中心配电房环境感应控制原理研究

2019-12-25姚圣武

通信电源技术 2019年12期

姚圣武

（江苏联合职业技术学院南京工程分院，江苏南京 210000）

1 中心配电房环境感应控制原理

中心配电房环境感应控制系统主要用于中心配电房系统控制，实现整个中心配电房环境数据的联网查询，对配电房环境实现实时手动或自动控制[1-2]。结合目前互联网优势，对中心配电房中的电压电流、PM2.5、环境温湿度及设备温度等机械实现实时监控，同时预防配电房中的水灾、火灾等情况发生。中心配电房环境感应控制系统主要包括系统主机、控制模量、电参数模块、传感模块以及门禁模块，各模块之间通过RS485 通信接口连接，其系统框架如图1 所示。

图1 中心配电房环境感应控制系统框架图

系统通过对中心配电房的监控，判断中心配电房之间内部环境与外部条件情况，从而根据实际情况制定不同监控策略，对空调机、除尘机、电动窗开关及除湿机等设备进行远程控制。中心配电房采用门禁模式，工作人员通过IC 刷卡或远程控制进入中心配电室，并随时对配电室中各个配电房门开关状态进行控制，确保设备安全性。

1.1 系统主机原理

系统主机作为中心配电房环境感应控制系统的核心部分，主要负责摄像拍照、辅助输入输出、键盘显示及RS485 通信联动等功能实现[3]。根据目前中心配电房的管理现状，结合智能环境感应控制技术，系统主机以RS485 连接控制模块、门禁模块、电参数模块及传感输入模块等，系统主机通过模块之间的连接，实现子模块之间发送与接收数据的实时监测。通过键盘实现服务区IP 地址、变比、端口号及心跳包等参数的设置。同时，系统主机的摄像拍照能够实现配电房图像或开锁人员人像的锁定。系统主机控制整体系统时，应实现整个中心配电房中的设置自动化、数字化、信息化，且有效收集整理设备数据。研究中心配电房环境感应控制原理，能够有效掌握中心配电房环境与控制数据。处理配电房中环境异常情况，减少配电房停电事故的发生率，为整体控制工作提供技术支持与决策数据。

1.2 电参数控制原理

中心配电房环境感应控制原理中的电参数控制模块，主要控制软件部分，采用专用开发平台LabVIEW进行开发。LabVIEW 作为流程图形化编程方式，与传统语言相比更加易于了解，且编程操作更加简单。电参数控制模块针对系统数据进行采集，且对信号进行分析后，将数据供用户直接应用，免去繁琐的编程。LabVIEW 能够在很大程度上缩短模块开发时间，有效提高系统水平与系统集成化。电参数控制模块的数据采集卡提供完整LabVIEW 采集卡驱动程序，用户直接在LabVIEW 对各设备电参数进行监测。电参数采集控制模块中，PLC 与RS232 进行串行通信相连，在不增加其他硬件的情况下，更加方便地实现PLC 与系统硬件的连接。电参数模块主要用于对中心配电房各设备电流与电压的监测，当其电流与电压超出设置额定值时，即发生报警，如图2 所示。

图2 电参数控制模块示意图

电参数模块对电流与电压进行监测，防止设备电路发生故障。对电参数模块的合理设置，能够实现对整体控制系统环境的改善，对保护中心配电房起到关键作用。

1.3 中心配电房环境感应原理

中心配电房环境感应控制终端主要是安装在配电房低压室、配变室以及配电房高压室等实现参数控制的装置。将GSM/GPRS 通信系统安装于自动化控制系统与中心配电房集成控制系统中，实现配电房控制与环境感应、对配电房环境的实时监测。通过传感器对中心配电房中的设备温度、环境湿度、水浸及环境温湿度等进行实时监测，并将监测结果传输到主机。通过电参数模块将监测到电压与电流数据结果反馈给系统主机，由系统主机将实时结果反馈给控制终端，工作人员通过对终端发送控制指令，通过数据输出对中心配电房内的各设备指标进行控制调节。中心配电房中一般含有排气机、电动窗、空调、除尘机及除湿机等多种设备，利用输出控制模块实现各设备的开启或关闭，实现对中心配电房内湿度、温度、烟雾及含尘量等多种条件的控制，预防水灾、火灾的发生。

2 传感输入模块

传感输入模块是整个系统中整体控制的中心模块，主要包括水浸传感器、烟雾传感器、灰尘颗粒传感器、温湿度传感器以及温度传感器等各类传感器，主要用于确定中心配电房是否进水、火灾监测、PM2.5 值监测、环境温湿度监测以及设备温度监测。传感输入模块结构如图3 所示。

传感输入模块主要用于对中心配电房环境状态进行实时监测，并将实时监测数据传回系统主机。系统根据数据对控制模块进行排险，通过GPRS 将数据传入到服务中心，从而实现对中心配电房设备温度、PM2.5 值以及环境湿度等的实时控制。

图3 传感输入模块结构

3 门禁模块

考虑到中心配电房环境控制的安全性，对门禁模块进行分析。门禁模块主要包括IC 刷卡系统，主要采用电磁锁，从而实现中心配电房各门禁的开启与关闭，并对门禁状态进行实时监测。门禁模块结构模式如图4所示。

图4 门禁模块结构模式

门禁模块控制下，工作人员开启门禁需要进行刷卡，刷卡时将对门禁卡中人员代码等相关信息上传至系统。除刷卡外，通过串口通信发送数据868605100D0**024，即可实现门禁远程开启。通过串口通信发送数据868605100D0**0024，即可实现门禁开启或关闭状态的查询。相对于其他系统模块，门禁模块较为复杂，因此多采用模块化与结构化的编程方法，并将大部分任务转移到硬件电路完成，充分发挥单片机的控制功能，让系统调试与运行更加便捷。