监控系统改造

关键词： 水电厂 机组 监控 系统

监控系统改造（精选十篇）

监控系统改造 篇1

木龙滩水电厂为澧水干流梯级开发的第六级电站,距张家界市中心2km。工程以发电为主,兼顾旅游、航运、生态治理等。由于水电厂机组为灯泡贯流式,全在水下运行,因此监控系统的自动化监测点较其它机组多。这就要求其监控系统有较高的可靠性且功能够强大。

水电厂监控系统原采用南京南瑞SSJ-3000系列,上位机采用EC2000监控系统软件,于2002年与电厂机组同步投运。监控系统采用不完全分层分布结构,分为厂级监控中心层和现地控制单元层。厂级监控中心层包括2台主机兼操作员工作站、1台通信工作站、1台语音报警工作站及网络设备。现地控制单元层包括2套机组LCU、1套开关站公用LCU,LCU采用1台GE9030 PLC+一体化工控机结构。现地控制单元层无法独立工作。

监控系统投运初期运行较稳定,但近期逐渐显现出缺陷。

(1)部分元件已趋于老化,常出现故障。因备品备件已不生产,故出现故障后无法修复。

(2)LCU采用的一体化工控机,其机械硬盘等运行元件因受到电厂机组振动影响而易损坏。电源等部件采用较多分立电子元件,故障率高。整个系统抗干扰能力弱,可靠性低。

(3)全部控制在上位机进行,现地无法进行开停机操作,影响紧急情况下事故处理的灵活性。

(4)软件的部分程序功能不够强大、界面不够友好。

(5)无法实现遥测、遥信、远程开停机、增减负荷等,无法完善水情测报不能实现流域间水电厂梯级调度。

2 系统硬件主要配置

综合考虑木龙滩水电厂灯泡贯流式机组运行要求,参照国内外水电厂监控系统模式对原监控系统进行改造。维持原监控系统分层分布结构不变,但要求现地控制单元能够独立完成公用设备及机组的各种操作,且每个流程可分步操作。为了保证整个数据采集的实时性、通信的可靠性、控制的稳定性,上位机采用双机热备、主从结构,网络采用双网冗余结构。计算机监控系统硬件结构如图1所示。

(1)操作员工作站2台、工程师工作站1台、打印数据服务器1台、通信服务器1台,均采用HP 2400系列计算机。计算机配置为Intel Xeon 4核CPU,2.4GHz主频,4G内存,160G硬盘,16×DVD±RW光驱,FX380图形显卡,10/100MB以太网口,22”液晶显示器。

(2)选用的东土电信工业以太网交换机配置有16个10/100M以太网口;选用的卡轨式交换机KIEN1000-8TX具有2个上联冗余的10/100Mbit/s双绞线端口,利用该端口可构成自愈环网。

(3)GPS同步时钟源接收GPS卫星发送的定位和时间信息,并向各自动化装置提供高精度同步绝对时标,以统一系统各部分的时间基准。这样,在系统发生故障后,可为分析故障情况及开关动作顺序提供有力依据。

(4)机组现地控制单元(1LCU、2LCU)和公用设备现地控制单元(3LCU)的主要配置为GE9030 CPU模块、IC693CPU374、10"彩色液晶触摸屏、串口通信管理机。

(5)查询及打印服务器各1套。

(6)全部屏柜及测温、测速、自动准同期装置沿用原设备,这样既减少了现场调试工作量和资金投入,也不影响系统主要功能和可靠性。

3 软件流程及主要功能

监控系统主程序流程如图2所示。

监控系统软件可以实现以下功能。

(1)人机界面完善,方便运行人员操作。主工作站采用全图形中文动态画面,能方便地对图形进行建立、扩充、放大、平移、增/删、翻动等操作。事故报警画面具有最高优先权,可覆盖正在显示的其它画面。现地机采用触摸屏界面,便于现场调试和单步操作。

(2)报表及事故追忆容量增大。设备运行状态统计报表包括电流、电压、频率、功率、功率因数、温度、主机各导轴承油位、水头、流量、效率、振动、摆度、压油罐油压和油位、气罐气压、清水池水位、集水井水位等,操作记录统计报表包括主辅机和主要设备起动累计次数、操作起止时间、操作内容、操作时的情况等。设有计算机工作票、操作票系统,便于两票管理。监控系统存储事故发生前30个采样点和事故发生后30个采样点的主要参数及数据采集值,每个采样点的时间间隔为2s。

(3)监控系统与调度和上游电站进行交互,实现自动测报水情和梯级调度功能;采用无线网卡与上游雨量站、流量站通信,采集每小时的水情,通过计算预测来水趋势,为水库梯级调度和防洪提供依据;2台远动工作站通过常规点对点远动传输和电力调度数据网络传输两种方式,实现水电厂远程监测。

4 提高可靠性主要措施

4.1 硬件措施

(1)2套操作员工作站互为热备,当主机故障或监控系统退出时,从机自动(也可以手动)切换为主机,完成监控任务。现地控制单元能独立自动完成机组工况变换和有功、无功功率调整任务,不受电站监控级限制。现地控制单元接收到命令后,能自动或分步完成机组停机态、空转态、空载态、发电态转换过程。在机组有机械事故停机、电气事故停机、紧急事故停机信号产生时,现地控制单元还能及时地自动执行相关停机流程。

(2)现地机全部可编程化后,可供PLC的只有信号电源和工作电源。考虑到PLC开入/开出一般采用24V直流,220V交流电源干扰性强且使用不多,现地机最终统一使用24V及以下电压等级电源。电源模块采用抗干扰能力强的产品,以降低故障率。

(3)系统控制装置置于全封闭全铝合金机箱,以避免电磁辐射干扰;供电电源回路均设置有进线滤波器,电源分支回路、信号输入回路均设置有抗干扰器件,以减少传导干扰;各通信设备间采用物理隔离措施,各模块间采用光电隔离、分开布置等措施,以抗耦合干扰;多层电路板采用表面贴装工艺,可确保装置硬件质量,保证装置运行稳定性;插件、装置及机柜采取严格的接地措施,以确保抗静电放电能力和电磁屏蔽水平。

4.2 软件措施

(1)尽量扩大LCU对各机组和开关站设备的数据监控范围。增加毫秒级中断量模块和相关处理程序,可更加准确地记录中断量发生变位的时间,为事故分析提供可靠、准确信息。

(2)监控系统能对工作电源、硬件、软件等进行自检,并能自动判断、指示和处理(切换)故障;可自动实现发电机主开关分/合闸失灵检测,励磁系统及调速器故障检测,开停机流程失败检测等;设置有软件WatchDog功能,能自动识别下位机监控调节装置输入模拟量和开关量的异常或错误,并进行容错处理,以防止现场输入模拟量或开关量错误导致监控结果出错。

(3)机组LCU根据采集到的温度、转速、油压、油位、振动、摆度和电气事故信息等进行判断,自动执行相应操作。为保证事故停机动作的冗余,常规保护还独立采集上述机组参数直接动作于停机。监控系统采用ON-CALL和短信技术,便于运检人员及时掌握电厂运行情况。此外,在机旁屏装设急停按钮,在主工作站设置紧急停机程序画面,以便灵活可靠地处理紧急情况。

