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一、項目背景

近些年來，隨著我國現代化、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，導致難以實現對其的科學管控。為了解決這種現象，實現對電纜隧道以及相關監(jiān)控設備進行統一調整，建立一套完備的在線監(jiān)控系統，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：現地級設備的改造和數據采集網絡、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，首先需要對現場的設備及儀表進行集中的數據采集相關建設，并將數據上傳到數據中心，利用工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl對電纜隧道實現一系列的功能建設，包括：局部放電監(jiān)測、智能井蓋開關、視頻系統監(jiān)測、沉降系統監(jiān)測、門禁開關統計、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設備運行狀態(tài)、故障分析、功率管理等功能，實現對設備的科學管理控制，而且能夠根據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、現場總線，通信軟件支持各種通信協議，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。

• 系統平臺還支持webservice接口協議，通過該協議可以快速的和數據中心進行數據交互，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，用戶可以實現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據監(jiān)控，及時發(fā)現生產過程中的異常狀況，并對其進行報警提醒，根據在力控在線監(jiān)測系統中提前編寫的聯動腳本，對隧道環(huán)境溫度過高、水位過高/過低、出現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：現場設備層、數據采集存儲、統計分析層。

現場設備層：針對現場儀表以及設備進行數據的采集，通過增加串口服務器的方式，實現對智能門禁、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以太網方式，以此保證數據采集的高效、穩(wěn)定。其它能源數據的采集則直接通過TCP/IP的方式接入數據采集網絡實現。

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

統計分析層：通過豐富的報表、曲線等多種形式，將隧道相關數據傳輸至后臺監(jiān)控中心在線監(jiān)控系統，管理人員實現對智能門禁、環(huán)境參數、局部放電、沉降系統、光纖測溫系統的遠程監(jiān)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據庫服務器，實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系數據庫的數據接口應用層。

03、系統功能

1.主監(jiān)控視圖

系統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，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

系統支持對電纜隧道進行實時視頻監(jiān)視，可實現無延時連續(xù)監(jiān)控、錄像和傳輸，視頻圖像信息通過網絡路徑傳輸至系統平臺，并能在統一的監(jiān)控平臺下顯示；系統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

系統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

系統支持根據沉降基礎數據生成相應的沉降數據的實時曲線，實時展示電纜隧道的沉降信息，并且可以根據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

系統支持對局部放電系統的在線監(jiān)測，并且根據實時數據生成相應的趨勢曲線，實時展現現場局部放電的運行趨勢。同時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行報表功能的開發(fā)，支持按照時間維度（日、月、年）統計電纜隧道設備的運行情況。

• 系統支持按日、月、年的查詢方式，對重要參數進行分類分項統計，并生成報表，為管理者制定戰(zhàn)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；

• 提供多樣化生產數據分析圖表，實現對生產數據的多角度分析；

• 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；

• 兼容多種關系數據庫，支持市面上主流的關系數據庫如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)協議多達3000種驅動協議；

• 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，支持數據傳輸斷線重連與恢復機制。