关键词：智能监测与辅助控制；数据处理;通信网关
引言
智能监测与辅助控制系统主机系统包括三部分：通讯网关、客户端、Java主机应用平台。通讯网关724小时运行，用于采集各子系统数据和转发主机控制命令；客户端用于系统初始化时配置图像信息并提供视频、实时数据、告警数据及手动处理功能；Java主机应用平台724小时运行Web服务器，负责加工处理通讯网关采集的数据并提供控制命令，能通过IE查看实时数据、告警数据，同时提供实时数据、告警数据给客户端。
数据处理是Java应用平台的核心内容，是客户端、IE展示实时数据和告警数据的基础，是主机系统实现智能联动转发控制命令给子系统的处理核心。数据处理根据知识库配置信息，串联数据访问服务，从而达到加工处理通讯网关采集上送数据，提供处理后实时数据、告警数据、控制数据的功能流程。
1智能监测与辅助控制系统
11智能监测和辅助控制系统子系统
变电站配置的图像监视、安全警卫、火灾报警、消防、给排水、采暖通风等系统，它是由特定的软硬件组成的，能够完成监视和一些辅助控制功能的系统。
智能监测子系统英文命名Intelligent SubSystem，简称ISS。
12智能监测和辅助控制系统主机系统
部署于变电站和集控站，基于物联网技术的变电站智能监测及辅助控制系统的管理系统，由数据服务器、应用服务器、通讯网关以及运行于这些硬件平台上的软件系统组成。通过传感网测控平台接收各子系统的数据，存储并实时展现出来；评估变电站的运行状态，自动判出各类异常情况，执行判断结果，实现辅助系统间的协调联动，消除异常情况造成的影响；监测辅助系统的运行状态，执行远方集控中心的各项命令。
13通讯网关
属于主机系统的一部分，本身是嵌入式计算机；部署在变电站或者集控站，能以标准通讯方式连接本地的各个子系统，接收各子系统的数据，并能对子系统进行控制。
通讯网关英文命名：Communication Gateway，简称CGW。
2数据处理的内容和流程
21数据处理的内容
数据处理包括三部分内容：知识库、数据访问服务、数据处理专家。知识库用于提供监测类型、监测类型参数等基础信息的配置，数据访问服务是数据处理的数据来源和最终去处，数据处理专家是数据处理的核心。
22数据处理的原则
数据处理设计遵循标准性、独立性、扩展性、实用性设计原则。
221标准性
规范和标准是信息化建设的重中之重，是信息化成熟和发达程度的集中体现。知识库是智能监测与辅助系统标准化和规范化得集中体现。
222独立性
将知识库、数据访问服务、数据处理专家从数据处理中分离开，解耦设计实现各部分的独立性。
223扩展性
随着物联网在线监测技术的不断发展可以进行相应扩充，满足智能监测与辅助控制系统持续发展的要求。
224适应性
面向实际应用，降低复杂度，考虑与综自动化等相关信息系统的接口。
23数据处理流程图
数据处理主要有以下几部分组成：数据访问服务、知识库和数据处理专家。
数据处理流程如下图所示：
图1数据处理流程
Fig 1 Flow of Data
图 2 数据处理流程图
Fig 2 Flow of data processing
3数据处理过程
31知识库
实现监测类型、监控类型参数、监测类型版本、模型参数、监测模型版本、告警规则、控制规则、控制命令等的灵活配置。保证系统的良好扩展性、灵活性。
主要有以下功能模块:变电站、变电站监测类型、监测类型、监测类型参数 监测类型参数版本、告警规则配置(根据参数配置)、告警点规则配置、命令配置 控制规则配置。
32数据访问服务
数据访问服务Java主机应用平台开发给客户端和通讯网关的一个数据访问接口，为客户端和通讯网关提供数据访问的服务。服务内容主要包括下面几个大类：通讯网关采集监测数据的存储、通讯网关采集状态量数据存储、通讯网关检索控制数据、通讯网关回执控制执行；客户端读缓冲区实时监测数据、客户端读缓冲区实时状态量数据、客户端检索告警数据、客户端写手动控制数据等。
