周伯龙

上海嘉定安科瑞电气有限公司

1 系统总体结构及功能

配电室现场环境监控系统需要对配电室现场运行环境进行实时监控和异常报警处理。 监控范围包括门禁管理、烟雾检测、明火检测、门窗开关检测、浸水检测、防盗监控、SF6气体泄漏监控、排风控制、视频语音监控、可视对讲及语音监控、手机短信报警等，需要处理数字量输入/输出、串口通信、视频、语音、网络等各种交互数据，对数据采集和控制的实时性、可靠性有很高的要求操作。 监控系统以系统主控部分（现场控制/采集/通讯/遥控单元）为核心，配备电控锁、读卡器、烟雾传感器、明火传感器、门禁等。窗磁传感器、水浸传感器、红外防盗入侵传感器、温湿度传感器、SF6传感器、排气扇、摄像头、拾音器、对讲/监控单元、短信报警模块等监控设备。 如果需要与上级监控中心进行通信，还需要配置专门的网络交换设备。

系统主控部分负责管理和调度整个监控系统的现场控制、数据采集、数据通讯和远程控制等功能。 系统运行过程中，外围监测设备实时采集环境参数数据，系统主控部分循环采集并显示各外围设备的数据。 如果监测到异常数据，则启动三种报警方式[3]，包括现场声音报警、手机短信报警和计算机网络报警。 系统主控部分可以向控制设备发送控制命令[4]，以响应报警。 摄像机的视频信号通过视频线直接连接到系统主控部分进行视频存储，拾音器的音频信号同步传输到系统主控部分进行录制和存储。 系统主控部分还可以根据需要向摄像机云台发送控制命令。 调整相机镜头的距离和角度。

2 系统主控部分结构

系统主控部分由监控主机、PLC、视频服务器、门禁主机、网络交换机等部分组成。 系统主控部分及外围设备的硬件结构图如图2所示。系统通过搭建总线进行数据通信。 监控主机作为主设备，负责总线的通信管理。 具有接口的外围设备作为从设备连接到总线上。 具有数字量输出信号的外围设备统一连接到PLC，PLC连接到总线上，需要数字量控制的外围设备的控制信号由监控主机通过PLC产生。

短信报警模块连接到总线上。 当需要报警时，监控主机向短信报警模块发送报警信息，短信报警模块向相关人员发送短信报警信息。 摄像机的视频信号线和控制信号线直接连接到视频服务器，视频信号由视频服务器采集并存储。 摄像机的控制信号由视频服务器提供。 拾音器的音频信号线直接连接到视频服务器，由视频服务器采集音频信号并存储。

电控锁和读卡器与门禁主机连接，门禁主机监测读卡器的信息并向电控锁发送控制信号。 系统主控部分的设备通过网络交换机连接形成以太网，外围设备中的对讲/监控单元与网络交换机连接。 监控中心与配电室现场与监控中心之间的远程可视对讲可进行双向通话，监控中心可主动监听、监听配电室现场的图像和声音。

监控主机采用广州致远电子生产的-1000T，集控制功能和人机界面功能于一体。 具有2个RS-232-C/RS-485复用接口、1个以太网接口、1个CAN接口。 10.4英寸、26万色真彩触摸屏。

-1000T采用简单、稳定、可靠的实时操作系统，支持数据库，配备轻小型GUI，保证高速GUI响应，支持/ASCII主从协议和主从协议，支持串口和CAN自定义协议，满足各种应用系统开发的需求。 PLC采用西门子公司生产的S7-200系列，具有14路数字量输入和10路数字量输出，可方便扩展。 它具有RS-485接口，编程后可连接到总线。 视频服务器采用海康威视生产的DS-SATA，具有4路模拟视频输入、4路模拟音频输入、1个标准RS-485串行接口。 摄像机的视频信号和拾音器的音频信号直接连接到视频服务器，其中摄像机云台控制信号由视频服务器提供，通过以太网访问视频服务器。

门禁主机采用门禁控制器，支持4门单向/2门双向门禁，并具有读卡器数据读取和电锁控制接口。 控制器可存储20000个卡号和20000条刷卡记录。 门禁主机独立工作，可通过以太网访问。

3 系统软件设计

系统硬件平台搭建完成后，需要设计软件系统来实现系统功能。 系统软件主要包括监控主机软件和PLC软件，软件必须实现基于系统的通讯运行机制。

3.1 监控主机软件

监控主机软件采用安科瑞1号高性能组态工程编辑软件进行编程设计。 软件界面友好，采用拖拽式图形编辑系统。由于集成了丰富的通信协议库，监控主机软件可以通过编程实现接口环境监控系统，包括通过总线与外围设备通信等。

RTU主设备和从设备通过以太网与上级监控中心通信时的通信接口。 监控主机-1000T作为人机交互设备，同时显示和控制。 设计的人机交互界面[5]如图3所示。监控主机软件运行时，循环采集外围设备和PLC的监控数据，并将监控数据存储在主机的嵌入式数据库中，并显示在监控主机的屏幕上，并通过判断环境参数来决定是否启动/停止排气控制。 此外，监控主机触摸屏还需要响应触摸操作，进行相应的处理和显示刷新，实现实时人机交互功能。 在人机界面上可以进行启动/停止排风机、设置撤防/布防、启用/停止短信报警等操作，还可以通过触摸操作对各窗口中的菜单和开关进行操作。