5 结束语

木龙滩水电厂监控系统改造完成后,机组强迫停运次数为零,同时监控系统与梯级调度系统相结合,提高机组出力约1%,基本实现了水电厂免维护。

摘要：介绍木龙滩水电厂监控系统概况及存在的主要缺陷,阐述改造水电厂监控系统涉及到的硬件及软件,并提出提高监控系统可靠性的措施。

监控系统改造合同书 篇2

建设方：（以下简称甲方）施工方：（以下简称乙方）

一、工程概况

1、工程名称：

2、工程地点：

二、工程内容

闭路监控系统改造工程。甲乙双方经友好协商，本着平等互利、诚实信用的原则，经双方友好协商，达成如下协议，以便双方共同遵守执行。

三、设计文件

依据建设部/GB50198-94《系统集成工程技术规范》，公安部/GA/T70-74、94，《公共安全行业标准》及现场情况设计制定。

四、工程造价及付款方式

1、工程造价（人民币大写）整；（计￥）。

2、甲方必须在工程安装前 天通知备货，合同签订后，甲方预付总金额的 %，即人民币（大写）。工程施工完毕经验收合格后支付总金额的 %，即人民币（大写）。

五、乙方在工程中必须承担以下责任

1、改造工期为 天，如遇人力不能克服的因素双方协商解决。

2、乙方保证产品是原厂生产，品牌、型号、应与监控配置清单一致，产品质量达到说明的技术指标，保修期内产品出现质量问题，乙方给予更换。

3、在工程安装调试中，乙方尽职到其工程的正常工作，尽责任把整个系统调试到最佳效果。

4、乙方应当保守在甲方现场施工期间所知悉的有关甲方之商业秘密，具体事宜按国家有关法律法规的规定执行。

六、工程验收

系统的工程验收由甲乙双方共同组成验收小组，乙方技术人员现场演示，保证工程效果达到设计要求，验收合格。

七、技术培训

乙方为甲方免费培训合格的操作人员，使其能进行系统的日常操作与简易维护，掌握系统的应急处理措施。

八、售后服务

1、本合同项下的改造工程保修，若设备、系统出现故障，乙方接到甲方的通知后应在 48小时内到达现场处理。超过时间，甲方有权另行委托其他单位进行维修，由此发生的费用由乙方承担。

2、设备终身维护，保修期后系统维修只收维修成本费用。

3、协助甲方进行有关扩展功能的应用开发。

九、其它：

本合同未尽事宜，双方协商解决，如涉及以上任一条款的变更，则以书面协议为准，如发生争议，则依法在甲方所在的法院解决。本合同一式两份，双方各执一份，双方代表签字后生效。

（以下无正文）

监控系统改造 篇3

【关键词】锅炉除渣系统 脱水仓改造

【中图分类号】 F407.4【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0298-02

淮北国安电力有限公司320MW锅炉除渣系统脱水仓改造和华电潍坊发电有限公司670MW锅炉除渣系统改造效果较好，获得了成功。本文谈谈改造过程中的技术细节和工作安排，并就670MW锅炉除渣系统改造频繁发生故障的原因进行了分析。

一、320MW锅炉除渣系统脱水仓改造

淮北国安电力有限公司一期安装两台320MW机组，锅炉除渣系统采用脱水仓脱水外运方式，共安装两台脱水仓，轮换进行脱水除渣工作。由于锅炉燃煤灰熔点较高，灰渣粒度较细，致使灰渣脱水效果较差，脱水时间较长。同时又由于目前燃煤质量较差，燃煤灰分含量大，由此经常造成脱水仓脱水不及时，脱水后的渣含水量大，无法外运等问题，既影响除灰系统的正常运行又污染了周边的环境，因此计划对脱水仓进行改造完善。相关改造技术要求如下：

1、脱水仓原始相关参数

规格型号：φ10m脱水仓：1.有效容积：615m3 储存容积560m3；2.析水元件：8组/台，规格：1800*270 ；3.析水时间6～8 h；4.卸渣含水率 ≤25%；5.排渣门口径：φ914；6.排渣门为气动，气缸直径：φ400 储气量：1～1.5m2；7.制造厂家：江苏锡山市电站除灰设备厂。

2、改造初步方案

改造脱水仓底锥析水元件，将底锥内部析水元件拆除，在底锥外侧增加4路嵌入式析水元件及相应反冲洗水管组件系统。同时底锥要加装检修人孔门及相应的检修平台，便于析水元件的清洗和更换工作，并实现不进入舱内就可对析水元件进行清洗更换。加装脱水仓中心滤水装置，中心滤水装置应采用吊笼式滤芯摞装结构，做到无螺栓连接。利用脱水仓上部原起吊装置基础上实现更换或检修滤芯，确保检修、清理方便快捷，检修人员不必进入仓内就可进行滤芯更换等维修工作。将脱水仓内部8组周边滤水装置进行检修，更换所有析水装置。每组析水元件单独设置冲洗支管及反冲洗控制阀门，确保能将积存在各处的渣冲洗干净。更换脱水仓分粒器，分粒器材质必须耐磨，结构合理。对现脱水仓紊流圈、排渣门等进行检修完善，做到排查门开关灵活，密封完好，稳流圈完好正常。

3、改造技术要求

投标单位根据发标方改造的初步方案报出详细的改造实施方案，包括图纸、部件的规格尺寸、数量及材质等。提出的改造方案必须是技术成熟并应有实际应用业绩。投标单位也可以提出发标方改造初步方案之外的改造方案，但在投标中要单项提出，价格单列。底锥析水系统改造要保证脱水仓整体强度，阀门、人孔等要利于操作和检修，必要时必须加装平台。中心滤水装置改造必须要明确安装的具体位置、结构形式（圆筒、三角等）及滤水面积等，必须做到检修维护方便，实现不进入仓内即可检修维护；冲洗和排水系统布局合理，不能阻塞脱水仓的排渣。内部原8组析水元件全部更新，腔室内结垢清除干净。脱水仓析水组件的反冲洗系统要求设有夹层式脉冲喷射分组反冲洗系统，清洗面积不小于98%，确保具有良好的冲洗效果。改造更换的脱水仓的析水组件及紧固件均采用不锈钢材质。对脱水仓排渣门进行大修，气缸解体检修，拖动滚轮及所属控制部分进行检修，做到排查门开关灵活，密封完好。排渣门检修完善后要达到原设计功能要求，操作灵活可靠，密封、析水完好。脱水仓紊流圈调整、加固，达到最佳稳流效果。改造部分应按相关规范要求进行油漆，颜色与原脱水仓颜色一致。反冲洗管道阀门应进行保温及外护。

4、改造后的目标与工程量

脱水仓改造后，必须达到如下要求：在现有灰渣粒度状况下，装车灰渣含水率≤25%；脱水仓的静态脱水时间为≤8小时。脱水仓改造使用半年以后，脱水仓的静态脱水时间也应满足≤10小时要求。

脱水仓两台套均进行改造，主要改造底锥析水设备，加装中心析水设备，对原仓内8路析水元件进行检修更换，分粒器更换2个，排渣门检修2个，相应的冲洗系统进行改进完善。本改造工程为交钥匙工程，改造的设计、制造、施工均由投标方负责。改造所需的各种部件、设备及材料、工器具、脚手架等均由承包方负责，发包方只提供气（汽）源、电源、水源接口。

5、工期要求与质保要求

由于发包方发电机组处于运营状态，脱水仓要尽可能保持运行，因此要求承包单位要尽可能缩短改造工期，在投标时明确合理的改造停运时间计划及整体改造工期。本工程质保期为1年，自工程改造结束后始计算。在1年中分三个阶段进行验收：第一阶段改造投运后1个月；第二阶段改造投运后6个月；第三阶段投运后1年。

二、670MW锅炉除渣系统改造

华电潍坊发电有限公司二期工程为2×670MW机组，其捞渣设备为GBL20D.1型水浸刮板式捞渣机，该捞渣机由青岛四洲电力设备有限公司设计、制造。#3-4炉分别布置一台捞渣机。其结构为加长、加强型，水槽为加深、加大型，具有防爆、防溅、强粒化、能承受大焦块冲击和塌渣时的冲击力。该设备由机体总成、驱动装置、导轮总成、刮板、链条总成、张紧系统、液压动力站、电气系统等部分组成。将渣输送至钢渣仓的设备为DTII型双向输送胶带 ，DTII8050型固定式带式输送机是通用型系列产品，为青岛四洲电力设备有限公司制造。水渣分离设备为ZC-7000/2钢渣仓，钢渣仓设备结构简单，操作简便，占地面积小，运行安全可靠，脱水速度快，效果显著，分离析出的溢流水经过澄清后，可重复使用，有利于节省水源，改益环境污染。华电潍坊发电有限公司二期工程投产后，通过机组的日常运行及检修相继发现四处设计不合理之处，并根据实际情况的需要，进行了相应的改造，收到了预期的效果。