33数据处理专家
数据处理专家将知识库和数据访问服务串起来，加入处理逻辑实现数据处理核心。
331数据解析
数据解析包括两部分解析：通讯网关交互数据串解析，客户端交互数据串解析。
需要解析的数据串包括root节点和data节点两部分。
解析root节点数据信息获取公共部分信息，如站、子系统、数据类型等。
解析data节点数据信息获取实时监测和变位事件数据信息。
332告警处理
根据告警规则配置及接收的实时监测数据，处理后获取告警信息。
告警处理：一、针对监测数据根据点告警规则或参数告警规则进行告警处理得到告警信息(需要结合综合点表找到告警数据点号)；二、子系统上送的告警事件(需要结合综合点表找到告警数据点号)。
333控制处理
根据控制规则配置、控制命令及接收的实时监测数据等，处理后获取控制信息。
控制处理：一、针对监测数据根据控制规则进行控制处理得到控制信息(需要结合综合点表找到控制数据点号)；二、子系统上送的告警事件根据控制规则进行控制处理得到控制信息(需要结合综合点表找到控制数据点号)。
334数据访问
通过数据访问功能，可以将告警、控制、状态量等信息存入数据库及数据缓存区，并进行相应的日志记录 *** 作。
4 展望
进入2010年,电力通信行业的数据处理信息化步伐加快,步子更加坚实。在充分调研的基础上，电力制定了集团公司企业的信息化建设规划和实施计划。总体看信息化建设规划，有别行业的各企业于过去的期间制定的信息化规划。应当说，电力企业的数据处理的科学性、安全性上表现突出，在项目建设上又很具体，具有可 *** 作性和有效性。数据处理的设计与发展对电力企业的信息化发展发挥重要作用。它的实现，将会为数字化电网和信息化企业的形成起到巨大的推动作用。
参考文献
[1]孙军平,盛万兴,王孙安新一代变电站自动化网络通信系统研究中国电机工程学报,2003,23(3):16-19北京嘉复欣科技有限公司，是一家专业从事无线物联网行业应用的高新技术企业。是一家集产品研发、生产、技术服务及整体解决方案供应为一体的高新技术企业。2007年公司被北京市科委认定为软件企业。公司拥有一流的开发团队和完善的营销渠道。公司主要产品有：远程智能照明控制系统、照明智能控制终端系列产品、无线数传终端系列产品、无线调制解调器产品。
公司以提供高性价比的智能远程照明控制系统整体解决方案和智能照明控制器，为众多的城市照明管理单位、系统集成商和照明工程商提供优质的产品和技术服务。目前，公司的智能照明控制系统已经在国内众多城市得到部署和实施。
公司坚持以人为本，客户至上，精益求精，质量第一的经营理念，锐意进取，刻意实践，追求卓越，为客户提供设计功能完善、性能稳定可靠的高质量工业产品。
GF-LCS6008-12智能灯光控制器是嘉复欣科技自行设计生产的全新一点灯光控制器产品。产品采用一体化工业设计，结构紧凑，外形美观，摒弃了上一代控制器分体设计带来的安装繁琐、故障率高的缺陷。自带LCD液晶显示器和触感薄膜控制键盘，用户可在现场直接对设备进行检测和命令 *** 作，能很好满足用户使用习惯，极大方便了工作人员的现场 *** 作。产品全部采用免螺丝直插固定接线端子，现场接线变得异常简单方便。采用工业级芯片，允许在－40℃～+80℃的环境温度下的连续运行。产品可实现继电器输出控制和交流电量采样，交流电流、电压采集精度优于05%，继电器输出控制平均无故障工作时间达到10万小时。控制器设计、生产全过程进行ISO-9001质量控制，整机经过48小时以上高温老化排除了早期失效，有效地保证设备的出厂质量。
GF-LCS6008-12智能灯光控制器的功能包括：
