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电厂微机综合操作及视频监控系统技术方案珠海优特电力科技股份有限公司二oo七年三月大唐托电 *微机综合操作系统、视频监控系统* 1第 1 页 共 19 页大唐托电 *微机综合操作系统、视频监控系统* 1. 工程概况参照一次主接线图。2. 设计参照标准 dl/t5136-2001 火力发电厂变电所二次线设计技术规程 dl/t5137-2001 电测量及电能计量装置设计技术规程 dl/t5149-2001 220500kv变电所计算机监控系统设计技术规程 gb/t2423-1989 电工电子产品基本环境试验规程 dl/t687-1999 微机防止电气误操作装置通用技术条件 dl 411-91 镶嵌式电力调度模拟屏通用技术条件 gb 7266-87 电力系统二次回路电气控制屏柜基本尺寸 dl/t634-1997 远动设备及系统第5部分传输规约第101篇基本远动任务配套标准 dl/t667-1999 远动设备及系统第5部分传输规约第103篇继电保护设备信息接口配套标准 民用闭路监视电视系统工程技术规范gb501998-94; 火力发电厂与变电所设计防火规范gb-50229-96; 工业电视系统工程设计规范gbj115-87; ga/t 74 安全防范系统通用图形符号 gb 12663 防盗报警控制器通用技术条件 ga/t 368 入侵报警系统技术要求 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定ndgj8-89; 电子设备控制台的布局、型式和基本尺寸; 高频干扰试验iex255-22-1; 辐射电磁场干扰试验iex255-22-3; 静电放电干扰试验iex255-22-3;3. 系统使用环境 环境温度:户内设备 20+60 户外设备 25+60 相对湿度:日平均95,月平均90 海拔高度: 2000m 抗冲击强度:6g 操作回路电压:500v 综合操作屏供电电压: 220v10交流4. 系统方案本方案中共包含两个子系统,即:1)ut-2000c型微机综合操作系统;2)ut-2000ys型视频监控系统。4.1 系统结构图4.2 系统说明1) 在主控室中安装一套ut-2000c综合操作系统,实现如下功能: 对电站内一次设备开关、刀闸等的监视; 和本站微机监控系统实时通讯,获得设备运行状态; 实现对综合操作屏上所显示的设备的强制性五防闭锁功能; 对所有550kv、220kv升压站及6kv开关及电动刀闸,远方操作采用遥控闭锁装置实现对设备的遥控分、遥控合的闭锁,就地操作采用电编码锁闭锁; 550kv、220kv接地刀闸操作机构采用电编码锁闭锁就地电动操作机构,采用机械锁闭锁手动操作机构; 高压厂用电源开关及6kv出线及分段开关采用遥控闭锁装置实现远方和就地的闭锁; 手动操作的刀闸、地刀采用机械编码挂锁进行闭锁。 临时接地线闭锁由地线头、地线桩、机械编码挂锁配合构成,现场需将地线桩焊接在临时接地点上。 所选配的锌合金挂锁锁底配有镶入式盖板,具有防水、防冻、防腐蚀、抗冲击且无锈蚀、无卡涩现象,经久耐用、使用灵活、安装方便。 电编码锁、机械编码锁能适应变电站内各种运行方式,在紧急状态下,可通过电解锁钥匙及机械解锁钥匙对其进行解锁操作。 在主控室设置五防工作站。实现操作票打印功能; 实现线路的验电功能; 配置钥匙管理机实现对解锁钥匙的管理功能。2) 在厂内安装一套ut-2000ys型视频监控系统,实现如下功能: 对该站的主控楼、发电机出口开关、主变、gis、电缆层及围墙等实行实时视频监控; 将视频信号传输给视频工作站和模拟屏上的液晶电视,实现视频监视功能。 在对模拟屏上的开关进行模拟、操作的过程中,可以联动相关的开关的视频图像,显示在模拟屏上的液晶电视。5. ut-2000c型微机综合操作系统功能ut-2000c微机综合操作系统是珠海优特公司自主研发生产的新型自动化设备。改系统可以将传统电气监控模式中的“返回屏”、“微机防误闭锁屏”、“控制屏”三种功能集中于一体,非常适合我国现行的两票三制管理制度。