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一、項目背景

近些年來，隨著我國現(xiàn)代化、城市化進程的不斷加快，對電力的依賴也越來越大，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，國家不斷進行電力基礎設施的建設，傳統(tǒng)的架空電纜對城市空間的占用過大，浪費土地的同時也不利于環(huán)境的美化，因此進行電纜隧道的建設來進行高電壓，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，導致難以實現(xiàn)對其的科學管控。為了解決這種現(xiàn)象，實現(xiàn)對電纜隧道以及相關監(jiān)控設備進行統(tǒng)一調整，建立一套完備的在線監(jiān)控系統(tǒng)，進而方便值班人員以及管理中心能夠及時了解到最新的現(xiàn)場情況，當發(fā)生異常情況時，管理機構能夠進行及時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(xiàn)地級設備的改造和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡、工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl的搭建，項目的主體是工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl所搭建的中心平臺。在項目建設過程中，首先需要對現(xiàn)場的設備及儀表進行集中的數(shù)據(jù)采集相關建設，并將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心，利用工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl對電纜隧道實現(xiàn)一系列的功能建設，包括：局部放電監(jiān)測、智能井蓋開關、視頻系統(tǒng)監(jiān)測、沉降系統(tǒng)監(jiān)測、門禁開關統(tǒng)計、環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測（溫濕度、氣體濃度、水位高度、風機開關、水泵開關）、以及分布式光纖測溫系統(tǒng)的實時在線集中監(jiān)測控制等，通過豐富的報表、曲線等多種形式為客戶展現(xiàn)設備運行狀態(tài)、故障分析、功率管理等功能，實現(xiàn)對設備的科學管理控制，而且能夠根據(jù)實時信息提供相應的報警以及預警，幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)設備運行過程中存在的問題，確保設備穩(wěn)定高效運行。

三、方案價值

01、方案亮點

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

• 系統(tǒng)平臺形成了大量的驅動接口和多種通信方式，物理層支持RS-232/485、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線，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，能夠滿足客戶不同設備的接入。

• 系統(tǒng)平臺還支持webservice接口協(xié)議，通過該協(xié)議可以快速的和數(shù)據(jù)中心進行數(shù)據(jù)交互，以便使數(shù)據(jù)在中心大屏上得到更好的呈現(xiàn)。

• 系統(tǒng)平臺采用了GDI+繪圖技術，用戶可以實現(xiàn)圖元的各種陰影和過渡色的填充，使圖形的渲染更出色，界面展示效果更美觀。

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

02、方案價值

該系統(tǒng)平臺能夠及時、全面的了解電纜隧道設備的運行狀態(tài)，通過對底層設備的生產運行狀況進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)生產過程中的異常狀況，并對其進行報警提醒，根據(jù)在力控在線監(jiān)測系統(tǒng)中提前編寫的聯(lián)動腳本，對隧道環(huán)境溫度過高、水位過高/過低、出現(xiàn)毒氣濃度檢測過高等異常情況進行相應的自動處理操作，確保電纜隧道運行的安全穩(wěn)定。同時利用遠程視頻探頭，實現(xiàn)對電纜隧道的遠程巡查監(jiān)控，提高人員的工作效率，降低了企業(yè)管理運營成本。

四、解決方案

01、設計概述

本解決方案由力控自主研發(fā)產品“工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl”進行平臺建設，貫穿了三個層次，即：現(xiàn)場設備層、數(shù)據(jù)采集存儲、統(tǒng)計分析層。

現(xiàn)場設備層：針對現(xiàn)場儀表以及設備進行數(shù)據(jù)的采集，通過增加串口服務器的方式，實現(xiàn)對智能門禁、環(huán)境參數(shù)、局部放電、沉降系統(tǒng)、光纖測溫系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集的高效、穩(wěn)定。其它能源數(shù)據(jù)的采集則直接通過TCP/IP的方式接入數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)采集存儲層：基于現(xiàn)場設備層建設的穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡，由IOsever采集項目范圍內的電纜隧道設備的相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)的采集、存儲和監(jiān)控。利用基礎數(shù)據(jù)，為之后進行統(tǒng)計分析提供相應的數(shù)據(jù)基礎。

