用價值1. 能夠實現(xiàn)對配電站設備多層次立體監(jiān)控
監(jiān)控內(nèi)容包含：運行情況、機柜微環(huán)境、機房整體環(huán)境。將機房所有信息以數(shù)據(jù)、列表、圖像等多元方式形象地呈現(xiàn)給機房管理人員，使得機房管理更加合理、高效。
2. 真正實現(xiàn)了配電站24小時無人值守
用戶能夠隨時隨地通過網(wǎng)絡遠程查看機房的運行情況，無需面臨高輻射危害對機房進行實地值守。
3. 達到快速預警的目的
系統(tǒng)具備豐富有豐富的預警方式和預警流程保證相關人員能夠收到警訊，管理人員可以以一種更快速、更準確的方式發(fā)現(xiàn)被管理設備所出現(xiàn)的故障。從而為故障的修復，以及服務的恢復爭取了寶貴的時間，提升了整個基礎架構的可用性。
4. 提高交通部門的自動化、信息化管理水平
系統(tǒng)可對運行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，提供多樣性的報表，比如機房用電統(tǒng)計、設備故障分析，溫濕度變化分析等。
部分資料來源：
[1] 高速公路隧道供配電監(jiān)控系統(tǒng)的研究
[2] 監(jiān)控管理對數(shù)據(jù)中心運營的意義
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