1、DTII型双向输送胶带机故障及对策

DTII型双向输送胶带机将捞渣机捞渣输送至钢渣仓时，当有较硬的渣块通过胶带时，很容易划裂胶带；当胶带两端的电动滚筒故障时，胶带机也不能正常运行：由于双向输送胶带机露天安装，受自然界腐蚀较重，而其运输的渣水混合物对其腐蚀更加严重，因此，双向输送胶带机故障检修的次数较多。但双向输送胶带机一停，只能降低锅炉负荷减少出渣量，或把胶带人为的划裂取下，而且检修时间紧迫，加大了检修的难度，不仅造成人力、物力的极大浪费，而且影响机组的安全稳定运行。2011年7月利用检修的机会，在DTII型双向输送胶带机框架底部增加三根导轨和三套导轮，使胶带机框架沿着导轨可以移动，为胶带机增加了一个检修位置。当双向输送胶带机故障或电动滚筒故障需要检修时，可以把双向输送胶带机从运行位置拖至检修位置，捞渣机刮板运送的渣通过落渣口直接落入其下的钢渣仓，消除了以前故障后的一切后患，保证了机组的安全稳定运行。

2、水渣分离设备ZC-7000/2钢渣仓的改造

当双向输送胶带机运行向钢渣仓运渣时，会有少许的渣水沾在胶带上，双向输送胶带运行到下部时，残留的渣水就落在钢渣仓的平台上，时间一长，很容易积渣，尤其到了冬天，渣水的混合物极易结冰，很难清扫。当积渣的高度触及胶带时，易造成双向输送胶带机跑偏及停运的现象，不能顺利除渣。为此，2011年2月利用检修的机会对钢渣仓进行改装。通过观察找到了胶带机残渣由于重力作用落到平台的准确位置，在A、B两个渣仓的一侧各加装一个小漏斗，上部与渣仓平台平齐，下部连接到钢渣仓的上，渣仓平台开一相应的小口，当双向输送胶带机运行到此处时，残渣恰好落入小渣斗，从而进入钢渣仓。这样即减少了清扫的工作量，又保证了双向输送胶带机的稳定运行。

信息系统的电源系统改造 篇4

1 信息系统原电源系统的薄弱点分析

信息系统的电源系统如果因设计不完善, 则因短时停电会造成信息系统停运或硬件的损害。电源系统主要存在的薄弱点有:①系统内存在单点故障;②容量冗余不足;③负载不均衡或挂接不合理;④缺乏定期的维护和保养及相应的管理制度。

我局原来采用三台容量均为40 kVA的UPS主机, 以并联方式为信息机房内设备供电。有两路市电接入UPS系统, 市电1直接连接在三组UPS上, 市电2连接在UPS输出总配电屏上。机房内所有的电源插座均采用地插的方式, 各种设备的电源线散落在过道上, 容易被进出人员绊掉, 存在事故隐患。同时, 由于地插未标明由哪路UPS供电, 导致3台UPS主机的负载不均衡。具体薄弱点如下。

1) UPS的输入存在单点故障时, 因只有市电1连接在3组UPS上, 且UPS的旁路配电柜和输入配电柜都接在上面, 如果市电1故障或接入的总开关断开, 则所有信息设备的供电无法保证。

2) UPS输出和楼层配电都存在单点故障时, 如果输出开关或配电屏故障, 则无法可靠供电。

3) A、B、C三相负载难以均衡调配。

4) 在UPS输出总配电屏处接入市电2, 实际上起不到电源备用的作用。因为一旦市电1故障后不能自动切换, 须人工切换到市电2, 切换时间较长, 信息系统实际仍然会停役。

5) 没有相应的远程报警信号, 不能及时发现故障隐患, 容易发生UPS放电完毕后系统全部停役。

原电源系统已发生过几起故障, 其中比较严重的一次是:UPS2短路后, 短路冲击电流很大, 甚至超过总开关的额定电流;另两台UPS由于并联回路的原因形成环流造成保护性停机, 所有的信息系统因此全部停止运行, 造成很大影响。

随着信息系统的不断扩大, 实际的设备负载已经超过80 kVA, 原先设计120 kVA的容量已经难以满足冗余的要求, 任一台UPS停运检修前, 都必须减小信息负载。还有, 原蓄电池在满负荷下可放电2 h的能力, 已不能满足现有信息系统应急保障的需要。为此, 必须对原电源系统进行改造, 以满足信息系统安全可靠运行的要求。

2 改造原电源系统的原则

对原有电源系统的改造必须遵循以下几项原则。

1) 利用原有资源。三台UPS及电源系统虽建于2002年的信息系统发展初期, 但仍处于健康状态、未满使用期, 仍可有效使用。电源系统的改造要考虑充分利用原有设备资源。

2) 信息系统的所有关键点都要考虑双电源的冗余设计, 以保证单点故障时的正常运行。电源系统容量既要满足目前信息系统运行的要求, 也要考虑未来5年的信息系统发展需要。新增的UPS系统与原有UPS系统要匹配, 改造后容量或蓄电池的扩容争取一步到位。

3) 原UPS系统与新增UPS系统之间采用静态转换开关STS以保障信息系统的高可靠性。STS静态转换开关采用快速转换晶闸管技术, 应用于双电源服务器及关键负载后可有99.999 9%的高可靠性。两个电源可同步为STS馈电, 显著减少电源转换时间。

4) 要考虑电源系统设备检修的便利, 在关键节点处要有便于断开的连接点。考虑到任何设备都有需要检修或发生故障的可能, 这些计划检修或故障检修必须不影响信息系统的运行, 不需要信息系统停役。

5) 由于信息电源系统的改造涉及所有的信息业务系统的停役, 必须进行周密的考虑并尽量科学地安排好工作计划, 尽可能减少停电时间。

3 对原电源系统的改造方案及其实施

改造后电源系统的设计示意图见图1。

1) 新增1套容量为120 kVA的UPS电源系统, 与原有3套UPS的总容量相当, 新、老两套UPS系统以双母线方式相连。所有的双电源设备都与新、老UPS的输出端连接。重要单电源设备通过静态转换开关STS连在两路UPS输出配电屏上, 经信息设备厂商确认, STS双电源切换只要在10 ms以内, 对信息系统没有影响。次要单电源设备就连接在一路UPS输出端。两路UPS的输入配电柜和旁路配电柜分别接在不同的市电输入上, 当一路市电失电时可以及时切换到另一路市电上。所有的输入输出环节全部避免单点故障, 每路系统有分路开关, 便于单独检修和维护。

2) 在输入电源的总配电屏和主要分配电屏A、B、C三相上配置输出电流表, 以便实时监测各相电流的数值, 一旦发现三相不平衡就可以及时调配各相负荷。对所有UPS实行远程实时监控, 将报警信号接至中央控室进行24 h监控, 一旦发现异常就可以及时处理。

3) 对新增的UPS配备一组2 V的蓄电池, 容量满足120 kVA的UPS满负荷下可放电4 h。对原三组UPS增加4组6 V蓄电池, 每组容量满足40 kVA的UPS满负荷下可放电2 h。加上原有蓄电池的容量后, 可以满足满负荷下放电达到近8 h, 完全能满足信息系统的安全运行要求。

4) 电源线路和网络线路的铺设要实现分离, 防止干扰、便于检修。所设分路开关的个数要考虑系统扩展的需要而留有备用, 避免今后机房再次施工时干扰系统的运行。所有的机柜、开关、电源条、线路都要设置标签, 为实际运行做好准备。

5) 考虑到电源系统的改造施工需要原信息系统停役, 影响到生产业务和营销工作, 所以确定利用国庆节营销系统停止对外业务的时间, 两天进行施工, 一天备用。为保障优质话务服务的畅通, 还为95598系统提供了临时电源。由于准备工作十分充分, 整个电源系统的改造和信息系统的恢复非常顺利。

4 改造方案中静态转换开关STS技术应用

在本次改造设计中, 应用了静态转换开关STS (下称STS) , 实现单电源负载的不间断的无损切换。STS是一种固态、三极、双位的转换开关, 当一路输入电源发生故障或需要检修、测试时, STS可实现不间断 (<5 ms) 地切换到另一路电源。

STS可以通过控制面板设定其中任意一路输入电源为主电源, 则另一路输入电源为备用电源。只有在主电源故障或手动复位的情况下, STS才会自动在5 ms内从主电源切换到备用电源。如此短的时间不会导致信息系统设备停役。

