專利名稱：一種共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術：
隨著城市建設的快速發(fā)展大容量變壓器和大截面電纜的廣泛應用，城市架空輸電 線向地下空間發(fā)展以成現(xiàn)實，建設電力隧道是行之有效的方法。共同溝和電力隧道是保證 城市具有可持續(xù)發(fā)展能力的重要基礎設施，是城市地下工件開發(fā)利用的重要內(nèi)容，將成為
城市基礎現(xiàn)代化建設更新與改造以及城市現(xiàn)代化建設的趨勢和潮流，有著廣闊的發(fā)展前
旦 豕。 共同溝和電力隧道為沿線數(shù)平房公里的范圍提供水、電、煤、通訊服務。共同溝容 電力電纜、通訊電纜、給水管道和燃氣管道于一體，附屬設備多，分布線路長，自動化程度也 就要求高，其運行的可靠性及安全性要求更高，所以有必要在共同溝和電力隧道內(nèi)設置火 災報警和完整的監(jiān)控管理系統(tǒng)，對共同溝和電力隧道內(nèi)的各類設備儀表系統(tǒng)的運行狀態(tài)進 行實時監(jiān)控。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種設計合理、運行穩(wěn)定、操作方便的共同溝 及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)在隧道及溝內(nèi)的潮濕環(huán)境和防爆環(huán)境下，對共同溝和電力隧 道內(nèi)的照明、排水、通風、通訊電話、含氧量、溫度、濕度、紅外線技防、門警監(jiān)控、防火門等設 備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。 本發(fā)明所述的一種共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)，用于對隧道或溝內(nèi)的各種設備儀 表系統(tǒng)進行監(jiān)控，它包括控制中心，其特征在于它還包括n個與所述的設備儀表系統(tǒng)連接 的區(qū)域控制器，且該區(qū)域控制器還通過網(wǎng)絡與所述的控制中心連接， 一方面用于對從所述 設備儀表系統(tǒng)采集的設備信號進行處理，并向所述的設備儀表系統(tǒng)輸出相應的處理信號， 同時向所述控制中心輸出相應的顯示信號和報警信號，另一方面用于根據(jù)從所述的控制中 心采集的動作信號，向所述的設備儀表系統(tǒng)輸出相應的控制信號，其中，n為自然數(shù)。
在上述的共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的區(qū)域控制器包括依次連接的輸入 單元、計算單元和邏輯控制單元，其中 輸入單元，用于接收從所述設備儀表系統(tǒng)輸出的設備信號和從所述控制中心輸出 的動作信號，并輸出相應的啟動信號； 計算單元，用于對從所述輸入單元接收到的啟動信號進行模擬量或開關量計算， 并向所述控制中心輸出顯示信號； 邏輯控制單元，用于根據(jù)預設值，對從所述計算單元輸出的計算信號進行比較判 斷，一方面向所述設備儀表系統(tǒng)輸出相應的處理信號和控制信號，另一方面向所述控制中 心輸出相應的報警信號。 在上述的共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的用于連接區(qū)域控制器與控制中心
3的網(wǎng)絡為光纖快速以太雙環(huán)主干網(wǎng)。 在上述的共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的控制中心包括以太網(wǎng)絡集線器和 分別通過以太網(wǎng)與之連接的網(wǎng)絡服務器、通訊計算機、管理計算機、監(jiān)控計算機、通訊控制 器和分別與所述通訊計算機、管理計算機、監(jiān)控計算機連接的外圍設備。 由于采用了上述的技術解決方案，本發(fā)明通過多個區(qū)域控制器與共同溝及電力隧 道內(nèi)各類現(xiàn)場設備連接，掛在在總長近20公里的抗干擾性能極佳的雙環(huán)光纜網(wǎng)上，再通過 兩級計算機網(wǎng)絡連接到控制中心，把共同溝及電力隧道內(nèi)多種信息、數(shù)據(jù)匯總到控制中心。 控制中心也能對隧道及溝內(nèi)的各種設備實施自動和遠動操作。在控制中心，設置計算機控 制操作界面、火災報警控制器及模擬顯示屏或投影屏等，共同溝及電力隧道內(nèi)的各種檢測 數(shù)據(jù)、設備運行狀態(tài)等均顯示在計算機屏幕和模擬屏或投影屏上。本發(fā)明設計合理，研究優(yōu) 良，用戶界面友好，具有安全、可靠、穩(wěn)定、操作方便、擴展靈活的特點，完全達到了原設計的 各項設計要求，其監(jiān)控功能達到了國際先進水平。
