一、項目背景

近些年來(lái)，隨著(zhù)我國現代化、城市化進(jìn)程的不斷加快，對電力的依賴(lài)也越來(lái)越大，這就造成了電力的使用壓力不斷增加。為了緩解供電緊張的狀況，國家不斷進(jìn)行電力基礎設施的建設，傳統的架空電纜對城市空間的占用過(guò)大，浪費土地的同時(shí)也不利于環(huán)境的美化，因此進(jìn)行電纜隧道的建設來(lái)進(jìn)行高電壓，多回路電纜的敷設是城市發(fā)展的必然趨勢。電纜隧道位于地下，由于環(huán)境和位置的因素，導致難以實(shí)現對其的科學(xué)管控。為了解決這種現象，實(shí)現對電纜隧道以及相關(guān)監控設備進(jìn)行統一調整，建立一套完備的在線(xiàn)監控系統，進(jìn)而方便值班人員以及管理中心能夠及時(shí)了解到最新的現場(chǎng)情況，當發(fā)生異常情況時(shí)，管理機構能夠進(jìn)行及時(shí)的遠程調控以及采取相應的維護措施，防止事態(tài)惡化。

二、項目概述

該解決方案所涉及的內容包括：現地級設備的改造和數據采集網(wǎng)絡(luò )、工業(yè)監控組態(tài)軟件ForceControl的搭建，項目的主體是工業(yè)監控組態(tài)軟件ForceControl所搭建的中心平臺。在項目建設過(guò)程中，首先需要對現場(chǎng)的設備及儀表進(jìn)行集中的數據采集相關(guān)建設，并將數據上傳到數據中心，利用工業(yè)監控組態(tài)軟件ForceControl對電纜隧道實(shí)現一系列的功能建設，包括：局部放電監測、智能井蓋開(kāi)關(guān)、視頻系統監測、沉降系統監測、門(mén)禁開(kāi)關(guān)統計、環(huán)境狀態(tài)監測（溫濕度、氣體濃度、水位高度、風(fēng)機開(kāi)關(guān)、水泵開(kāi)關(guān)）、以及分布式光纖測溫系統的實(shí)時(shí)在線(xiàn)集中監測控制等，通過(guò)豐富的報表、曲線(xiàn)等多種形式為客戶(hù)展現設備運行狀態(tài)、故障分析、功率管理等功能，實(shí)現對設備的科學(xué)管理控制，而且能夠根據實(shí)時(shí)信息提供相應的報警以及預警，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現設備運行過(guò)程中存在的問(wèn)題，確保設備穩定高效運行。

三、方案價(jià)值

01、方案亮點(diǎn)

項目平臺所采用的ForceControl為力控自主研發(fā)的產(chǎn)品，并充分延續了力控產(chǎn)品系列的可組態(tài)思想，并且產(chǎn)品間能夠實(shí)現無(wú)縫對接，在大幅縮短項目建設周期的同時(shí)，也降低了二次開(kāi)發(fā)難度；

• 系統平臺形成了大量的驅動(dòng)接口和多種通信方式，物理層支持RS-232/485、以太網(wǎng)、現場(chǎng)總線(xiàn)，通信軟件支持各種通信協(xié)議，涵蓋了國際、國內1000多種主流測控設備，能夠滿(mǎn)足客戶(hù)不同設備的接入。

• 系統平臺還支持webservice接口協(xié)議，通過(guò)該協(xié)議可以快速的和數據中心進(jìn)行數據交互，以便使數據在中心大屏上得到更好的呈現。

• 系統平臺采用了GDI+繪圖技術(shù)，用戶(hù)可以實(shí)現圖元的各種陰影和過(guò)渡色的填充，使圖形的渲染更出色，界面展示效果更美觀(guān)。

• 項目所建設的系統具有豐富的二次開(kāi)發(fā)接口，能夠支持與第三方平臺的無(wú)縫對接；

02、方案價(jià)值

該系統平臺能夠及時(shí)、全面的了解電纜隧道設備的運行狀態(tài)，通過(guò)對底層設備的生產(chǎn)運行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)數據監控，及時(shí)發(fā)現生產(chǎn)過(guò)程中的異常狀況，并對其進(jìn)行報警提醒，根據在力控在線(xiàn)監測系統中提前編寫(xiě)的聯(lián)動(dòng)腳本，對隧道環(huán)境溫度過(guò)高、水位過(guò)高/過(guò)低、出現毒氣濃度檢測過(guò)高等異常情況進(jìn)行相應的自動(dòng)處理操作，確保電纜隧道運行的安全穩定。同時(shí)利用遠程視頻探頭，實(shí)現對電纜隧道的遠程巡查監控，提高人員的工作效率，降低了企業(yè)管理運營(yíng)成本。

四、解決方案

01、設計概述

本解決方案由力控自主研發(fā)產(chǎn)品“工業(yè)監控組態(tài)軟件ForceControl”進(jìn)行平臺建設，貫穿了三個(gè)層次，即：現場(chǎng)設備層、數據采集存儲、統計分析層。

現場(chǎng)設備層：針對現場(chǎng)儀表以及設備進(jìn)行數據的采集，通過(guò)增加串口服務(wù)器的方式，實(shí)現對智能門(mén)禁、環(huán)境參數、局部放電、沉降系統、光纖測溫系統的通訊，將原先的串口通信方式轉變成TCP/IP以太網(wǎng)方式，以此保證數據采集的高效、穩定。其它能源數據的采集則直接通過(guò)TCP/IP的方式接入數據采集網(wǎng)絡(luò )實(shí)現。