该系统主要由以下几部分构成 ut-2000综合操作屏(安装有工控主机、灯开关、潮流显示器、闪光报警器、汉字显示器等) 操作票专家系统(安装在五防工作站上) 电脑钥匙 闭锁锁具 遥控闭锁装置 通讯接口5. ut-2000综合操作屏功能 ut-2000综合操作屏可将“信号返回屏”、“模拟屏”、“操作屏”三种功能合为一体,具备监控界面清晰、使用维护方便、安全可靠性高等优点,其主要功能如下:1)信号返回屏正常运行情况下,ut-2000综合操作屏工作在信号返回屏状态。各类信号返回的流程如下图所示: 设备运行状态显示:通过安装在屏上的各种样式的灯开关来表示各种一次设备的运行状态。 电气参数显示:通过安装在屏上的潮流显示器显示一次设备的模拟量参数。来当地监控系统(或测控装置)的各类电气量以数字方式的形式在潮流显示器上实时显示出来。 告警信号:通过安装在屏上的闪光报警器可以显示站内各种事故预告信号,可配置不同类型的信号,用不同的音响、灯光提示值班人员。 视频信号显示:通过和视频监控系统的接口,通过屏上的图像监视器实时监视设备运行状态,并可通过按压屏上灯开关控制摄像机,对设备进行监视。 安全天显示:屏上安装有安全日计数器,可以和gps对时。显示内容包括:系统时间(年月日、时分秒),安全运行天数。可安装在屏上的四位小键盘,手动安全天数的显示。 发光母线功能:屏上的主母线采用发光母线,可根据母线的带电状况自动亮、灭。 其他:屏上安装湿度、温度显示装置及相应的变送器,实现对站内的湿度、温度的显示功能。2)微机防误闭锁屏当运行值班人员接到操作任务时,可利用“模拟屏”功能配合操作票专家系统、电脑钥匙、闭锁锁具、遥控闭锁装置等保证倒闸操作顺序的正确。其原理流程如下图: 模拟预演和操作逻辑的判断:运行人员在进行倒闸操作之前,应按照操作票内容先到综合操作屏上逐项进行模拟预演。在屏上进行模拟预演时,模拟屏工控主机自动对每项操作进行五防判断,只有符合正确操作逻辑的模拟项才能够确认通过。遇到错误的模拟项时,以声响文字方式给运行人员提示。 强制性五防闭锁:综合操作屏配合电脑钥匙和各类闭锁锁具,能够达到强制操作人员在倒闸操作过程中遵照安规的要进行,严格杜绝各类误操作。 仿真模拟预演:综合操作屏可做为仿真系统,模拟对设备操作情况,方便运行人员培训。 多任务操作:允许多个操作班组同时倒闸操作,且各组之间的操作无相互联系,操作时不必考虑各任务彼此间的顺序。3)控制屏功能 在综合操作屏可以直接对设备进行操作,主要有智能软手操方式和电脑钥匙操作方式,其原理如下: 智能软手操方式:即通过按压屏上的灯开关元件完成对电动设备的操作。在正确模拟预演之后,可在综合操作屏上按照模拟预演的顺序对需要操作的设备逐项给出闪光提示,不遵守模拟预演顺序进行的操作将被禁止。操作时,灯开关式的智能软手操方式接近于常规控制屏通过kk把手进行操作的方式,具备“预合”、“预分”等状态提示,可将控制命令发送给监控系统,由监控系统实现遥控操作。 电脑钥匙操作:对于手动操作设备,综合操作屏可将模拟预演形成的操作票传输到电脑钥匙中,由操作人员持电脑钥匙对这类设备进行手动的操作。 唯一操作权:保证操作权在综合操作屏、监控系统、调度系统之间平滑转移,防止因多个操作点权限不清造成的误操作。 id码身份校验:id码作为使用者身份的标志,必须插入经过授权的id码钥匙才可以进行操作。5. 遥控闭锁功能对于站内的550kv、220kv升压站及6kv开关及电动刀闸采用遥控闭锁装置进行闭锁。发电厂内由dcs系统操作控制的断路器,采用通过与dcs系统通信实现遥控闭锁;断路器的就地操作采用遥控闭锁控制器(或电编码锁)进行闭锁。实现遥控操作的整个遥控操作过程应实现1)接点串连闭锁、2)操作双机控制、3)操作权确认4)冷备用闭锁等功能。遥控闭锁装置由遥控闭锁控制器和遥控闭锁继电器两部分组成。遥控闭锁控制器通过一对屏蔽双绞线实现对遥控闭锁继电器的管理。通过把遥控闭锁继电器的常开接点串连在遥控、就地操作的控制回路中,实现对电动设备操作的强制闭锁。采用遥控闭锁继电器闭锁电动隔离开关、电动接地刀闸时,其改线原理同断路器闭锁回路相似,只要保证合、分动作的电气操作回路被遥控闭锁继电器闭锁即可。