圖1是本發(fā)明一種共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖； 圖2是本發(fā)明一種共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)中區(qū)域控制器的結構框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，對本發(fā)明進行詳細說明。 請參見圖1、圖2，本發(fā)明，即一種共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)，用于對隧道或溝內(nèi) 的各種設備儀表系統(tǒng)10進行監(jiān)控，包括控制中心1和n個與設備儀表系統(tǒng)10連接的區(qū)域 控制器2，且該區(qū)域控制器2還通過光纖快速以太雙環(huán)主干網(wǎng)(TCP/IP協(xié)議)與控制中心l 連接， 一方面用于對從設備儀表系統(tǒng)10采集的設備信號進行處理，并向設備儀表系統(tǒng)10輸 出相應的處理信號，同時向控制中心l輸出相應的顯示信號和報警信號，另一方面用于根 據(jù)從控制中心1采集的動作信號，向設備儀表系統(tǒng)10輸出相應的控制信號，其中，n為自然 數(shù)。 區(qū)域控制器2包括依次連接的輸入單元21、計算單元22和邏輯控制單元23，其 中 輸入單元21，用于接收從設備儀表系統(tǒng)10輸出的設備信號和從控制中心1輸出的 動作信號，并輸出相應的啟動信號； 計算單元22，用于對從輸入單元21接收到的啟動信號進行模擬量或開關量計算， 并向控制中心l輸出顯示信號； 邏輯控制單元23，用于根據(jù)預設值，對從計算單元輸出的計算信號進行比較判斷， 一方面向設備儀表系統(tǒng)10輸出相應的處理信號和控制信號，另一方面向控制中心1輸出相 應的報警信號。 控制中心l包括以太網(wǎng)絡集線器ll和分別通過星形結構的100Mbps以太網(wǎng)(TCP/ IP協(xié)議)與之連接的網(wǎng)絡服務器12、通訊計算機13、管理計算機14、監(jiān)控計算機15、通訊控 制器16和分別與通訊計算機13、管理計算機14、監(jiān)控計算機15連接的外圍設備17。
在控制中心1中，監(jiān)控計算機15通過100Mbps光纖快速以太雙環(huán)主干網(wǎng)接受由
4區(qū)域控制器2采集的信號，計算機的彩色顯示器上能生動地反映出隧道及溝內(nèi)各設備的狀 態(tài)、儀表檢測數(shù)據(jù)、照明系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)并報警。監(jiān)控計算機15同時還向區(qū)域 控制器2發(fā)送控制信號，來啟停各種現(xiàn)場設備，實現(xiàn)對各種設備的遠動操作。網(wǎng)絡服務器 12負責管理協(xié)調(diào)控制中心1的工作，完成對其他外接的監(jiān)控子系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的儲存。管理 計算機14與打印機等外部設備17連接，可完成歷史數(shù)據(jù)的查詢和顯示，生成和打印各類運 行管理報表。通訊計算機13可以連接火災報警控制器、背投式投影儀或模擬屏等外部設備 17，可以用于采集火警信號，以及通過火災報警控制器處理平時通風設備的啟?；蛘哂糜?在背投式投影儀或模擬屏上直觀地顯示隧道及溝內(nèi)各種設備的運行情況，以及時了解災情 和非法入侵的發(fā)生。 在本發(fā)明中，光纖快速以太雙環(huán)主干網(wǎng)沿隧道及溝敷設，每個現(xiàn)場區(qū)域控制器2 可以安裝在區(qū)域控制柜內(nèi)，通過所配置的兩個環(huán)網(wǎng)集線器(即工業(yè)級快速以太網(wǎng)卡軌式交 換機)與光纖快速以太雙環(huán)主干網(wǎng)相連。本發(fā)明可以對布置在每個防火分區(qū)的排水泵、照 明設備、風機、風道閥門、紅外入侵報警裝置、環(huán)境溫度、濕度、氧檢測儀表等機電設備和儀 表進行數(shù)據(jù)采集，檢測集水井內(nèi)液位上限報警信號，并通過相應的區(qū)域控制器2向監(jiān)控計 算機15傳送數(shù)據(jù)；區(qū)域控制器2同時接受控制中心1的命令，向執(zhí)行機構發(fā)送控制信號，控 制風機、泵的啟停，以及相應防火風區(qū)照明設備總開關的分合等。 本發(fā)明經(jīng)過在隧道及溝內(nèi)的潮濕環(huán)境下連續(xù)實際運行表明，本發(fā)明已達到了以下 技術指標數(shù)據(jù)掃描周期《500ms ;數(shù)據(jù)傳輸時間《500ms ;控制命令傳送時間《ls ;事件 分辨率《10ms。環(huán)境參數(shù)指標含氧量^ 20% ;溫度《40°C ;濕度90% RM。