静态转换开关STS具有以下特点。

1) 安全防护。

STS的切换都是快速的先断后合, 主电源及备用电源之间不会产生冲击电流, 所有的切换都在5 ms时间内完成。主电源发生故障时, 负载自动切换到备用电源;主电源恢复正常后, 负载又自动切换到主电源。STS感应的负载电流超过预先设定的过流值时, STS转入过电流抑制模式, 抑制切换。在负载电流恢复到正常值时, 过电流抑制模式自动复位, STS恢复到正常的工作模式, 又可实施切换。

2) 自动切换和手动切换相结合。

STS内还装有手动旁路开关, 进行手动切换时可保证输出不间断。

3) 故障报警。

为了确保正常运行, STS持续监视晶闸管 (SCR) 的状态。当SCR发生短路时, STS自动报警, 并迅速打开另一路电源的隔离开关;当SCR开路时, STS自动报警, 切换先前打开的隔离开关。所有的开路和短路报警都将被锁定, 经复位才能回到原先的正常工作状态。

4) 便于维修。

STS装有互锁的维修旁路开关, STS可以通过旁路开关不间断地切换到任一路输入电源, 便于维修。在维修时, STS的输入、输出和旁路的电源接线端子都应被隔离, 以便在系统处于旁路时, 安全维护STS内的任何组件。

5 结语

在电力系统中, 一般对信息系统的电源系统没有引起足够的重视, 因此往往相应的管理分界和设计方案缺乏统筹考虑, 直到出现问题后再逐步修正。信息系统的电源系统的改造和设计, 必须着眼长期、统筹考虑、争取一步到位。

要重视对电源系统的巡视和 24 h的监控, 提高维护和检修水平, 做到防患于未然。

目前所有的信息系统、通信系统、自动化系统的重要性日益显现, 其电源系统的重要性不可忽视, 因此, 应逐步建立起一支专业的弱电电源管理和专业队伍。

摘要：信息系统原有的电源系统往往满足不了信息系统的快速发展, 必须进行相应的改造。以杭州市电力局信息系统为例, 分析了其原有电源系统的薄弱点, 提出了改造时的一些原则、方案及具体实施, 分析了改造时静态转换开关技术的应用。

影视学院监控系统改造方案书 篇5

第1章 系统方案

1.1 项目概述

项目名称： 监控系统改造及升级项目 业主单位： 四川师范大学电影电视学院 项目地点：四川师范大学电影电视学院校内

1.2 项目背景

四川师范大学电影电视学院全校区域均装有视频监控系统，共计点位280个，监控中心设置在1#办公楼，目前使用的是模拟监控系统，现要将原有280个监控点位全部检查维修，初步检测有110个点位无法使用，另有100个点位监控效果达不到相应的规范要求。由于设备老化等原因，需要增加部分摄像机，新增加的摄像机采用局域网进行传输。新增摄像机数量于整个系统检测后确定。

1.3 建设目标

需要对整个监控系统全面升级改造，达到相应的规范要求，并可以正常运转。另考虑到建设成本，利用原有部分视频线路，按照学校要求，增加部分摄像机。

1.4 需求分析

四川师范大学电影电视学院视频监控系统的初步设计方案满足现有资源和网络需求的性能，力求系统稳定运行、数据存储可靠，视频数据定期归档。根据企业内部安全生产管理相关需求，并根据国家有关标准，结合学校视频监控需求制定出网络视频监控系统功能实现以下目标：

1)信息采集功能。前端监控系统采集视频并按照传输要求进行压缩、编码处理，转换成能够通过接入网关，满足在数字交换网上传输的信息格式。

2)信息传输功能。对经过压缩、编码处理的视频信息，按照工作流程在学校专网中进行传输，根据安全管理权限，构成各级传输网络系统。同时能够满足监控系统管理需要，传输至上级系统并存储信息。

3)信息处理功能。各级系统对接收到的视频信息等，按信息含意和归属进行处理，对调用的存储信息进行处理。

第 1 页/共36页 4)信息存储和备份功能。监控中心服务器对视频信息、系统日志，均应存储;存储和备份的历史数据信息，可在网络系统中依据权限回放。

5)系统控制功能。依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端系统，实现监控中心及授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。

1.5 设计思路

网络视频监控系统的建设将保证学校各个职能部门人员对职责范围许可内的视频信息情况及时、准确的了解、掌握，监控系统实现系统化、科学化、现代化地统一管理，切实满足公安行业对于图像系统的管理和业务需求等要求进行该工程建设。系统依托网络，建成覆盖整个学校的网络视频监控系统，初步统计共设280个监控点。设计方案充分考虑后期的扩容、管理变更等可能的建设要求，并遵循技术先进性、架构合理性、统一的技术标准、经济性、实用性、规范性、可维护性、可管理性、安全性、开放性等原则。

本次设计思路如下：

1、采用服务器集群结构，实现“大容量、多画面处理、实时录像和回放、联网远程监控”的目标。

2、便于以后用户的安装、操作和今后的维护便利。

3、考虑了各种兼容要求和扩容要求：包括现有数字设备的接入、控制及监控点后期扩容、系统规模扩容、临时授权用户远程监控等各种可能扩容方式下对现有网络的兼容和便利性，设计的系统能够满足兼容和平滑扩展的要求。

4、系统设计对网络传输路由具有良好的适应性，可以在局域网、广域网、城域网、无线网络等各种方式下运行。根据网络资源的情况，在不同的网络带宽下可以灵活设置编码格式，获得不同的图像质量。

5、本次设计的系统是标准和开放的，系统软件全部采用通用的主流标准;如系统采用标准的TCP/IP协议、接口标准通用等;适合生产学校安保系统各个标准子系统的集成。

6、系统考虑了操作冗余、数据安全和远程鉴权等技术手段，保障系统安全运行和不受外部入侵，完善的身份认证能力，保证系统稳定运行。

7、方案采取实用的原则，不追求高端设备的堆砌，而是本着实用的原则进行科学的配置建议，以求达到最大的技术性价比。

第 2 页/共36页 第2章 检测标准及收费

2.1 检测标准

本项目的检测根据甲方常规要求，并符合以下设计规范要求：  《安全防范工程技术规范》.（GB 50348-2004）；  《安全防范工程程序与要求》.（GA/T75-94）；  《安全防范系统验收规则》.（GA308-2001）；  《安全防范系统通用图形符号》.（GA/T74-2000）；  《入侵报警系统技术要求》.（GA/T368-2001）；  《防盗报警控制器通用技术条件》.GB12663-90；  《民用建筑电气设计技术规程》.（JGJ/T 16-1992）；  《建筑防雷设计规范》.（GBJ57-83）；

 《民用闭路电视监控系统工程技术规范》.（GB50198-94）；  《工业电视系统工程设计规范》.（GBJ115-87）；

 《音频、视频及类似电子设备安全要求》.（GB8898-2001）；  《视频安防监控系统技术要求》.（GA/T367-2001）；

 《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》.(GB4793-2001)；  《信息技术设备的安全》.（GB4943-2001）；  《中华人民共和国通信行业标准》.（YD/T926）；

 《城市市政综合监管信息系统技术规范》.（CJJ/T.106-2055）；  《安全检查防范系统通作图形符号》.（GA/74-1994）；  《消防联动控制设备通用技术条件》.（GB.16806—1997）；  《火灾自动报警设计规范》.（GB50116-98）；  《安全防范系统验收规则》.（GA308-2001-94）；  《电气指标标准》.EIA-422 EIA-485；

 《报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议》.（GA/T379-2002）；  《计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求》.（GA/T388-2002）； 《计算机信息系统安全等级保护管理要求》.GA/T388-2002B；  《计算机信息系统安全等级保护通用技术要求》.（GA/T390-2002）