3.2 数字输入信息

PLC软件PLC主要实现监控系统中数字量输入信息的采集和数字量输出控制信息的生成。 数字输入信息包括烟雾传感器、明火传感器、

传感器信号如门磁窗磁传感器、水浸传感器、防盗入侵传感器等，数字输出控制信息主要是排气扇的控制信号。 PLC通过总线与监控系统连接

4、安科瑞配电室环境监控系统介绍及选型

4.1 概述

配电室综合监控系统包括智能监控系统屏、通讯管理机、UPS电源、视频监控子系统（云台球机、枪机）、环境监控子系统（温度、湿度、水浸、烟雾探测）、控制子系统（照明、空调、除湿机、风扇、水泵）、门禁监控子系统（读卡器、开门按钮、磁力锁）、安防监控子系统（双识别探测器）。

4.2 系统结构

4.3 系统功能

4.3.1 实时监控

可以显示配电室设备的运行状态，实时监测配电室的环境参数信息，实时显示故障和报警信息。

4.3.2 数据查询

在人机界面中，可以直接查看配电室各设备的运行数据。

4.3.3 曲线查询

可以直接查看各电气参数的曲线。

4.3.4 运行报告

查询配电室设备运行数据报表。

4.3.5 实时报警

具有实时报警功能，系统可对配电室的温度、湿度、有害气体、设备故障或通讯故障等事件进行报警。

4.3.6 历史事件查询

可以存储和管理所有产生的事件记录，方便用户追溯系统事件历史、查询统计、分析事故。

4.3.7 用户权限管理

设置用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码和操作权限。

4.3.8 网络拓扑图

支持对各设备的通信状态进行实时监控和诊断环境监控系统，能够完整地展示整个系统的网络结构。

4.3.9 远程控制功能

可对整个配电系统内的设备进行远程控制操作。

4.4 系统硬件配置

5 结论

本文基于PLC设计了配电室现场环境监测系统，实现了对配电室运行环境的实时监测，数据采集稳定可靠，响应速度快。很及时。 除了监控中心调用配电室现场音视频监控视频时占用较大带宽外，各配电室监控系统主控部分还需要上传少量数据到监控中心。监控中心每次只有几十个Bytes。 数据上传速度更快。

因此，一个监控中心可以管理数百个配电室现场环境监控系统。 该系统已成功应用于某供电局运维的多个配电房，有效监控配电房的运行环境，提高运维效率，取得了良好的应用效果。 下一步的研究方向是增加对配电室配电设备运行情况的监控，采集并上传配电设备的电气参数，将环境监测和配电监控整合成一个综合监控系统，现场配电及配电室环境。 并引入云计算的思想和方法，建立市级配电室群分布式监控云计算模型，在云计算平台上运行监控系统[6]，增加信息访问和共享能力，提供为配电室的安全运行提供更大的技术保障。

长江日报武汉客户端9月27日电（记者陈杰）如何让建筑业顺应时代潮流，以人工智能为代表的新一代信息技术与工程建设深度融合是当前建筑业的发展趋势建筑业。 近日，中国工程院院士、华中科技大学教授丁烈云在2021智慧城市与智慧建造大会上就智慧建造将推动建筑行业转型升级等问题进行现场分享高端论坛。

“建筑产业互联网是工业互联网的延伸。基于数字经济和平台经济，从消费互联网向工业互联网延伸，建筑产业互联网是建筑行业发展数字经济的重要途径”。 丁烈云介绍，建筑产业互联网和工业互联网有共同点但也有一些特点，建筑产业互联网关注对象，包括人、机器、物、财富。

工业互联网是新型网络、先进计算、大数据、人工智能等新一代信息通信技术与制造技术相融合的新型工业数字化系统。 目标是支持制造业数字化、网络化、智能化转型，推动新模式、新业态、新产业和重要工业制造和服务体系的发展。

丁烈云分享，一位英国建筑师曾说过：20世纪最伟大的设计工程是消费的大众化，21世纪最伟大的设计工程是生产的大众化。 智能建造、网络协同、服务延伸、个性化定制，智能建造将更多地应用于建筑行业。

与上海一点电梯有限公司合作开展智能运营服务智能建筑，利用该平台搭建智能电梯监控系统； 武汉城市供水年渗漏率为14%，智慧水务对城市供水进行智能化管理……丁烈云坦言智能建筑，智慧建造将推动建筑业转型升级。

“为了进一步提高计算数据、计算能力、算法的能力，需要建设基础设施，比如数据中心、超算中心、5G，发展人工智能算法，这就是新基础设施。” 新基础设施本质上是数字基础设施，传统旧基础设施是物理基础设施。 数字基础设施可以为实体基础设施的发展提供技术支撑，实体基础设施可以为数字基础设施提供广阔的市场，数字基础设施可以形成一些新的业态。 丁烈云表示，这两个“基础设施”的结合就是融合基础设施。 你有我我就有你。 未来，建筑行业将向一体化基础设施发展，智能技术的运用将为建筑行业带来一系列的变化。