綜上所述，本發(fā)明具有下列優(yōu)點 1、國內(nèi)目前單一系統(tǒng)較多，但將數(shù)個不同類型的系統(tǒng)通過各種協(xié)議組成一個既能 相互支持，又能相對獨立的系統(tǒng)在國內(nèi)還無先例，本發(fā)明通過制定統(tǒng)一的軟硬接口協(xié)議及 操作平臺，可以使各外接監(jiān)控子系統(tǒng)都具有開放互聯(lián)性。 2、長距離使用雙冗余遠程PLC光纖網(wǎng)，還采用了 PLC多重冗余技術使得每一臺區(qū) 域控制器都具備全部PLC的功能，該技術的應用開發(fā)不僅可使系統(tǒng)傳輸效率、可靠性、抗干 擾能力及速度等方面得以較大提高，而且也是我國遠動控制達到世界級的水平。
3、現(xiàn)實網(wǎng)絡中開放的數(shù)據(jù)庫互聯(lián)，使數(shù)據(jù)庫管理水平達到當前世界級水平。
4、控制模式是體現(xiàn)系統(tǒng)好壞的一個最重要標志，本發(fā)明可外接其他監(jiān)控子系統(tǒng)， 且各子系統(tǒng)都獨具自己的控制方式。 5、在隧道內(nèi)高度潮濕和結露的環(huán)境下，采用了區(qū)域控制器多重冗余技術以降低區(qū) 域控制器在惡劣環(huán)境下失效的風險，完成溫度、氧氣等監(jiān)測的多重冗余，以及防火、防盜等 防災設施的多重防控，實現(xiàn)了無人值守的全自動化功能。 以上結合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據(jù)上 述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應構成對本發(fā)明的限定，本 發(fā)明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)，用于對隧道或溝內(nèi)的各種設備儀表系統(tǒng)進行監(jiān)控，它包括控制中心，其特征在于它還包括n個與所述的設備儀表系統(tǒng)連接的區(qū)域控制器，且該區(qū)域控制器還通過網(wǎng)絡與所述的控制中心連接，一方面用于對從所述設備儀表系統(tǒng)采集的設備信號進行處理，并向所述的設備儀表系統(tǒng)輸出相應的處理信號，同時向所述控制中心輸出相應的顯示信號和報警信號，另一方面用于根據(jù)從所述的控制中心采集的動作信號，向所述的設備儀表系統(tǒng)輸出相應的控制信號，其中，n為自然數(shù)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的區(qū)域控制器包括依次連接的輸入單元、計算單元和邏輯控制單元，其中輸入單元，用于接收從所述設備儀表系統(tǒng)輸出的設備信號和從所述控制中心輸出的動 作信號，并輸出相應的啟動信號；計算單元，用于對從所述輸入單元接收到的啟動信號進行模擬量或開關量計算，并向 所述控制中心輸出顯示信號；邏輯控制單元，用于根據(jù)預設值，對從所述計算單元輸出的計算信號進行比較判斷，一 方面向所述設備儀表系統(tǒng)輸出相應的處理信號和控制信號，另一方面向所述控制中心輸出 相應的報警信號。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的用于連接區(qū)域控制器與控制中心的網(wǎng)絡為光纖快速以太雙環(huán)主干網(wǎng)。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的控制中心包括以太網(wǎng)絡集線器和分別通過以太網(wǎng)與之連接的網(wǎng)絡服務器、通訊計算機、管理計 算機、監(jiān)控計算機、通訊控制器和分別與所述通訊計算機、管理計算機、監(jiān)控計算機連接的 外圍設備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種共同溝及電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)，用于對隧道或溝內(nèi)的各種設備儀表系統(tǒng)進行監(jiān)控，它包括控制中心和n個與所述的設備儀表系統(tǒng)連接的區(qū)域控制器，且該區(qū)域控制器還通過網(wǎng)絡與所述的控制中心連接，一方面用于對從所述設備儀表系統(tǒng)采集的設備信號進行處理，并向所述的設備儀表系統(tǒng)輸出相應的處理信號，同時向所述控制中心輸出相應的顯示信號和報警信號，另一方面用于根據(jù)從所述的控制中心采集的動作信號，向所述的設備儀表系統(tǒng)輸出相應的控制信號，其中，n為自然數(shù)。本發(fā)明實現(xiàn)了在隧道及溝內(nèi)的潮濕環(huán)境和防爆環(huán)境下，對共同溝和電力隧道內(nèi)的各類設備儀表系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。
文檔編號G05B19/418GK101763076SQ20081020788
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權日2008年12月26日
發(fā)明者何義明, 姚勝東, 李澄, 李紅, 楊湛瑩, 沈毅, 王佳斌, 黃建民 申請人:上海電氣自動化設計研究所有限公司