第 3 页/共36页

2.2 收费标准 2.2.1 按人员收费 2.2.2 按点位收费

第3章 设备清单

具体设备清单经与校方相关人员商定后再作确定。

监控系统改造 篇6

【关键词】SCADA；双流电力；监控系统；改造

作为当前最为重要的工业能源，电力在现代企业产业中的作用也越来越重要。由于电力供应紧张，全国各地兴建了大量的发电、变电站并在此基础上加快了国家电网的建设改造。而伴随电力行业各式各样的新技术以及各种新产品的推广应用，加之计算机技术水平的提高，使得电力系统的设施、设备能够安全、高效的运行。SCADA双流电力监控的自动化系统在电气运行的正常化中的发挥了不可忽视的重要作用，它不仅减少了工作人员的工作量，而且大大减少该电力设备的维护费用。电力监控的自动化成为了分析判断事故的依据，更以其高效可靠的性能受到广泛的青睐。SCADA双流电力监控的自动化必将为我国的电力行业做出重大贡献。

一、改造的必要性

伴随着双流控制系统使用量的增加，规模的扩大，信息的保护量也日渐复杂。原先的“技术规范书”与“技术协议书”中的配置即双机单网的结构也存在着诸多的隐患。自动化配网的认识不够清楚，应用的过程中也不够明确，这就在一定程度上导致了在其应用的后期没有确定具体的受益者。系统缺乏细致而统一的规划，“盲人摸象”现象也较为突出。配电网架较为薄弱、应用的基础也不够牢固，抵抗恶劣环境的水平也需要提高。供电企业生产管理复杂，自动化过程中体制管理适应性并不強，对于职责的界定也不够清楚，维护工作也很薄弱。因此对原来的间隔层中的总线网通道单一问题的改造就已经是势在必行。为了企业能够正常的运行，广大居民用户实现生活的正常化。我国对原有的电力系统进行了及时的改造，采用基于SCADA系统的电力监控的自动化是历史的必然、时势的选择。

二、SCADA系统的概述

SCADA系统就是数据的采集和监视并进行控制的系统，其关系到计算机生产过程的控制和自动化系统的调节。SCADA双流电力控制系统广泛的应用在了电力系统、石油化工等领域。SCADA系统在电力系统和电气化上也称之为远动系统。它能够对运行设备进行现场监控以及控制，并以此来进行采集数据、数据测量、调节参数和各样的信号报警等。

三、SCADA的双流电力监控系统的设计方案

根据变电站的实际运行状况和实际的需求，运用IP协议，以无线网络作为传输过程的通道，从而构建性能高、安全可靠的监控系统。SCADA双流电力监控系统建立起中心调度监控，其软件包实行实时监控、处理时实行告警联动的方式，支持组态图、地图的编辑。记录数据的详细性、各式的安全权限，可以使查询更加方便。此监控系统可以以短信、语音、电子邮件等形式传送到值班人员或者主管人员的手中，实现了“四遥”功能。在这次改造中，监控厂商特定提供了以下方案来帮助我们加强对SCADA双流电力监控系统进行改进，具体方案如下：

从上图可以看出SCADA双流控制系统还存在一定的问题，需要我们继续进行改造研究，来实现双流控制系统的“三高”。

四、SCADA系统的先进性以及创新的特点

针对我国自动化调配，理念的全新化、技术设计的全新性以全新的视角满足了我国的调配需求。SCADA双流电力系统与其他的系统相比较，有了突出的先进性。软硬件成本低、混合平台精准，硬件配置优，除此之外采用PC系列的微机也成为了它的一大特色。它几乎能够及时有效的规避各种各样的病毒侵害，专用GIS的内嵌式电力系统也使得系统的效率得到整体的提高。开放式的结构也使得其他的常规化应用得到进一步的改善。采用分层管理、实行常规性的时态与非实时时态，使得它的应用功能的范围和应用的形式得到极大的创新。大量的分布式的处理数据功能也确保了该监控系统的高效运行。

五、SCADA双流电力系统的应用

遍观整个电力系统，SCADA双流电力监控系统是应用最为广泛的电力系统，其技术的发展也成为了最成熟最完善的的双流电力系统。它是能量管理系统里面很主要的一个子系统。它不但有着完整的信息而且具备效率高、诊断故障快速的特点，系统的控制安全、性能高也成为了它的一大优势。此改造实现了系统的有机整合、生产信息管理的共享，使它的实用性功能得到更加完善。双流电力监控系统在管理用户的信息、运用高层软件方面迈出了全新的一步。SCADA系统在应用时具备了实时高效计算、方便高效应用的条件。此次改造也完全可以通过遥控进行操作，这样就可以进行更为灵活的调整，使得停送电的时间掌控得到大大的缩短。配电网在运行时即使发生故障也会自动的对故障作出灵活的调整，及时对故障做出判断，实现快速隔离，并通过计算选择合适的方案迅速恢复非故障地段的供电，这也在很大程度上缩短停送电的操作时间。这种SCADA的管理模式的改变，也就使得变电运行各司其职，为自动化系统的调度发展起了很大的作用，从而保证了电网调度的经济性和运行的安全性。

结束语

SCADA系统正在不断的发展完善，也从未停止过追求技术进步的脚步，而国家基于此双流电力监控系统的改造与研究也不断的完善，双流电力系统也将发挥越来越大的作用。结合电力系统的实际情况，实现自动化的电力调度，双流电力监控系统的信息接收与处理的功能为我国的信息自动化提供了必然性。SCADA双流电力监控系统也将会按照高效、高速、节能的方向呈现出更好的发展势头，这势必会为我国电力系统监控的自动化带来更好的影响。展望SCADA双流电力监控系统的未来，其高效、高速、自动化的功能势必会收到更为广泛的关注，受到更多的青睐。

参考文献

电视监控系统的应用及优化改造 篇7

企业电视监控系统是电视监控系统与数字视频网络监控系统的完美结合, 用以改善企业的现场管理、提高产品质量、加强安全生产防范力度, 对财产和人身安全起到保障作用, 为企业实现现代化管理创造了极有利的条件。

安钢第二炼轧厂是集团公司“三步走”发展规划标志性重点工程, 装备水平国内领先, 电气控制水平国际一流, 其轧机生产线的每个角落都是安全防范的重点对象。安钢第二炼轧厂坚持“安全第一, 预防为主”的方针, 制定和采取安全有效的防范措施, 加强对重点部位和危险性较大的作业场所的安全管理。对轧机生产线进行全方位的安全生产监控, 使安全管理人员和操作人员在及时发现问题或隐患的同时, 在操作室和调度室就可以及时处理、解决问题或及时提醒现场的工作人员和操作人员以防事故的发生。

优化前的电视监控系统

监控系统

电视监控系统共有三个监控系统中心, 分别是炼钢调度室、轧钢调度室和中心调度室, 用视频线 (同轴电缆) 进行图像信号的传输。炼钢调度室、轧钢调度室和中心调度室均由6台34寸彩色监视器组成的电视墙。系统选用彩色摄像机镜头和云台、多媒体计算机、视频矩阵切换器、智能键盘及彩色监视器、长时间录像机。对生产线和重点部位实现全方位实时监控。

系统构成

系统主要由前端部分、管理控制设备、终端显示设备、信号传输系统组成。通过长镜头接收光信息, 经光学镜片分成两部分, 一部分通过日本松下彩色CCD摄像机形成图像信号, 另一部分经比色扫描形成信号经A/D转换后和图像信号一起由同轴电缆进入主控器, 经数字化处理后的图像在监视器上显示出来。

·系统的前端设备由彩色CCD摄像机、镜头、云台、译码器、摄像机防护罩等。

·管理控制设备由操作室信号控制器、中心信号控制器、中心矩阵及智能键盘构成。

·终端显示设备采用监视器和计算机的CRT构成。

·本系统全部采用同轴电缆传输视频和数据信号。

优化前安钢第二炼轧厂电视监控系统结构框图示于图1。

存在问题及分析

原电视监控系统存在的问题如下:

·安钢第二炼轧厂的电视监控系统原来共有三个监控系统中心, 分别是炼钢调度室、轧钢调度室和中心调度室, 不利于集中监控。

·完全是视频线 (同轴电缆) 进行图像信号的传输, 视频线易受强电、电磁、高压等电力系统的干扰, 受传输距离的限制, 需要改进传输方式。

·终端画面长期处于不稳定和模糊状态, 严重影响了调度对现场的监控和管理, 对生产的顺利进行造成影响。

优化方案

针对系统存在问题, 经过详细论证, 从以下几方面进行处理:

