趙娜
安科瑞電氣股份有限公司
摘要:目,城市的管廊弱電系統(tǒng)并沒有形成規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)方案,大多都是借鑒地鐵、隧道等的綜合監(jiān)控或者是樓宇間的自動化系統(tǒng)方案,所以現(xiàn)階段的管廊弱電系統(tǒng)方案并不完善,還需要不斷探索與進(jìn)步。城市管廊弱電系統(tǒng)的門檻比較低,從而導(dǎo)致施工單位間的技術(shù)水平差異較大,而且各單位之間溝通較差,缺乏相互協(xié)作,在方案設(shè)計上也是意見不同,設(shè)計不過關(guān)。鑒于此,主要對管廊環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析,總結(jié)了相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn),以供參考。
關(guān)鍵詞: 綜合管廊; 弱電系統(tǒng); 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng);
引言
近幾年,我很多城市逐步規(guī)劃并建設(shè)了地下綜合管廊。地下綜合管廊的建設(shè),符合家對綜合走廊的要求,也滿足了些城市在新道路上的功能要求,且市政管線的集約化布置有利于管道的維護(hù)和保養(yǎng)。同時,地下綜合管廊擴(kuò)大了城市的綜合承載力,提高了城市的服務(wù)水平。要想保證綜合管廊內(nèi)部各個網(wǎng)線的運(yùn)行安全,就必須與監(jiān)控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等配套使用,以此提高網(wǎng)線的安全運(yùn)行效率。為保證管廊內(nèi)部運(yùn)行的信息能夠得到反饋,就要采取智能化的固定監(jiān)測和人工巡檢相結(jié)合的方式。本文結(jié)合地鐵廊道弱電系統(tǒng)的實際情況,對城市綜合走廊監(jiān)控報警系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了分析。
1廊內(nèi)設(shè)備與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
1.1廊內(nèi)設(shè)備
在綜合管廊的內(nèi)部的每個防火分區(qū)里都需建套PLC控制單元,主要負(fù)責(zé)監(jiān)控每個區(qū)域內(nèi)的設(shè)備監(jiān)控,比如有風(fēng)機(jī)、照明、排水泵、綜合氣體檢測儀、供配電系統(tǒng)信息化數(shù)據(jù)設(shè)備等。其中,出/入口控制器和供配電系統(tǒng)信息化等設(shè)備是自帶控制單元的,它們可以利用RS485總線接入到PLC,經(jīng)過處理后由TCP/IP通信模塊接入到工業(yè)級的交換機(jī)內(nèi);對于管廊內(nèi)的風(fēng)機(jī)、照明、水泵、井蓋等設(shè)備來說,可以利用點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸方式接入到PLC,進(jìn)而將得到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心。PLC可以接受遠(yuǎn)程控制,在接收到監(jiān)控中心所發(fā)送的指令之后可以對上述的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。除了遠(yuǎn)程控制外,還有本地控制模式,可將各個設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)上傳到PLC內(nèi)預(yù)設(shè)的程序中并進(jìn)行控制,從而接收控制信號再控制本地。以往的工程分區(qū)需要控制的點(diǎn)比較少,所以般都是采用多個分工共用個PLC主機(jī)和數(shù)套分布式I/O系統(tǒng)的方式。這種方式導(dǎo)致在實際的施工過程中PLC主機(jī)與數(shù)套分布式I/O模塊的分布間距過長,不利于擴(kuò)展;而且有部分PLC主機(jī)和分布式I/O模塊間連接的纜線需要特殊定制,這就增加了成本。所以,針對以上兩種情況,建議綜合管廊內(nèi)部的每個分區(qū)都建設(shè)個PLC自控單元,既可以提高設(shè)備的穩(wěn)定性,又可以提升它的延展性。
1.2監(jiān)控系統(tǒng)功能
根據(jù)家《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》提出的要求,必須具備地下綜合管廊的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)要結(jié)合多種技術(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)測和管理,如計算機(jī)、通信、控制等技術(shù),并且要保證管廊內(nèi)部各專線如電力電纜、燃?xì)夤艿赖?,以及管廊?nèi)的溫濕度設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵、井蓋等的運(yùn)行安全。此外,要對人員定位、遠(yuǎn)程廣播等方面進(jìn)行監(jiān)控和管理,要求地下管廊內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與管廊的環(huán)境狀態(tài)要保持致,保證管廊環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)自動化、智能化的控制。圖1顯示了城市地下綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)功能。
