王晶晶
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：本文介紹順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目，采用安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)探測器，就地組網(wǎng)方式，通過現(xiàn)場總線通訊遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，完成對(duì)現(xiàn)場配電回路的實(shí)時(shí)漏電流的監(jiān)測。
關(guān)鍵詞： 電氣火災(zāi)；剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B。
0 概述
安科瑞承接其順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，通過對(duì)其分布的5只ARCM200L型火災(zāi)探測器數(shù)據(jù)采集，完成在Acrel-6000/B主機(jī)的漏電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警。
1 應(yīng)用介紹
Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞自主研發(fā)的集監(jiān)視、報(bào)警、管理于一體的計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于大型商場、生活小區(qū)、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場、酒店等區(qū)域電氣防火的集中監(jiān)控管理。
Acrel-6000/B型電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備是Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，監(jiān)控設(shè)備通過RS485總線與多臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器相連，構(gòu)成集散式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣線路的工作狀態(tài)。
監(jiān)控設(shè)備能實(shí)時(shí)接收處理各路探測器發(fā)送的剩余電流、溫度信號(hào)，同時(shí)在液晶屏幕上顯示，當(dāng)出現(xiàn)剩余電流、運(yùn)行溫度超限及電源或通訊發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備能發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，在屏幕上顯示報(bào)警類型、故障位置等信息，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、報(bào)警、控制輸出等功能，并支持對(duì)探測器的遠(yuǎn)程復(fù)位控制功能。
本設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、體積小，可靠性高、功能強(qiáng)，維護(hù)方便、性價(jià)比高，系統(tǒng)界面友好直觀、易學(xué)易用。
2 參考標(biāo)準(zhǔn)
本設(shè)備符合國家標(biāo)準(zhǔn)
GB14287.1-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》
GB25506-2010 《消防控制室通用技術(shù)要求》
GB50116-2013 《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
3 系統(tǒng)組成
剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層組成。各電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器通過阻燃屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入壁掛式主機(jī)。
系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1）站控管理層
站控管理層針對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對(duì)現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場運(yùn)情況。
監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。
UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。
后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控中心。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用阻燃屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為ARCM200L型剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。ARCM200L型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，是針對(duì) 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，通過對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過電流、過電壓等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。產(chǎn)品采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于一身，是建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB14287.1-2014 《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)第1部分：電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》的標(biāo)準(zhǔn)要求。
現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量探測器擔(dān)負(fù)著基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至監(jiān)控主機(jī)。便于運(yùn)行人員監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警等情況，有效預(yù)防火災(zāi)事故發(fā)生。
4)項(xiàng)目組網(wǎng)情況
本項(xiàng)目分布5只ARCM200L型火災(zāi)探測器，采用手拉手方式就地組網(wǎng)，本項(xiàng)目共計(jì)鋪設(shè)通訊線纜2條，每條通訊線纜接入數(shù)量在10~20不等，通訊距離小于300米。
4系統(tǒng)功能
4.1監(jiān)控報(bào)警功能
監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測器的剩余電流、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警"指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠(yuǎn)程對(duì)探測器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。