·电视监控系统优化分两步走:第一步完成调度室的监控设备;第二步逐步完善增加并优化改造各个操作室的远程监视设备和光纤传输设备。

·移动轧钢调度室和炼钢调度室的工业电视监控终端到中心调度室, 取消轧钢调度室和炼钢调度室的工业电视监控, 改为中心调度室集中控制。

·从连铸操作室经炼钢调度室到中心调度室采用光纤传输。

·用三套001T/R型光端机进行信号的传输。

·中心调度室增加6台34寸彩色监视器, 便于集中监控。

传输部分是指传输图像信号, 视频信号的流向是从系统前端的摄像机流向数字监控系统的控制中心, 根据现场实际情况, 采用光缆传输, 由于分厂面积较大, 厂区分布距离较分散, 东西距离较远, 采用光缆传输可以避免使用一般电缆传输带来的视频衰减, 从而使终端显示的图像更加清晰, 在监控点的前端配置视频光端机发射端, 在主控室配置视频光端机接收端, 视频光端机发射端和视频光端机接收端通过光缆同步传输多路信号实时视频信号, 该光端机可适用于多种恶劣环境, 是监控系统应用的理想选择。即插即用的设计使得安装极为简便, 并且无需进行电气和光学调节, 该光端机配有每个独立通道的电源和视频状态指示的LED, 可实时监测系统的正常运行。

光纤传输系统的特点如下:

光纤传输系统主要由三部分组成:光源 (光发送机) 、传输介质、检测器 (光接收机) 。光源和检测器的工作由光端机完成, 数字光端机的主要作用就是实现电—光、光—电的转换。光纤作为传输介质具有信号传输损耗低, 传输距离远, 采用单模光纤;电视信号具有很宽的频带, 远距离传输非常困难, 用光纤传输视频信号, 可保证远距离传输具有很高的信躁比, 不需高频补偿, 这是常规电缆无法比拟的;抗干扰性强, 无电磁辐射, 无信号泄露, 无接地和短路问题, 系统功耗小;光纤传输寿命长。

优化后的电视监控系统

系统的监控中心设在厂中心调度室, 中心调度室有由12台34寸彩色监视器组成的电视墙, 电视墙的机架内放置可扩展的SJC12824大型视频矩阵切换器, 矩阵切换器内置1块16路视频输入板和2块8路的视频输出板。因此本视频矩阵切换器配备了16路视频输入和16路的视频输出, 其单个箱体最大输入可达到128路, 最大的视频输出可达到24路, 是一套扩展性极强的大型矩阵切换控制系统设备。本电视监控系统的图像, 经嵌入式数字硬盘录像机, 可把视频信号数字化压缩后经网络接口RJ45可接入MIS网。

本系统远端是生产线各个操作室需要的远程监控, 远端的视频信号通过视频光端机传输到中心调度室, 同时每对光端机都带有一路反向的控制信号通道, 以实现调度室中心控制矩阵切换器对远端射像机的云台和镜头的动作控制。系统在前端共设有108台松下彩色CCD射像机。

优化后采用光纤传输的电视监控系统结构简图示于图2。

系统功能及特点

工业电视数字视频网络监控系统具有技术先进、监控严密、防范有力提供储存信息及时准确和与其他防范系统联动运行的功能, 它不仅可以对监控现场进行不间断实时监视, 还可以通过各种存储媒体将监视内容清晰地记录下来以备随时查阅。特点在于它所采用的是多元信息采集、传输、监控、记录、管理以及一体化集成等一系列高新技术。

·监控系统实现现场多画面实时监视和实时视、音频硬盘录像两种功能, 录像保存时间可按客户要求设计。现场监视可达到视音频同步实时25帧/秒, 采用MPEG-4视音频硬件压缩方式, 图像预览监视分辨率达704×576像素以上, 录像分辨率达352×288像素以上。

·视频存储设备采用硬盘录像机, 硬盘空间巨大, 实现海量存储。硬盘录像存储文件满时, 系统可自动提示, 并将存储最早的录像文件自动替换, 实现循环录像, 同时, 可将重要录像文件自动或手动枷锁, 防止硬盘满时自动删除。

·具有动态监视报警录像功能, 灵敏度可调, 录像持续时间可调, 每路图像支持多个分区检测, 视频报警触发时, 可预录触发前60秒 (预录时间可调) 的内容, 使录像内容完整。

·系统具有自检功能, 视频源丢失时系统自动报警。具有图像抓拍、打印功能。具有密码保护功能, 防止非法修改系统设置。

·系统图像资源压缩为数字图像信号通过厂内局域网传输, 便于各级管理人员随时观看。

·图像显示方式可以根据管理需要进行预先设定, 各监视器可以对任意一台摄像机进行定点显示或4画面、9画面、16画面的显示;同时各监视器可以对所有摄像机或部分摄像机图像进行自动循环显示, 也可同时显示16路硬盘录像机放像信号显示图像信号。

·系统具有图像可编程功能, 操作控制键盘上的相关按键, 可以方便地设定各监视器上图像循环切换的内容及时间, 自动循环显示时间可在1-30秒内调整。

改进后, 经过近一年多的实践验证, 图像清晰、集中、稳定, 效果良好。

结语

随着生产管理自动化水平不断提高, 特别是对于监控对象多、涉及区域广、监控点分散的行业, 对远程实时图像的集中监控的要求越来越迫切。同时, 随着光通信技术的不断推广, 为远程的实时高清晰度的电视监控系统提供了良好的契机。

电视监控系统在安钢第二炼轧厂生产线优化改造投用以来, 目前运行良好, 可靠性高, 故障率低, 达到了满意的效果。

摘要：对安钢第二炼轧厂工业电视监控系统存在问题进行了分析, 结合实际情况, 本着经济实用的原则, 提出优化改造措施, 系统得到改善, 取得了满意的效果。

关键词：工业电视,监控系统,优化改造

参考文献

大型煤矿安全监控系统的升级改造 篇8

盘江煤电 (集团) 公司的前身是盘江矿务局, 始建于1966年, 经过40多年的开发建设, 现已发展成为以煤炭生产、热力发电业务为一体的煤炭工业企

业集团。公司原煤生产能力和洗加工能力均已超过600万t/a, 下辖土城煤矿、火铺煤矿、金佳煤矿、老屋基煤矿、山脚树煤矿、月亮田煤矿共6座生产矿井。

近年来, 随着煤炭资源的整合, 盘江煤电 (集团) 公司各矿井的安全监控系统已不符合《AQ6201—2006煤矿安全监控系统通用技术要求》及《AQ1029—2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》的要求, 需进行升级改造。该公司最终决定采用KJ218N型安全监控系统作为升级产品, 从而使安全监测信息能及时、准确地传送到各级管理部门。

1 KJ218N型安全监控系统结构

KJ218N型安全监控系统 (以下简称KJ218N系统) 由监控主机、监控软件、网络交换机、KJ218-J型数据光电转换器、KJ218-F型通用监控站、KDW49-660 (127) /18型矿用隔爆兼本安电源、各类传感器及执行器等组成, 如图1所示。

1.1 监控主机及监控软件

主控计算机设置2台监控主机 (一台工作, 另一台备用, 具有双机热备功能) , 监控主机推荐使用工控机, 监控软件采用WindowsXP及以上操作系统。

监控主机通过网络交换机、光电转换器向监控站发送配置、巡检、控制等命令, 接收监控站返回的传感器数据、控制结果, 同时完成数据的更新处理、存贮、显示、打印等功能。

监控软件采用基于用户层/通信层/分站程序层的3层结构形式开发。用户层采用较成熟的高级计算机语言开发, 可编写出直观且易懂的用户操作界面;通信层采用C语言实现, 主要负责上位机和监控分站之间通过一定的协议交换数据, 并实现双向通信和异地控制等功能;分站程序层采用嵌入式操作系统完成。上位机和监控分站之间的通信方式既可以利用电缆通过开放性的现场总线CAN来实现, 也可以利用光纤通过TCP/IP网络协议实现。KJ218N系统软件模型如图2所示。