遥测：三相电压、12路电流及有功功率和功率因数、2路直流变送器接口（可接光照度计）
遥控：8路继电器输出，触点为交流220V12A，一组常开和常闭触点
遥信：8路隔离开关量/脉冲量输入
通讯：2路隔离232/485接口，符合MODBUS工业标准协议
自带12864点阵带背光LCD显示器和44触感薄膜键盘，用户可现场控制 *** 作和设置参数
内置8套时间方案可可独立运行，每套时间方案可与不同的继电器关联，每套时间方案有临时、节假日、周循环和日出日落四种控制模式
内置报警机制，可对电流、电压越限报警，白天亮灯夜晚熄灯报警，开关量输入报警
自带GPRS无线通信模块，能与控制中心直接建立通信连接。可与串口服务器模块互换实现局域网或光纤通信模式。
具有通信状态自检功能，用户通过键盘可直接对GPRS通信状态进行检测，包括SIM卡状态、网络信号强度、TCP通信连接等状态，用户可通过自检机制直接排除大多数设备异常情况，极大降低的现场非设备原因造成的故障几率。
预留单灯检测、单灯控制、电缆防盗和自动调压接口。
GF-LCS4008灯光控制器
GF-LCS4008系列智能灯光控制器是嘉复欣科技自行研发、设计、生产的全新一代无线智能灯光控制器产品。产品采用一体化工业设计，具有结构紧凑、外形美观、安装便捷、检修方便的特点，摒弃了上一代控制器分体设计带来的安装繁琐、故障率高的缺陷。自带LCD液晶显示器和触感薄膜控制键盘，用户可在安装现场直接对设备进行检测和命令 *** 作，能很好满足用户使用习惯，极大方便了施工和工作人员的现场 *** 作。产品全部采用工业级接线端子，现场接线变得异常简单方便和可靠。产品内部采用工业级微电脑处理器，可以在－20℃～+70℃的环境温度下的连续运行，能适应国内绝大多数用户的使用环境。产品设计、生产全过程进行严格的质量控制，整机经过48小时以上高温老化排除了早期失效，有效地保证设备的出厂质量。该系列产品主要用于公园、园林景区、公共广场等大型室外景观照明场所。
主要功能：
遥控：8路继电器输出（用户可选），触点为交流220V10A，一组常开触点
遥信：8路隔离开关量/脉冲量输入
遥测：2路直流变送器接口（可接光照度计）
通讯：2路隔离232/485接口，符合MODBUS工业标准协议
自带12864点阵带背光LCD显示器和44触感薄膜键盘，用户可现场控制 *** 作和设置参数
内置4/8/12/16套时间方案可可独立运行，每套时间方案可与不同的继电器关联，每套时间方案有临时、节假日、周循环和日出日落（天文钟）四种控制模式
内置报警机制，可对白天亮灯夜晚熄灯报警，开关量输入报警
自带GPRS无线通信模块，能与控制中心直接建立通信连接。可与串口服务器模块互换实现局域网或光纤通信模式。
具有通信状态自检功能，用户通过键盘可直接对GPRS通信状态进行检测，包括SIM卡状态、网络信号强度、TCP通信连接等状态，用户可通过自检机制直接排除大多数设备异常情况，极大降低的现场非设备原因造成的故障几率。
智能照明控制在路灯远程照明控制中的应用
北京嘉复欣科技有限公司开发研制的GPRS无线远程路灯照明控制系统，是由先进的GPRS无线通讯网络、计算机信息管理及智能路灯控制设备等组成的分布式无线“三遥”（遥测、遥控、遥信）系统。该系统可以对全市范围内的路灯进行遥控开关灯、遥讯设备状态、遥测电流、电压、用电功率，还可以根据对所测数据的分析来判断路灯配电设备运行有无故障，对路灯亮灯率估算和计算，对线路缺相、回路接地、白天亮灯、夜晚熄灯、大面积灭灯等异常情况进行报警处理，并能通过短信及时通知给相关管理人员。通过GPRS无线远程路灯监控系统的建设可以达到如下目的：
增强应急能力：系统具有定时控制和人工控制等多种控制方式，能随时调整灯光的开/关灯时间，在遭遇极端特殊的天气情况时能通过人工控制进行应急开关灯调度。