4.2控制輸出功能
當(dāng)被監(jiān)測回路報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。
4.3故障報(bào)警功能
通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。
電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。
4.4自檢功能
檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。
4.5報(bào)警記錄存儲(chǔ)查詢功能
當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。
4.6電源功能
當(dāng)主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。
4.7對(duì)探測器控制功能
通過監(jiān)控軟件操作，可對(duì)連接到本設(shè)備的所有探測器進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制。
4.8權(quán)限控制功能
為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行，監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級(jí)，不同級(jí)別的操作員具有不同的操作權(quán)限。
5 主要技術(shù)參數(shù)
5.1電源
額定工作電壓AC220V（85% ～ 110%）。
備用電源：主電源欠壓或停電時(shí)，維持監(jiān)控設(shè)備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)。
5.2工作制
24小時(shí)工作制。
5.3通訊方式
RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離。
5.4監(jiān)控容量
監(jiān)控設(shè)備最高可監(jiān)控512個(gè)監(jiān)控單元（探測器）；
可配接ARCM系列監(jiān)控探測器。
5.5監(jiān)控報(bào)警項(xiàng)目
剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）；
溫度報(bào)警（超溫）：故障單元屬性（部位、類型）；
電流故障（過流）：故障單元屬性（部位、類型）；
監(jiān)控報(bào)警響應(yīng)時(shí)間： ≤10s；
監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m；
監(jiān)控報(bào)警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持，直至手動(dòng)復(fù)位；
監(jiān)控報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)。
5.6故障報(bào)警項(xiàng)目
監(jiān)控設(shè)備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路；
探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線發(fā)生短路或短路；
監(jiān)控設(shè)備主電源欠壓或斷電；
給電池充電的充電器與電池之間的連接線發(fā)生斷路或短路；
故障報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤100s；
監(jiān)控報(bào)警聲壓級(jí)（A計(jì)權(quán)）：≥70dB／1m；
監(jiān)控報(bào)警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報(bào)警信號(hào)應(yīng)保持至故障排除；
故障報(bào)警聲信號(hào)：可手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)；
故障期間，非故障回路的正常工作不受影響。
5.7控制輸出
報(bào)警控制輸出：1組常開無源觸點(diǎn)；容量：AC250V 3A或DC30V 3A.
5.8自檢項(xiàng)目
指示燈檢查：報(bào)警、故障、運(yùn)行、主電源、備用電源指示燈；
顯示屏檢查；
音響器件檢查；
自檢耗時(shí) ≤60s
5.9事件記錄
記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時(shí)間、探測器編號(hào)、區(qū)域、故障描述，可存儲(chǔ)記錄不少于2萬條；
記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢。
5.10操作權(quán)限分級(jí)
日常值班級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢；
監(jiān)控操作級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢；
系統(tǒng)管理級(jí)：實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠(yuǎn)程復(fù)位、設(shè)備自檢，監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、
監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨(dú)檢測、操作員添加與刪除。
5.11使用環(huán)境條件
工作場所：消防控制室內(nèi)、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內(nèi)墻壁上；
工作環(huán)境溫度：-10℃～50℃；
工作環(huán)境相對(duì)濕度：5%～95%RH；
海拔高度：≤2500m。
6 設(shè)備組成部件
6.1主要參數(shù)及組成部件
主控單元：工業(yè)級(jí)平板電腦，配有觸摸顯示屏，WinXP操作系統(tǒng)；
輸入輸出：內(nèi)置公司開發(fā)的智能DCMOD模塊，具有多路輸入輸出；
聲光報(bào)警器：內(nèi)置喇叭、LED指示燈；
備用電源： 2節(jié)12V/7.2Ah的免維護(hù)蓄電池.
6.2面板元件布置及功能說明
Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備面板布置如圖1所示：
圖1 監(jiān)控設(shè)備面板示意圖
報(bào)警指示燈（紅色）：設(shè)備接收到探測器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)時(shí)，報(bào)警指示燈常亮；
故障指示燈（黃色）：當(dāng)本系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)（如通訊故障、電源故障等），故障指示燈常亮；
運(yùn)行指示燈（綠色）：設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，指示燈常亮；
消音指示燈（綠色）：軟件消音時(shí)，指示燈常亮；
復(fù)位按鈕（紅色）：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作；
微型打印機(jī)：用于打印實(shí)時(shí)報(bào)警、故障、事件信息。
該系統(tǒng)自投運(yùn)以來，運(yùn)行良好，在預(yù)防電氣火災(zāi)方面發(fā)揮了重要作用，獲得了客戶對(duì)產(chǎn)品和公司的認(rèn)可與信賴。
參考文獻(xiàn)
[1].任致程周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
