物联网模式下的新型电力专用消防系统分析

2021-11-28王胜峰

中国科技纵横 2021年18期

关键词：架构联网检修

王胜峰

（湖北省消防救援总队襄阳支队枣阳大队，湖北枣阳 441200）

0.引言

物联网模式下的消防系统能够借助物联网技术，实现系统架构内部各部分的自动化、协同作业，使得消防系统更具灵敏性和高效性优势，因此，可以将此类消防系统应用到电力专用消防领域，以更好地保障电力系统的稳定运行，深入优化电力系统的供电作业水平。

1.消防系统的架构

1.1 构架建设需求

从整体上来看，物联网模式下的消防系统架构主要由光纤通信网、主机、智能子机等部分组成。其中，智能子机是指前端的探测器，负责收集火灾信息、动作信息、电压电流信息等信息，为消防系统的决策提供依据，而主机则负责进行消防系统运行决策，以及时启动火灾警报、消防作业，由此保障电力设施的消防安全。而光纤通信网具有极高的稳定性，能够有效应对智能变电站内复杂的电磁环境，消除电力设备运行为信息传输带来的干扰。

1.2 构架建设方案

在物联网模式下，此架构借助光纤通信网的覆盖，可以将主机与智能子机相连接，使主机与智能子机之间实现信息交互，使主机得以根据子机收集的信息，进行准确、智能的火灾逻辑判断，得出消防系统运行指令，再将该指令发送给子机，然后子机即可通过自身的动作接点，运行消防系统的功能。此外，为了保证电力系统的信息安全，还需要在架构中，设置一个接入协议，以确保消防系统架构，能够安全地接入智能变电站系统中，深入优化消防系统架构性能。

2.物联网模式下的新型电力专用消防系统改进方案

2.1 系统电源

2.1.1 传统电源的缺陷

在传统模式下，消防系统的电源普遍为24VDC，此电源通过电缆与主机等系统装置相连接，而此种电源的稳定性较差，容易受外界因素的影响，如电磁环境影响出现故障，不利于消防系统的可靠运行。

2.1.2 电源改进方案

在物联网模式下，可以选用110V/220VDC电源，此电源的主要优势在于，它的抗干扰能力强，能够在变电站复杂的电磁环境下，有效规避掉电问题，而且在结构上，所需的继电器数量远远少于传统的24DC电源，因此，继电器误动作造成的消防系统停电情况出现概率也更小，有助于在物联网模式下，消防系统的稳定运行。此外，110V/220VDC电源还能兼容110VDC、220VDC这两种电力系统中常见的直流系统电源回路，消除了在传统模式下引发的消防系统误警报、误动作问题，提升了消防系统的使用性能。

2.2 系统主机

2.2.1 主机改进需求

在物联网模式下，主机需要连接大量的智能子机，而且随着电力系统的扩张建设，其需要连接的子机数量将会越来越多，因此，主机应当具备足够的可扩展性，以适应电力系统未来的发展。

2.2.2 主机改进方案

在消防系统中，主机应设计为插件化的形式，方便更多的子机接入主机，同时，最好为其配置两个CPU，以便于在跳闸的情况下，保持至少一个CPU的正常运作。而在消防系统运行中，受物联网模式的影响，子机所收集的信息势必为异构数据形式，包含图像、参数等多种数据类型，这要求主机必须具备接收和识别异构数据的能力，所以需将其设置为能兼容RJ45、光纤、数字量输入等多种接入方式的接口体系，保证消防系统的正常运行。此外，还要考虑具体的主机安装施工层面，并尽量使主机内部部件、装置的结构紧凑，由此压缩主机体积、尺寸，使其得以支持壁挂、组屏等多种安装模式，促进此消防系统顺利投入使用。

2.3 系统子机

2.3.1 改进需求

在物联网模式下，消防系统子机的主要作用是采集电力系统环境信息、运行信息，为消防主机对火灾及其隐患的逻辑判断提供依据。基于此，子机通常会被安装在电力设备所在位置，这使得其需要面对更加复杂的运行环境，并抵抗电磁干扰、温湿度等外界因素的影响，因此，消防系统的子机必须具备良好的适应性。

2.3.2 改进方案

子机的防护等级通常需要达到IP6X以上，而这种保护等级下的子机，能够在户外环境下正常运作，并且可以有效抵御电磁环境干扰，具有极高的稳定性。但由于子机经常会暴露在室外，且运行环境复杂，即使它的保护等级能够达到IP6X以上，依然需要具备自诊断报警功能，以便于主机对其进行自动调试，保证其稳定运作。此外，考虑到电力设备所在位置的空间极为有限，同时，为了更好地收集电力设施的作业、运行环境信息，子机还要与电力设备进行近距离设置，所以，子机的内部结构也要尽量紧凑，并支持多种安装模式，由此更加便于将其设置在距离电力设备较近的位置，保证消防系统的运行效果。

2.4 系统通信、软件

2.4.1 改进需求

主、从机之间的信息交互，是物联网模式下消防系统运行的主要特点。而在电力设备作业的影响下，复杂的电磁环境，会对主、从机之间的通信造成极大的干扰，不利于主、从机的协同作业。

2.4.2 改进方案

在消防系统通信结构方面，大多都会选用全光纤环网通信模式，利用光纤网的高效、抗电磁干扰优势，以免出现通信延迟、通信不畅等问题，保证主机、子机正常的信息交互。此外，为了更好地抵抗电磁干扰，通信接口也大多会采用具有抗电磁干扰能力的SC/ST接口，保证在物联网模式下，消防系统的正常运行。在消防软件设施上，由于需要接入主机的智能子机类型较多，使得消防软件必须支持多种协议的接入，所以，在物联网模式下，消防系统的软件设施一般以CRT软件为主。此软件的运行模式为C/S、开发平台为QT，可以支持MODBUS、IEC6、二总线等多种协议的接入，还能支持安卓、PC、服务器等多种运行平台，这使得消防系统用户端控制更加便捷。其编程语言为PLC语言，支持复杂要求下的软件编程，能够更好地满足消防系统的运行需求[1]。

2.5 系统检修

2.5.1 检修需求

物联网消防系统的运行主要依托于基于数据采集的消防逻辑控制。在此背景下，检修人员可以直接通过控制主机，对子机、通信系统进行调试，由此评估消防系统的运行情况，然后再基于此，展开精准的检修工作。但在检修中，应当注意，物联网运行模式对软件、通信系统的要求较高，尤其是通信系统，一旦出现通信延迟、中断，就很容易导致主机的判断失误，影响消防系统运行效果。

2.5.2 检修改进

需定期对通信网络进行整体检修，并严禁使用热处理、化学机械等方法进行光纤维修，以免对其造成损坏，同时，还要及时清理光纤的端面、接头，防止污物堆积为其正常运行带来影响。此外，在消防系统的检修中，也要注意做好子机的巡检，并及时更换和维修损坏的子机。但就目前来看，电力领域已经开始推行智能巡检，即通过让智能巡检机器人代替人到现场进行巡检，达到自动化巡检的目的的巡检模式。因此，可以考虑将消防子机的运行状态纳入巡检内容，以帮助检修人员实时关注子机运行情况，及时去除它的运行隐患和故障，提高检修效率[2]。