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厦门某电子科技有限公司安全用电管理云平台的设计与应用

摘要:BET365AcrelCloud-6000安全用电管理平台是针对我国当前电气火灾事故频发而研发的一套电气火灾预警和预防管理系统,该系统是基于移动互联网、云计算技术、通过物联网传感终端(现场监控模块、传输模块),将供电侧、用电侧电气安全参数实时传输至云服务器。安全用电管理云平台可以不受时间、地点、环境的限制,自行选择合适的方式(PC、手机APP、短信)来掌控用电系统的运行情况,做到“早预防、快报警、自诊断、出报告”的工作流程化。

关键词:安全用电;电气火灾;剩余电流;无线传输;云平台。
 
0 前言
        据应急管理部网站数据,近年来因为电气原因导致的火灾占总数的30%~34%左右,其中2018年全国共接报火灾23.7万起,电气火灾仍居各类火灾前列,因违反电气安装使用规定引发的火灾占总数的34.6%,较大和重大火灾事故中,电气火灾的比例更高。
        国务院、公安部消防局以及各省市自治区直辖市纷纷出台文件推广使用安全用电、智慧用电,从源头上预防电气火灾的措施。政策推出以来,火灾事故已从2016年31.2万起减少至2018年23.7万起。
        本文以厦门某电子科技有限公司安全用电管理云平台为例,介绍智慧安全用电管理平台在工业企业的应用。
 
1 系统架构
        安全用电管理平台采用分层分布式结构进行设计,即现场设备层、网络通讯层和站控管理层,详细拓扑结构如下:

       

        各场所配电现场配电柜内安装漏电火灾探测器、剩余电流互感器、温度传感器以及电流互感器,用于采集并监测当前电气回路运行状况,当漏电火灾探测器加监测到电气回路中剩余电流、运行电流、温度、电压等参数超标时,马上发出声光报警信号,并将信号通过无线进一步上传至云端服务器,通过云端服务器提醒智能调度技术人员;每个探测器内配置一台无线传输模块,无线传输采用2G网络传输数据接收来自漏电火灾探测器的电气参数,并进一步上传至云端服务器;云端服务器安装安全用电平台软件,智能调度技术人员通过客户端(本地电脑、手机APP、短信)接收平台软件提供的各种运行数据以及报警信息,及时提供运维服务。
 
2 智慧用电在线监控装置功能

        智慧用电在线监控装置是针对 0.4kV 以下的 TT、TN 系统设计的智能电力装置,具有单、三相交流电测量、四象限电能计量、谐波分析、遥信输入、遥信输出功能,以及 RS485 通讯或 GPRS 无线通讯功能,通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理。
        产品采用微控制器技术,集成度高,体积小巧,安装方便,集智能化,数字化,网络化于一身,是建筑监控装置预防监控、系统绝缘老化预估等的理想选择。同时将原有 RS485 通讯升级为 GPRS 无线通讯方式,很大解决了现场布线难的情况,提高工作效率。作为一种智能化、数字化的采集元件,该智能装置已广泛应用于各种控制系统、SCADA 系统和能源管理系统中。智慧用电在线监控装置ARCM300T-Z-2G指标如下:
 
 
3 无线数据采集设备功能
        AF-GSM400 是BET365电气推出的新型的 4G 远程无线数据采集设备,采用嵌入式设计,内嵌 TCP/IP 协议栈,同时采用了功能强大的微处理芯片,配合内置看门狗,性能可靠稳定。
        AF-GSM400产品提供标准 RS485 数据接口,可以方便的连接 RTU、PLC、工控机等设备,仅需一次性完成初始化配置,就可以完成对 MODBUS 设备的数据采集,并且与BET365服务器进行通讯。采用GPRS信号,适用于移动、联通2G SIM卡或者物联网卡。
        在本项目中应用如下图所示,将现场的 485 设备与 AF-GSM400 相连接,GSM400 会根据自身的配置主动采集 485 设备的数据,然后与安全用电服务器通讯。
 