數據采集存儲層：基于現場(chǎng)設備層建設的穩定、高效的數據采集網(wǎng)絡(luò )，由IOsever采集項目范圍內的電纜隧道設備的相關(guān)數據，實(shí)現對實(shí)時(shí)數據的采集、存儲和監控。利用基礎數據，為之后進(jìn)行統計分析提供相應的數據基礎。

統計分析層：通過(guò)豐富的報表、曲線(xiàn)等多種形式，將隧道相關(guān)數據傳輸至后臺監控中心在線(xiàn)監控系統，管理人員實(shí)現對智能門(mén)禁、環(huán)境參數、局部放電、沉降系統、光纖測溫系統的遠程監控管理，提高對電纜隧道的管理水平。

02、系統框架

系統整體采用三級架構，第一級為現地設備層，主要由現場(chǎng)設備、儀表等構成；第二級為中心平臺層，通過(guò)部署ForceControl平臺服務(wù)器和關(guān)系數據庫服務(wù)器，實(shí)現對數據的綜合處理，應用的完整部署；第三層為數據管理層，依托于中心平臺層，實(shí)現對數據的存儲、壓縮、轉發(fā)應用等功能，也可以理解為是平臺以及關(guān)系數據庫的數據接口應用層。

03、系統功能

1.主監控視圖

系統支持電纜隧道整體的實(shí)時(shí)監控以及畫(huà)面展示，包括：環(huán)境監測、視頻監控、井蓋開(kāi)關(guān)、風(fēng)機開(kāi)關(guān)、沉降監測、局放監測等系統，便于管理者實(shí)時(shí)監視電纜隧道的運行狀況，提高管理人員的管理水平以及管理效率。

2.光纖測溫

系統支持對隧道內測溫光溫度的實(shí)時(shí)監測，監控內容包括：最高溫度，最高溫度位置（該區域接頭起始位置到最高溫度的距離），最大溫升，最大溫升位置（該區域接頭起始位置到最大溫升的距離），最低溫度，最低溫度距離（該區域接頭起始位置到最低溫度的距離），平均溫度。

3.視頻監控

系統支持對電纜隧道進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監視，可實(shí)現無(wú)延時(shí)連續監控、錄像和傳輸，視頻圖像信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò )路徑傳輸至系統平臺，并能在統一的監控平臺下顯示；系統支持異常點(diǎn)視頻信息回放，便于相關(guān)人員高效的了解問(wèn)題位置的實(shí)際畫(huà)面。

4.門(mén)禁系統

系統支持對電纜隧道門(mén)禁的實(shí)時(shí)監測，實(shí)時(shí)展示門(mén)禁的門(mén)禁狀態(tài)、鎖狀態(tài)、最新的刷卡記錄、時(shí)間、當前門(mén)禁時(shí)間、校對門(mén)禁時(shí)間等信息。

5.沉降系統

系統支持根據沉降基礎數據生成相應的沉降數據的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，實(shí)時(shí)展示電纜隧道的沉降信息，并且可以根據時(shí)間進(jìn)行歷史曲線(xiàn)的查詢(xún)，便于異常信息的追溯。

6.局部放電

系統支持對局部放電系統的在線(xiàn)監測，并且根據實(shí)時(shí)數據生成相應的趨勢曲線(xiàn)，實(shí)時(shí)展現現場(chǎng)局部放電的運行趨勢。同時(shí)系統支持對局放數據的歷史追溯。

7.報表功能

• 系統支持對環(huán)境數據（氣體，水位），測溫數據,局放數據，沉降數據等重要參數進(jìn)行報表功能的開(kāi)發(fā)，支持按照時(shí)間維度（日、月、年）統計電纜隧道設備的運行情況。

• 系統支持按日、月、年的查詢(xún)方式，對重要參數進(jìn)行分類(lèi)分項統計，并生成報表，為管理者制定戰略性決策提供有力的數據支撐。

8.報警功能

系統支持對設備異常、參數異常等情況進(jìn)行預警和報警，并對報警過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)管理。

五、技術(shù)特性

• 支持Web瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)，不需要安裝任何客戶(hù)端軟件；

• 提供多樣化生產(chǎn)數據分析圖表，實(shí)現對生產(chǎn)數據的多角度分析；

• 具有強大的預警報警功能，并且支持多種提醒方式，提高異常處理能力；

• 兼容多種關(guān)系數據庫，支持市面上主流的關(guān)系數據庫如SQLServer、Oracle等；

• 擁有豐富的圖表分析模塊包括報表、報警、趨勢、柱狀圖、餅圖等；

• 采用開(kāi)放式接口設計，支持OPC、OPC UA、ODBC/SQL、ActiveX、WebService的訪(fǎng)問(wèn)；

• 擁有可靠的工業(yè)通訊設計，工業(yè)協(xié)議多達3000種驅動(dòng)協(xié)議；

• 具備強大的編譯及運算引擎，應用程序、數據改變、條件、自定義函數等多事件腳本；

• 采用冗余設計，支持設備冗余、控制網(wǎng)絡(luò )冗余、服務(wù)器冗余等工作方式；

• 擁有極高的容錯能力，程序進(jìn)程之間采用分離的服務(wù)技術(shù)，支持數據傳輸斷線(xiàn)重連與恢復機制。