提高城市形象：系统具有设备状态巡检和故障自动报警功能。当配电设备发生故障时，调度人员可以在数秒钟内及时了解故障发生的地点和具体情况，并及时排除工作人员进行修复。这样可以极大地减少对照明管理部门的投诉，从而进一步提高管理部门的形象。
节约电能支出：系统对开关灯状态有可检查性，能有效避免白天亮灯的情况出现。控制设备能依据一年四季的季节变化情况预置合理的开关灯时间方案，在满足对城市照明的需求时，有效地减少开灯时间，从而节约了大量的电能。
智能照明控制在亮化照明控制中的应用
北京嘉复欣科技有限公司开发研制的GPRS无线景观灯远程监控系统，是由先进的GPRS无线通讯网络、计算机信息管理及智能路灯控制设备等组成的分布式无线“三遥”（遥测、遥控、遥信）系统。该系统可以对全市范围内的景观灯设备进行遥控开关、遥讯设备状态、遥测电流、电压、用电功率，还可以根据对所测数据的分析来判断路灯配电设备运行有无故障，对线路缺相、回路接地、白天亮灯、夜晚熄灯等异常情况进行报警处理，并能通过短信及时通知给相关管理人员。通过GPRS无线景观灯远程监控系统的建设可以达到如下目的：
增强应急能力：系统具有定时控制和人工控制等多种控制方式，能随时调整灯光的开/关灯时间，在遇到有临时性或突发性的政府活动时能通过人工控制进行应急开关灯调度。
提高城市形象：政府管理部门可预先制定亮化灯光的开关灯时间方案，能够根据实际情况实时地调整开关时间方案。能够最大限度地利用现有投资实现最佳的社会效益。
节约电能支出：系统能预置合理的开关灯时间方案，可依据不同的需求设置平日模式、假日模式和重大节日模式等多种开灯模式，在满足对亮化工程的照明需求时，有效地减少了开灯时间，从而节约了大量的电能，满足政府投资项目的社会效益和经济效益。
降低运维成本：通过合理减少开灯时间，能有效延长灯具的使用寿命，可有效降低运行成本，进一步提高了经济效益。
系统主要功能
系统实现“三遥”功能：遥控、遥测、遥信；可自动巡测、手动巡测和选测（可对路继电器状态、三相电压、回路电流、有功功率、功率因数及各种直流模拟量采集）；
采用时控法控制方式进行照明控制，实现预约控制和分时控制。可设置多套时间方案以实现对每一个回路灵活的控制；可预设多种时间控制模式，包括平日模式、节假日模式和重大节假日模式；
具有设备分组功能，可按按区域对设备进行分组，从而实现分组控制。
具有健全的报警处理机制，报警内容包括：白天亮灯、晚上熄灯、配电箱异常开门、电压、电流越限、回路缺相、回路断路和线路停电等故障；当报警发生时，系统可及时地向指定手机用户发送报警信息；
支持手机用户通过短信对路灯进行开关灯 *** 作；
支持智能手机通过无线互联网接入系统进行开关灯 *** 作和设备状态查询；
支持多种组网及通讯方案选择，可支持GPRS无线通信方式、以太网通信方式、光纤通信方式；
智能照明控制在港口照明控制中的应用
港口货场目前使用高杆灯作为夜间工作照明设备。每杆高杆灯上有8-16个灯头，照明系统功率约为12KW。目前普遍采用时间控制器作为控制高杆灯开关的设备，每个时控器控制约4-8个灯头。由于各种原因港口的夜间作业不是每天有有，出于节能的考虑，如果夜间没有作业每个高杆灯仅需打开一个灯头作为夜间道路照明使用就可以了。由于高杆灯分布在货场的四周，距离管理中心有一定的距离，工作人员每次调整开关灯时间需要亲自到现场设置，当照明设备出现故障时，管理人员不能及时了解到现场的情况，也无法及时排除设备故障，这样会给港口正常生产作业带来了很多不便，甚至会有此产生安全问题。