圖1 城市地下綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)功能
2綜合管廊設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)分析
2.1管廊環(huán)境監(jiān)控
管廊環(huán)境主要包括環(huán)境的濕度、溫度、有害氣體、水泵、風(fēng)機(jī)等內(nèi)容,環(huán)境監(jiān)控就是要對以上內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測。管廊內(nèi)部是個比較封閉的空間,且逃生出口有限,所以必須要保證管廊中有害氣體、溫度、濕度等的安全,才能允許檢查維護(hù)人員進(jìn)入到管廊內(nèi)部,這也是對人員安全的負(fù)責(zé)。監(jiān)測系統(tǒng)的自動化、智能化可以保證管廊環(huán)境的安全,如當(dāng)廊內(nèi)氧氣過低、溫度濕度等過高時,監(jiān)測系統(tǒng)會自動發(fā)出警報并開啟通風(fēng)設(shè)備,強(qiáng)行換氣;如若積水坑的水位過高,它同樣會發(fā)出警報并停止排水泵的運(yùn)行。
2.2火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
火災(zāi)監(jiān)測適合采用以光纖測溫機(jī)和感溫光纖等作為主要的火災(zāi)監(jiān)測裝置。測溫光纖負(fù)責(zé)確定火災(zāi)發(fā)生的具體位置,然后再將這些信息傳輸給光纖測溫主機(jī);測溫光纖主機(jī)的任務(wù)就是將火災(zāi)發(fā)生的位置、溫度以及火災(zāi)的報警信號傳輸給火災(zāi)報警裝置,火災(zāi)報警系統(tǒng)再發(fā)動消防聯(lián)動信號。部分管廊內(nèi)部會設(shè)置些其他主要的火災(zāi)監(jiān)測裝置,如感煙探測器、感溫光柵等。感煙探測器的使用效果其實并不理想,主要是因為管廊內(nèi)部的給排水管、通信電纜的材料屬于不易燃燒或是不燃的,電力電纜等也是阻燃或者是耐火的,所以當(dāng)管廊內(nèi)部出現(xiàn)火或大量煙氣時,感溫裝置早就發(fā)出動作了,而感煙器反應(yīng)較慢,所以安裝感煙探測器裝置的意義不是很大。感溫光柵的作用也是有局限性的,它主要是點(diǎn)式感溫,且監(jiān)測時間是非連續(xù)性的,所以綜合管廊內(nèi)部不適合將感煙探測器和感溫光柵作為主要的火災(zāi)探測器,感溫光纖測溫是很好的選擇。
2.3傳輸主干網(wǎng)
為了能夠建立個安全可靠且快速的通信通道,本工程將管廊內(nèi)部的PLC控制器、門禁監(jiān)控系統(tǒng)、巡管理系統(tǒng)等與監(jiān)控中心建設(shè)個傳輸主干網(wǎng),并結(jié)合綜合管廊的特點(diǎn)及走向,設(shè)置兩個千兆光纖環(huán)網(wǎng)的傳輸主干網(wǎng),設(shè)置兩臺S9700核心層交換機(jī),在現(xiàn)場設(shè)置120臺S2700接入層交換機(jī),以此創(chuàng)建個安全可靠的通信通道。
2.4聯(lián)動控制
排風(fēng)機(jī)的自控系統(tǒng)可以根據(jù)溫度自行開啟通風(fēng)機(jī),并在24小時內(nèi)自動完成通風(fēng)工作。自控系統(tǒng)會在人員進(jìn)入管廊內(nèi)部時自動提通風(fēng)換氣,進(jìn)而保障人員的安全;同時,它還能根據(jù)火災(zāi)報警系統(tǒng)或者是燃?xì)馓綔y報警系統(tǒng)的需要,自動控制通風(fēng)排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行,如果發(fā)生該系統(tǒng)與火災(zāi)報警系統(tǒng)同時作用的狀況,那么火災(zāi)報警系統(tǒng)會先動作。在集水坑位運(yùn)行的控制方面,消防系統(tǒng)會在集水坑內(nèi)安裝壓差液位計,集水坑位的水位信息以及排水泵的啟、停、故障等狀態(tài)會出現(xiàn)在監(jiān)控中心的顯示屏上;排水泵的自控系統(tǒng)還具有自動控制和現(xiàn)場手動控制的功能。照明開關(guān)與聲光報警信號的主要作用就是當(dāng)防火分區(qū)的報警或其他報警裝置響起后,該裝置會自動打開該區(qū)域的照明裝置并由自控系統(tǒng)向監(jiān)控中心發(fā)出警報??捎蛇h(yuǎn)程控制來開關(guān)電控井蓋。
2.5消防聯(lián)動系統(tǒng)
自動狀態(tài)下的消防系統(tǒng)會在火災(zāi)監(jiān)測設(shè)備檢測到火災(zāi)的很短時間自動啟用事先編制好的消防方案,控制相關(guān)的消防設(shè)備進(jìn)行消防措施,如切斷非消防的電源,啟動排風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙,開啟滅火裝置等。如果是在手動的狀態(tài)下,則需要相關(guān)人員確認(rèn)火災(zāi)之后,自行啟用消防預(yù)案,控制消防設(shè)備,手動控制相關(guān)報警設(shè)備與消防設(shè)備的開與關(guān)。