1.2 KJ218-J型数据光电转换器

KJ218-J型数据光电转换器 (以下简称光电转换器) 是一种矿用数据信息传输转换装置, 可以将RJ45端口的信号转换至CAN总线和快速以太网上, 实现RJ45、CAN 以及光纤以太网传输介质之间的数据转换。光电转换器主要由微处理器、CAN控制器、以太网控制器、光纤收发器等组成, 其工作原理如图3所示。图3中, 微处理器采用基于ARM技术的32位嵌入式内核RISC (Reduced Instruction Set Computer, 精简指令集计算机) 芯片S3C4510B[1]。CAN控制器的型号为SJA1000, 适用于电缆传输介质。以太网控制器RTL8305与光纤收发器DL55.5-SD331S40组成了以光缆为传输介质的, 速率可达100 M的快速以太网。

1.3 KJ218-F型通用监控分站

KJ218-F型通用监控分站 (以下简称监控分站) 是矿用本质安全型数据采集和控制装置, 它是以ARM控制器为处理单元, 通过光纤直接连接实现以太网传输或通过电缆连接实现CAN总线传输的新型网络监控分站[2,3,4,5]。

监控分站采用最新型的OLED汉字显示屏, 显示工作状况、端口配置及数据采集等信息;配置16个信号输入端口, 与多种矿用传感器配接, 实现对矿井环境及工况参数的采集;配置8个控制输出口, 与矿用控制执行器配接, 实现控制与闭锁功能。监控分站主要由微处理器、CAN控制器、以太网控制器、可编程逻辑阵列、信号采集电路、开出控制电路及OLED显示电路等组成, 其工作原理如图4所示。图4中, 微处理器、CAN控制器、以太网控制器与光纤收发器的型号与光电转换器相同。微处理器通过CPLD (大规模复杂可编程逻辑阵列) 对16路信号采集端口进行采样, 并向8路开出控制端口输出控制信号 (16路信号采集和8路开出控制电路均采用光耦合器件, 实现光电隔离) 。

监控分站的工作流程:系统启动时监控主机向各监控分站发送初始化数据, 同步各监控分站的时钟, 监控分站根据初始化数据对各个端口进行采集和处理, 并向监控主机发送数据。系统通信出现故障时, 监控分站存储数据, 待通信恢复时向监控主机补发故障恢复前2 h的数据。

1.4 KDW49-660 (127) /18型隔爆兼本安电源

KDW49-660 (127) /18型煤矿用隔爆兼本安电源 (以下简称电源) 是一种允许在甲烷、煤尘等爆炸危险环境中使用的通用隔爆兼本质安全型电源, 具有体积小, 重量轻, 容量大等特点, 现场安装、拆卸、移动极为便捷, 后备电源的充放电及投入切换具备智能化, 适用于各种矿用本质安全型设备的供电。该电源由变压器、AC/DC充放电组件、本安板、备用电池及防爆外壳等组成, 其工作原理如图5所示。

1.4.1 交流变换 (变压器)

660 V或127 V (变压器抽头) 电压接入变压器原边绕组, 变压器副边绕组输出的交流电压经AC/DC充放电组件变换处理后输出直流电源, 作为本安板供电用。

1.4.2 AC/DC充放电组件

变压器副边绕组电压进入AC/DC充放电组件后输出直流电压供3路本安板工作, 同时给电池组充电。充电方式为定压限流, 最大充电电压为27.5 V;最大充电电流为600 mA。在电池组放电状态下, 当电池组电压降至19.5 V时, AC/DC充放电组件内部切断电池组供电。当交流停电时, 自动切换到备用电池给3路本安电路供电, 确保本安输出的连续性。电池组 (2节串联) 额定电压为24 V, 电池的放电时间≥2 h。

1.4.3 本安处理、输出电路

AC/DC充放电组件输出的直流电源经DC/DC变换及本安处理后, 输出DC 18 V/450 mA本安电源。当负载电流>450 mA (不大于500 mA) 时, 或输出电压>19 V时, 双重过流、过压保护动作, 切断本安输出, 当故障消除后, 自动恢复正常工作。

2 具体应用

2.1 在土城煤矿的应用效果

2007年11月土城煤矿将原有的煤矿安全监控系统 (KJ70系统) [6]升级改造为KJ218N系统。为了有效防雷, 系统组网模式采用4个采区井口同时光纤下井;分站 (16路输入、8路输出) 数量为42台, 传感器数量为400台左右;巡检周期小于20 s, 执行时间小于2 s。KJ218N系统在土城煤矿的具体配置如图6所示。

KJ218N系统分别在小云尚、洒基、焦炭沟及半坡采区设置1台光电转换器, 为节约成本, 井下监控分站及传感器使用了KJ70系统的传输电缆。升级后的新系统在经过几个雨季考验后, 证明可有效防雷, 传感器误报警率也大大减少, 其与KJ70系统的应用效果对比如表1所示。

2.2 在响水煤矿的应用效果

响水煤矿 (一期) 设计能力为400万t/a, 初期设计投产河西区浅部的西一采区和播土区浅部的东二采区, 2个采区均采用平峒加斜井的开拓方式。西一采区为单翼采区, 布置主斜井、副斜井和回风斜井3条斜井 (其中1条专用回风下山) , 采区布置1个工作面、3个掘进工作面 (1个掘进工作面为煤巷综掘, 2个掘进工作面为煤岩混合普掘) 。东二采区为双翼采区, 布置4条上山, 即2条轨道上山、1条回风上山、1条胶带运输上山, 采区布置2个工作面 (其中1个工作面为综放面) 、5个掘进工作面 (2个掘进工作面为煤巷综掘, 1个掘进工作面为煤岩混合普掘, 2个掘进工作面为岩巷延伸开拓掘进) 。井田煤层赋存瓦斯含量高, 属高瓦斯矿井, 具有瓦斯突出危险及煤层瓦斯突出可能性。

2008年4月响水煤矿将原有的煤矿安全监控系统升级改造为KJ218N系统, 地面采用光纤连接河西和播土2个采区。KJ218N系统投入运行后监控分站达到36台, 传感器为300台左右;巡检周期小于20 s, 执行时间小于2 s。KJ218N系统在响水煤矿的具体配置如图7所示。

3 结语

盘江煤电 (集团) 公司下辖各矿地处云贵高原, 每年在进入雨季后, 被雷电击坏设备的事故时常发生。近年来各矿陆续采用KJ218N型煤矿安全监控系统对原有的煤矿安全监控系统进行升级改造;经改造后, 大大减少了被雷击造成系统故障和损坏设备的事故, 不仅保证了系统运行的连续性, 又降低了每年投入在维护监控设备方面的成本, 有效地节省了人力和财力。

摘要：针对盘江煤电 (集团) 公司各矿井的安全监控系统已不符合《AQ6201—2006煤矿安全监控系统通用技术要求》及《AQ1029—2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》要求的问题, 提出了一种KJ218N型安全监控系统的升级改造方案, 详细介绍了KJ218N型安全监控系统的硬件及软件设计, 并给出了该系统在两个煤矿的应用效果。实际应用表明, 该系统运行效果良好。

关键词：煤矿,安全监控,CAN总线,KJ218N

参考文献

[1]李岩, 韩劲松, 孟晓英.基于ARM嵌入式系统接口技术[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[2]姚晓峰, 陈晓侠, 张春光.工业以太网和CAN总线系统的通信软件设计[J].控制工程, 2006, 13 (3) :268-270, 273.

[3]刘振永, 张魏, 任世伟.基于ARM嵌入式的远程监控系统设计[J].安防科技, 2008 (10) :28-30, 64.

[4]陈雨.基于ARM嵌入式以太网接口的设计[J].软件导刊, 2009 (2) :135-137.

[5]唐苹.一种基于以太网的嵌入式数字监控系统[J].安防科技, 2008 (9) :23-25.