統(tǒng)計分析層：通過豐富的報表、曲線等多種形式，將隧道相關數(shù)據(jù)傳輸至后臺監(jiān)控中心在線監(jiān)控系統(tǒng)，管理人員實現(xiàn)對智能門禁、環(huán)境參數(shù)、局部放電、沉降系統(tǒng)、光纖測溫系統(tǒng)的遠程監(jiān)控管理，提高對電纜隧道的管理水平。

02、系統(tǒng)框架

系統(tǒng)整體采用三級架構，第一級為現(xiàn)地設備層，主要由現(xiàn)場設備、儀表等構成；第二級為中心平臺層，通過部署ForceControl平臺服務器和關系數(shù)據(jù)庫服務器，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的綜合處理，應用的完整部署；第三層為數(shù)據(jù)管理層，依托于中心平臺層，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)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系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)接口應用層。

03、系統(tǒng)功能

1.主監(jiān)控視圖

系統(tǒng)支持電纜隧道整體的實時監(jiān)控以及畫面展示，包括：環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、井蓋開關、風機開關、沉降監(jiān)測、局放監(jiān)測等系統(tǒng)，便于管理者實時監(jiān)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(tǒng)支持對隧道內測溫光溫度的實時監(jiān)測，監(jiān)控內容包括：最高溫度，最高溫度位置（該區(qū)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(qū)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(qū)域接頭起始位置到最低溫度的距離），平均溫度。

3.視頻監(jiān)控

系統(tǒng)支持對電纜隧道進行實時視頻監(jiān)視，可實現(xiàn)無延時連續(xù)監(jiān)控、錄像和傳輸，視頻圖像信息通過網(wǎng)絡路徑傳輸至系統(tǒng)平臺，并能在統(tǒng)一的監(jiān)控平臺下顯示；系統(tǒng)支持異常點視頻信息回放，便于相關人員高效的了解問題位置的實際畫面。

4.門禁系統(tǒng)

系統(tǒng)支持對電纜隧道門禁的實時監(jiān)測，實時展示門禁的門禁狀態(tài)、鎖狀態(tài)、最新的刷卡記錄、時間、當前門禁時間、校對門禁時間等信息。

5.沉降系統(tǒng)

系統(tǒng)支持根據(jù)沉降基礎數(shù)據(jù)生成相應的沉降數(shù)據(jù)的實時曲線，實時展示電纜隧道的沉降信息，并且可以根據(jù)時間進行歷史曲線的查詢，便于異常信息的追溯。

6.局部放電

系統(tǒng)支持對局部放電系統(tǒng)的在線監(jiān)測，并且根據(jù)實時數(shù)據(jù)生成相應的趨勢曲線，實時展現(xiàn)現(xiàn)場局部放電的運行趨勢。同時系統(tǒng)支持對局放數(shù)據(jù)的歷史追溯。

7.報表功能

• 系統(tǒng)支持對環(huán)境數(shù)據(jù)（氣體，水位），測溫數(shù)據(jù),局放數(shù)據(jù)，沉降數(shù)據(jù)等重要參數(shù)進行報表功能的開發(fā)，支持按照時間維度（日、月、年）統(tǒng)計電纜隧道設備的運行情況。

• 系統(tǒng)支持按日、月、年的查詢方式，對重要參數(shù)進行分類分項統(tǒng)計，并生成報表，為管理者制定戰(zhàn)略性決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

8.報警功能

系統(tǒng)支持對設備異常、參數(shù)異常等情況進行預警和報警，并對報警過程進行閉環(huán)管理。

五、技術特性

• 支持Web瀏覽器訪問，不需要安裝任何客戶端軟件；

• 提供多樣化生產數(shù)據(jù)分析圖表，實現(xiàn)對生產數(shù)據(jù)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；

• 兼容多種關系數(shù)據(jù)庫，支持市面上主流的關系數(shù)據(jù)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；

• 采用開放式接口設計，支持OPC、OPC UA、ODBC/SQL、ActiveX、WebService的訪問；

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

• 具備強大的編譯及運算引擎，應用程序、數(shù)據(jù)改變、條件、自定義函數(shù)等多事件腳本；

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

• 擁有極高的容錯能力，程序進程之間采用分離的服務技術，支持數(shù)據(jù)傳輸斷線重連與恢復機制。