3 安科瑞管廊產(chǎn)品介紹
3.1 管廊電力監(jiān)控系統(tǒng)(10/0.4kV地面變電所、配電箱)
針對管廊環(huán)境供電設(shè)備監(jiān)控,安科瑞可提供10kV,0.4kV進(jìn)出線配電監(jiān)控裝置。
3.2 管廊風(fēng)機(jī)水泵監(jiān)控用電動機(jī)保護(hù)器選型方案
l 功能
安科瑞ARD智能電動機(jī)保護(hù)器是安科瑞電氣股份有限公司自主研發(fā)的產(chǎn)品,適用于煤礦、石化、冶煉、電力、船舶以及民用建筑等領(lǐng)域。采用單片機(jī)技術(shù),具有抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。保護(hù)器能對電動機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的起動超時、過載、堵轉(zhuǎn)、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、阻塞、過壓、欠壓、溫度、tE保護(hù)等多種情況進(jìn)行保護(hù),設(shè)有SOE故障事件記錄功能,方便現(xiàn)場維護(hù)人員查找故障原因,并通過LCD中文液晶顯示屏、狀態(tài)指示燈等各種方式,將電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)清晰、直觀地顯示出來。該保護(hù)器具有RS485遠(yuǎn)程通訊接口,DC4~20mA模擬量輸出,方便與PLC、PC等控制機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
ARD電動機(jī)智能保護(hù)功能
(1)阻斷保護(hù):電動機(jī)在起動過程中,如果由于負(fù)荷過大或自身機(jī)械原因,造成電動機(jī)軸被卡住,而未及時解除故障,將造成電機(jī)過熱,絕緣降低而燒毀電機(jī),堵轉(zhuǎn)保護(hù)適用于電動機(jī)起動發(fā)生故障保護(hù)。
(2)過流保護(hù):不正確的起動和負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大,也常常引起電機(jī)出現(xiàn)很的過電流,般情況下當(dāng)電機(jī)線路電流在其額定電流 1.5-6倍之間時,保護(hù)器進(jìn)行反時限過流保護(hù),過流保護(hù)時間般為幾秒鐘。
(3)斷相保護(hù):電機(jī)在正常運(yùn)行中,保護(hù)器能根據(jù)三相電流的差值自動檢測出來,并進(jìn)行斷相動作保護(hù)。
(4)三相電流不平衡保護(hù):當(dāng)電動機(jī)發(fā)生斷三相電流嚴(yán)重不平衡時,如不平衡率達(dá)到保護(hù)設(shè)定時,保護(hù)器按照設(shè)定的要求保護(hù),發(fā)出停車或警報,確保電動機(jī)的運(yùn)行。
(5)過載保護(hù):電動機(jī)在過負(fù)載情況下當(dāng)保護(hù)器監(jiān)測到電動機(jī)過載運(yùn)行了,保護(hù)器應(yīng)在警報或脫扣(延時)設(shè)定時間內(nèi)發(fā)出警報或脫扣信號。
(6)欠電壓保護(hù):電機(jī)在有些應(yīng)用場合下,當(dāng)電壓降到額定電壓以下就要求能自動切除電源而停止工作,這種保護(hù)成為欠電壓保護(hù) 。
(7)堵轉(zhuǎn)保護(hù):電動機(jī)在起動過程中,如果由于負(fù)荷過大或自身機(jī)械原因,造成電動機(jī)軸被卡住,而未及時解除故障,將造成電機(jī)過熱,絕緣降低而燒毀電機(jī).
(8)漏電接地保護(hù):對于中性點(diǎn)絕緣或小電流接地系統(tǒng),當(dāng)序電抗器檢測到的序電流超過整定值時漏電保護(hù)動作。
(9)短路保護(hù):當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行電流超過設(shè)定的保護(hù)電流是保護(hù)器按設(shè)定的要求進(jìn)行保護(hù),在脫扣(延時)設(shè)定時間內(nèi)脫扣。
4結(jié)束語
地下綜合管廊的建設(shè)、維護(hù)與管理是項需要不斷完善的長期過程,如何將管廊環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計得加合理,加化,是現(xiàn)階段對系統(tǒng)設(shè)計的難點(diǎn),希望多的設(shè)計者能夠提出相應(yīng)的建議與意見,為綜合管廊環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)做出多的貢獻(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范. GB50838-2015[S]
[2] 李曉明 綜合管理環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)分析 北京中科軟科技有限公司
[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊. 2019.1版
作者簡介:趙娜,女,本科,現(xiàn)任于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事智慧管廊監(jiān)控及運(yùn)維的應(yīng)用,