钢铁企业铁路道口电子监控系统改造 篇9

莱钢集团各主体厂矿分布范围较广, 铁路运输是连接各二级厂矿生产需要的原燃料、半成品和成品的纽带和桥梁。莱钢三线道口电子监控系统 (以下简称监控系统) 集成了高性能成像系统, 包括附近动力煤线道口、三线道口和原料道口等4个小道口 (图1) 。监控系统前端采集设备主要有全景摄像机、特写摄像机、红灯信号检测器, 拾音器以及前端箱, 安装在铁路道口轨道沿线的立杆上。监控系统主要采用同轴电缆、光缆或其他附加设备进行信号传输, 通过光端机将前端采集的图像、声音等传输到室内嵌入式硬盘录像机。电源线在不影响使用情况下, 就地取电或由监控室统一供电。控制室内显示录像设备将各监视点的视频信号直接通过视频电缆传输到监控室, 视频信号接入到监控室1台嵌入式硬盘录像机的输入端, 现场监控摄象机的RS485总线信号接到嵌入式硬盘录像机的RS485控制口, 实时监控所有监控点。

监控系统现场监控点与室内监控设备距离较近 (一般≤1 km) , 主要采取同轴电缆传输模式, 即前端采集到视频信号直接通过同轴电缆连接至室内主机, 通过视音频处理压缩卡直接将数据传输至主机;个别监控点超过1 km, 视频信号传输模式为光纤传输。监控系统长期、不间断运行, 加之环境影响, 目前部分同轴电缆已损坏, 光缆也出现断芯等现象, 导致部分设备不能正常使用, 严重影响铁路道口安全。经深入考察、论证, 决定对监控系统进行升级改造。考虑到日后维护和节能减耗等方面因素, 选择重新敷设线路。

2.改造实施

目前在数字化电子监控系统中, 视频信号主要有光纤、同轴电缆和双绞线等传输模式, 视频信号传输是非常重要的环节, 如何既保障视频信号传输质量, 又要降低工程成本也变得尤为重要。监控现场摄像机通过同轴电缆至室内监控中心控制台传输视频基带信号标准一般为0~6 MHz。同轴电缆内传输的视频信号幅度不仅受到衰减, 而且各视频频率分量也受到影响, 虽然可增加视频放大器提高传输距离, 但随着距离增加, 整体成本也相应增加, 信噪比抗干扰性下降, 而且1根同轴电缆只传送1路电视信号, 抗干扰能力差。光缆传输虽然最理想, 但成本高、相关设备价格昂贵, 设备安装调试困难, 最主要的是对于1.5 km内距离的视频传输, 光纤不是最佳选择。相比之下, 双绞线传输具有抗干扰强、传输距离远、传输质量高, 布线方便、线缆利用率高以及价格低廉等优点。虽然直接通过双绞线传输的视频信号存在较大衰减现象, 但通过双绞线视频传输器可放大视频信号, 确保信号传输质量, 实现视频信号在双绞线上进行远距离传输。双绞线传输器模式有3种方案: (1) 前、后端均采用无源双绞器传输器, 只适用于300 m内; (2) 前端采用无源双绞器传输器, 后端采用有源双绞器传输器 (R) , 适用于1000 m内; (3) 前端采用有源双绞器传输器 (T) , 后端采用有源双绞器传输器 (R) 适用于3000 m内。相比同轴电缆传输, 双绞线传输器非常适合这种≤1 km的短距离传输。

综合考虑, 采用超五类非屏蔽双绞线和双绞线传输器完成监控系统升级改造, 将损坏的同轴电缆传输部分改为双绞线传输, 将断芯的光缆重新接续。该方案改造成本低, 特别是在传输距离增加时, 和光缆、同轴电缆相比, 成本下降不少。

超五类双绞线是采用4个绕对和1条抗拉线, 1个绕对前、后两端分别接1个双绞线传输器。1条超五类双绞线即可将1个杆上4个摄像机的视频信号传输到室内 (图2) 。

纺丝环吹空调监控系统改造 篇10

触摸屏由于长期使用,设备老化严重,存在屏幕显示暗淡、花屏,显示画面残缺不全,触摸位置不准确及屏幕没有响应等问题,严重影响工艺人员的日常操作,给生产带来极大的隐患。触摸屏数量多,维护成本高,维护过程中拆卸触摸屏时,PLC自动处于STOP模式,造成生产装置排废。为了彻底解决原系统存在的问题,笔者拟采用一台PC机来替代12 块触摸屏。

1 纺丝环吹空调监控系统改造方案

原环吹系统结构如图1 所示。原触摸屏的主要功能有: 风量的手动、自动控制方式切换; 风量的测量值模拟棒图显示和数值显示; 风量设定值输入,模拟棒图显示和数值显示; 风量输出显示,风量输出手动控制; PID参数设置; 延时时间设置; 最大偏差设置; 实际风压显示; 风量高/低报警信息显示; 仪表回路断路、坏值报警显示; 风量阀位保持、全开/全关手动控制; 风量趋势显示; 风量传感器参数设置。其中风量传感器参数设置包括: 量程上限设定; 量程下限设定; 传感器实际值显示; 传感器调整值设定; 传感器延时时间设定;高报设定、高报延时设定、高报允许/禁止控制; 低报设定、低报延时设定、低报允许/禁止控制; 传感器断线检测允许/禁止控制。

为了做到对原来PLC改动最小,采用通过MPI接口和上位机通信的方式,把4 套S7-300PLC整合在一个系统下,改进后的环吹系统如图2 所示。

具体改造的步骤分为:

a. 将完全独立的4 套PLC主机,通过MPI接口用电缆连接在一起,PLC的MPI地址分别修改为A1 线MPI地址为3; A2 线MPI地址为4; B1线MPI地址为5; B2 线MPI地址为6。

b. 新增加一台PC机和一块CP5611 接口卡,安装WINDOWS XP以后,安装WINCC 7. 0 和有关驱动软件。

c. CP5611 接口卡通过电缆和4 套PLC主机的MPI连接。

2 系统软件的组态

为了实现前面描述的触摸屏功能,需要找出实现这些功能所需要的各个变量在PLC中的具体地址,这是改造能否成功的关键。该系统改造需要找出的变量地址有: 风量显示; 风量设定; 风量输出; 风量高报设定、高报延时设定; 风量低报设定、低报延时设定; 风量调节阀保持按钮; 风量调节阀全开按钮; 风量调节阀全关按钮; 控制方式手动/自动开关; 控制回路增益设定; 增益时间设定; 实际风压显示; 最大偏差设定; 最大偏差延时设定; 比例因子设定; 报警允许/禁止按钮; 仪表断路、坏值报警检测允许/禁止按钮。

全部装置一共有96 个控制回路,上述各种模拟量和开关量共有2 496 个,这些变量必须在WINCC中定义,只有这样在WINCC组态的流程图画面上才能对相关点进行操作。

WINCC软件组态步骤分为:

建立WINCC与PLC之间的MPI通信的过程为:

a. 在PC机的扩展槽插入CP5611 卡,在PC机的控制面板中选择“设置PG/PC接口”,打开设置对话框的“为使用的接口配置参数”下拉菜单,选择“CP5611( MPI) ”。

b. 在WINCC的变量管理器中添加“SIMAT-IC S7 Protocol Suite. chn”驱动程序内选择“MPI”通道单元。再单击“MPI”,选择“系统参数”,打开“系统参数———MPI”设置对话框,在“单位”选项中“逻辑设备名称”选择CP5611( MPI) 。

c. 选择MPI通信驱动,右击鼠标选择“新驱动程序的连接”,每个连接只能连接一个CPU。连接4 个CPU,一共需要建立4 个连接。建立连接以后需要设置连接的属性,修改PLC的CPU站地址: A1 线为3; A2 线为4; B1 线为5; B2 线为6。

改造过程变量比较多,为了方便管理与查找,按变量的不同类型,创建相应的变量组,在变量组中创建变量,变量组主要有: 设定值变量组、测量值变量组、阀位输出值变量组、手动/自动切换变量组、控制参数设定变量组、传感器参数设定变量组及阀位控制变量组等。

3 组态画面

为了保持原有风格,流程图界面和触摸屏保持一致,唯一的区别是原来每块触摸屏一次只能显示4 个回路,一条线的控制回路分布在3 个触摸屏上。4 条生产线共12 块触摸屏。改造以后,充分利用了PC机显示屏比较大,分辨率高的优势,对画面布局重新设计,组态了总貌画面、控制操作画面、传感器参数设定画面、报警参数设置画面、阀位控制画面、历史趋势组态画面、报警信息显示画面和用户管理画面。将96 个控制回路整合以后的环吹空调总貌如图3 所示,A1 线历史趋势显示画面如图4 所示,报警信息显示画面如图5 所示。

4 结束语