为了很好地解决当前港口货场照明存在的问题，我公司研发的高杆灯集中监控系统以先进的无线通讯技术、计算机技术、自动化控制技术、网络技术为基础，实现了码头、港口照明作业的无线集中监控。工作人员利用该系统能够灵活地制定开关灯时间和开关灯方式，实时掌握照明设备的运行状况、及时发现照明设备故障，从而保障码头、港口的夜间作业的安全和高效。
系统能实现的功能如下：
1、遥控功能：
a、实时控制，通过手动模式实现对单路或者多路灯光的控制，可用于临时性的开关灯 *** 作。
b、预设时间方案控制，可预设多种开关灯的时间方案，能按照预先安排的生产计划周期来实现定时开关灯。
c、多种控制模式，可实现灯头全亮的夜间作业模式、单灯头亮道路照明模式和其他混合模式。
d、单控或群控，能将灯光设备分成不同的群组，通过单控或群控实现区域作业照明要求。
2、遥测功能：
终端设备可采集高杆灯的每个回路的实时工作电流、电压，系统通过轮讯的方式检查系统中所有高杆灯的运行状态，若电流或电压值出现非正常状态，上位机管理系统会立刻发出报警提示，并通过短消息发送给相关管理人员或维护人员。系统能显示具体哪一根灯杆出现了故障，方便工作人员及时到现场维修。
3、遥信功能：
中心可实时检测到现场灯光开关设备的闭合、断开状态、了解终端控制柜门打开关闭状态。
4、终端内置报警机制，可对电流、电压越限报警，继电器状态变化报警，白天亮灯、夜晚熄灯报警，报警信息可实时上传到监控中心和指定用户手机上，避免上位机通过巡检分析数据判断报警而造成报警信息滞后的弊端。
系统特点
1、能使照明设备工作在最佳效率状态下，节约电能
2、延长灯具的使用寿命
3、提高供电线路功率因数，改善供电电网质量。
4、减少人工，提高效率，节约成本
降低运维成本：系统将“巡灯查找故障”改为“值班等待报警”，减少了“巡灯”人员数量和巡检车辆损耗，降低了维护成本。通过减少开灯时间，能有效延长灯具的使用寿命，可有效降低运行成本，进一步提高了经济效益。
实现科学管理：系统能将采集到的数据自动进行存储、统计，能随时进行查询和生成各种统计报表，为管理人员提供详实地决策依据。
系统主要功能
系统实现“三遥”功能：遥控、遥测、遥信；可自动巡测、手动巡测和选测（可对路继电器状态、三相电压、回路电流、有功功率、功率因数及各种直流模拟量采集）；
采用时控法控制方式进行照明控制，实现预约控制和分时控制。可设置多套时间方案以实现对每一个回路灵活的控制；可预设多种时间控制模式，包括普通模式、按经纬度日出日落开关灯模式、节假日模式、周循环模式、二次开灯模式和超级经纬度开关灯模式（需定制）；
具有设备分组功能，可按路段或按区域对设备进行分组，从而实现分组控制。
具有健全的报警处理机制，报警内容包括：白天亮灯、晚上熄灯、配电箱异常开门、电压、电流越限、回路缺相、回路断路和线路停电等故障；当报警发生时，系统可及时地向指定手机用户发送报警信息；
支持手机用户通过短信对路灯进行开关灯 *** 作；
支持智能手机通过无线互联网接入系统进行开关灯 *** 作和设备状态查询；
自动计算亮灯率，能根据电压、电流、功率因数的变化自动进行亮灯率估算；
电子地理信息（GIS）管理功能，通过电子地图界面可对终端设备进行添加、删除、编辑、参数设置和开关灯 *** 作；
具有设备组态功能，通过图形化界面用户可以直观得获得终端设备当前运行状态和参数
查询打印功能。根据年、月、日统计数据进行查询，显示的数据均可打印；
支持多种组网及通讯方案选择，可支持GPRS无线通信方式、以太网通信方式、光纤通信方式；
智能照明控制在场站照明控制中的应用
铁路集装箱中心场区照明控制系统，采用智能调压装置、照明遥控装置，利用计算机监控技术、GSM\GPRS无线通信技术实现的铁路集装箱场区照明控制系统，该系统可对照明区域进行实时分组区，分点及全区域控制，也可按照预设时间方案作定时控制。系统控制方式灵活，节能效果显著，是实现铁路集装箱厂区等室外大面积场区节电照明工程的有效控制方法。