4 安全用电管理平台功能
        安全用电管理软件采用纯B/S结构,智能调度技术人员在客户端可通过IE浏览器访问所有软件功能,客户端无需安装任何客户端软件,支持多种平台访问,Web终端显示系统、APP终端软件、电气安全终端设备,手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本。
4.1 平台登陆
        用户通过客户端电脑浏览器直接输入云服务器域名,通过用户名及授权密码,可以直接远程登陆安全用电管理软件。
4.2 平台首页
        通过平台首页可以快速浏览隐患巡查界面或隐患处理界面、本月隐患、故障统计以及项目信息地图导航,智能调度技术人员可以及时通过曲线、地图等各种方式查看隐患数量、隐患位置、隐患发生频率以及任务的接收、下发情况,并可以通过项目列表、地图快速查定位需要查询的项目情况。
4.3 实时监控
        通过实时监控界面,除了可以实时显示项目所属客户、地址、建筑面积、消防设施、安全责任人、联系电话、设备数量、探测器数量等信息,还以更醒目的方式显示了未处理报警和未处理故障信息,下属设备和探测器,并可以查看各设备以及探测器基本信息、开关操作、数据监控、实时数据、参数设置、历史信息和报警信息等。
4.4 隐患管理
        隐患管理包括隐患巡查、隐患处理、和隐患记录,隐患巡查的目的是为了隐患产生之后下发工单,所以页面中只显示未下发工单的隐患记录,包括隐患类型、创建时间、项目名称、设备ID、位置、故障原因等记录,并且可以通过“派发”按钮,派发工作任务;隐患处理即工单处理,表示工单需要当前登录用户确认,形成隐患处理的闭环,页面中只显示发给当前登录用户且未处理的工单记录;隐患记录显示所有的隐患记录,可以按照隐患类型(报警、故障)、状态(未派发、已派发未处理、已派发已处理)分类显示,支持按照创建时间、项目名称、所在区域等条件来对隐患记录信息进行针对性的查询操作。
4.5 统计分析
        统计分析包括数据汇总和分析报告,数据汇总以曲线和表格形式显示各个月份的报警和故障记录,同时显示控制日志,支持按照控制类和参数设置类分别显示,也可以按照操作是否成功分别显示,包括此次控制的操作情况,项目名称,设备信息以及对应的操作时间等;分析报告包括总体概况和设备回路特征分析。
4.6 后台管理
        根据运维调度管理的需要,智能调度技术人员可以分为不同角色,安全用电管理平台中也可以提供多种不同的角色:平台管理员,联网用户等,不同权限的用户所能查询的范围是不同的;用户可以在后台管理里添加或者修改所管理的用户,方便新的需要运维项目接入以及修改;短信接收号码也可以通过后台管理模块进行添加或者修改。
4.7 手机APP功能
        手机APP软件具有IOS版本和安卓版本,并与电脑终端系统的数据同步,能展示剩余电流、温度、电压、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线;短路、断线、漏电、超温、过压、欠压、过流等电气故障实时报警数据等;能实时显示项目地理位置、未排除隐患数、未处理巡检数等;通过APP消息推送的方式提醒用户实时报警信息;可以实现远程复位、远程分闸功能;可以对所有现场探测器进行远程参数设定及修改;可以对所有现场探测器的远程控制记录进行查询。
 
5 结束语
        安全用电管理平台的使用,可以帮助各运维企业智能调度技术人员实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患(如:线缆温度及漏电等),防止电气火灾的发生。该服务系统能解决用电单位电气线缆老旧,小微企业无专业电工、肉眼无法直观系统即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题,将发现的安全隐患即时通过该服务系统向用电单位管理人员发送预警信息,指导用电单位开展治理,消除潜在安全隐患。推广使用安全用电平台,是从源头上预防电气火灾的措施,是引导企业牢固树立安全意识、落实安全生产经营企业主体责任,推进企业牢固树立安全生产(经营)技防、物防建设,强化企业(经营)安全生产硬件基础,建立健全企业隐患排查治理机制和提升企业本质安全水平的有力抓手。