铁路集装箱场区面积大，需要照明的范围广。场区内一般分装卸区、堆箱区、道路及停车场等多个需要照明的区域。场内采用升高杆灯做大面积的场区照明，整个场区内照明灯具数量多，用电量大。在该铁路集装箱场区照明需要采用本地和集中两种控制方式，尤其需要一种节能的智能控制系统。
系统功能
实现高杆灯灯具的分组控制：铁路集装箱中心站作业区按集装箱作业性质划分为不同的场区，如装卸区、到达箱区、发送箱区、中转箱区和冷藏箱区等，夜晚各个场区的装卸作业时间不一定相同，需要照明的亮度和照明时长也不一样。夜晚场区内有装卸作业时才需要开启的照明灯具称为作业照明灯，夜晚场区内有无装卸作业都需要开启的照明灯具称为值班照明灯。结合中心站的照度要求，将中心站内每个高杆灯灯具分成3组，其中两组为作业照明灯，一组为值班照明灯，值班照明灯需要整夜开启，而作业照明灯则根据每个场区的作业时间的长短进行开启。系统能对3组灯具分别进行智能化实时控制，从而实现高杆灯灯具的分组控制。
实现值班照明灯的智能调压控制：铁路集装箱中心站值班照明是夜间场区视频监控摄像头的摄像照明和值班人员巡视照明，同时又是场区作业照明的一部分。值班照明灯要求天黑就开启，到第2天天亮时才关闭，照明时间长，而在整个晚上对值班照明灯的亮度要求不尽相同，例如场区有装卸作业时与无装卸作业时、天刚黑(或天快亮)时与夜间时、晴天夜晚时与阴雨天夜晚时的值班照明灯亮度要求都不同，如果将值班照明灯只采用简单的开关控制，必然造成能源浪费和运营成本增大，所以对值班照明灯采用智能节电装置进行调压稳压控制，通过调节值班照明回路的电压来控制和调整值班照明灯的功率，进而节约能源，降低运行成本，使整个夜晚使值班照明灯的照明效果达到最优化。
实现计算机或GSM-SMS(手机短信)集中控制：铁路集装箱中心站场区照明面积大，照明高杆灯数量多，对整个场区采用集中控制，便于运用管理，可减少值班人员的 *** 作劳动强度。系统由集中控制计算机、个人控制终端（手机）和智能灯光控制器组成，管理人员可通过值班室控制计算架或通过手机来实现开灯和关灯。
系统组成
铁路集装箱中心场区照明控制系统由监控计算机、个人控制终端和智能灯光控制器三个部分组成。监控计算机是高杆灯集中控制系统的主要控制管理中心，由管理人员根据需要通过计算机照明控制软件发布开关灯控制命令，控制命令经过通信网络送到高杆灯的智能控制器，智能控制器控制高杆灯接触器完成开关灯 *** 作。个人控制终端为手机，是高杆灯集中控制系统的辅助控制设备，管理人员可以在中心站场区或其他地方，通过手机短信完成对任一高杆灯的任一回路的控制。管理人员不在调度室时可通过手机对高杆灯照明进行控制。智能照明控制器安装于高杆灯配电箱(灯杆底部)内，控制器根据控制指令分合高杆灯配电箱内各回路的接触器，达到对灯具的开关控制。智能照明控制器有8个数字量输入，可以用来监视高杆灯配电箱内的各回路的工作状态，如：开灯、关灯、节能和过流等。当这些工作状态转变或有报警发生时，控制器可以将这一状态变化发给中心站调度室的监控计算机以及相关人员个人手机)。每个智能照明控制器有4-8个继电器输出，可以用来控制4-8个照明回路
系统的特点
将高杆灯灯具的分组控制、值班照明灯的智能调压控制以及高杆灯的集中控制有机地结合在一起，构成的铁路集装箱中心站场区照明控制系统，是一种集分散控制、集中控制、节能控制和手机短信控制于一体的新型智能照明控制系统，可以对中心站场区每个高杆灯的每个回路单独进行控制和检测，根据作业场区不同的照度要求开启所需的高杆灯灯具，使之达到合理有效的照明，可根据实际情况进行节能参数的设置，实现中心站场区照明节约能源的目的。
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）