遥控闭锁继电器应该同时具备传统的电编码锁的功能。遥控闭锁装置的操作模式如下:1) 就地操作模式:类似传统电编码锁解锁操作方式进行解锁操作;2) 遥控操作模式下:方式1:由五防和监控系统共同完成。首先,由五防系统通过遥控闭锁装置导通遥控操作设备的控制回路。其次,由五防系统对监控系统实现软解锁。最后,由监控系统实现设备的遥控操作。方式2:由监控系统独立完成。首先,通过人工干预和监控系统内部的五防逻辑判断验证此遥控设备的可操作性,其次,通过遥控闭锁装置导通遥控设备的控制回路。然后,在监控系统的人机交互防误操作的界面上对要操作的遥控设备进行操作权确认。最后,由监控后台通过前置机、遥控出口实现遥控操作。方式3:由ut-2000综合操作系统完成。首先,在ut-2000综合操作屏上对要操作的遥控设备进行模拟。其次,由ut-2000综合操作系统的五防主机授权遥控闭锁装置导通遥控操作设备的控制回路。最后,由ut-2000综合操作系统通过通信机实现遥控操作。5. 操作票专家系统功能利用操作票专家系统软件,可编制典型票和自定义票应,对照灵活方便。操作票可在线修改和保存,编制操作票可与模拟操作同步实施。应选用简单易学的制作平台,使运行人员可以轻松地维护系统。应采用开放型软件系统,应具备传输、查询、打印及维护功能,可按用户要求格式打印输出操作票(含二次操作项)。1)多种开票方式开操作票:可采用图形开票、手工开票、预存操作票调用和典型操作票引用等方式,开出并打印包括二次操作内容在内的倒闸操作票;可实现仿真模拟预演;2)数据库管理功能:如设备编号、常用开票术语、保护屏数据、人员、操作票格式等多种数据维护、扩充和修改;3)统计报表:如对操作班组和操作票的各项报表的统计、查询和打印等;生成打印后,系统图不变位。4)可靠性高:本系统从整体结构设计阶段到用户界面设备,程序编制和代码生成等阶段都充分考虑了系统总体的可靠性指标,系统的可靠性高。5)可操作性:本系统用户操作界面为图形界面,汉字操作提示,所有的子系统都有即时帮助功能,操作简单和使用。直观反映当前一、二次设备的运行状态,五防闭锁严格,功能强大实用。6)可维护性:可提供用户自维护软件,使用户能及时、方便地对系统运行方式的改变及设备增减作出相应修改。5. 电脑钥匙功能本工程中采用的电脑钥匙应具有“无限编码、无线采码”技术,与综合操作屏配合使用。电脑钥匙应具有录音功能,当操作人员对设备进行操作时,可以同步录下操作时监护人和操作人的唱票复核过程。其主要性能要求如下:l 使用环境温度: 液晶显示器 -30+60l 环境相对湿度 日平均95%,月平均90%l 电源:3.6v高容量可充电锂离子电池,标配1000mahl 静态工作电流: 15mal 开锁时最大电流: 300mal 识别编码锁个数: 无限l 允许通过操作回路电流: 3ma5al 抗静电强度: 1500vl 抗射频干扰强度: 50db(uv/m)l 抗电源端子传输干扰强度: 70db(uv)l 抗冲击强度: 6gl 操作回路额定电压: 220 交、直流l 抗环境红外线强度:波长850980nm时,不小于0.8mw/cm2。l 一次接收操作内容: 3000帧l 操作票存储容量 1mbl 录音记录时间 6小时l 外形尺寸: 1427131 mml 平均无故障时间()50000hl 防雨、防尘等级达到gb 4208-84规定的 ip62等级要求5.5 utysj微机型钥匙管理功能5.5.1概述目前,许多变电站、发电厂采用了微机防误闭锁装置,这些装置的运行为电力生产的安全进行提供了有力的保障。但当微机防误闭锁装置出现故障解锁时,对解锁钥匙的管理,一直没有很好的方法,易导致误操作的产生。优特公司为此开发了utysj微机型钥匙管理机,较好的解决了这一问题。utysj微机型钥匙管理机可以管理电解锁钥匙、跳步钥匙、机械解锁钥匙。用户使用非接触射频ic卡作为身份识别和授权工具,支持权限灵活组态。通过先进的红外检测技术准确记录用户借出或归还钥匙的日期和时间,记录详细而准确,大大减化了人工管理这些设备的繁琐,是微机防误闭锁装置管理的好帮手。5.5.2功能及性能介绍 解锁钥匙存取记录功能软件记录用户操作情况,记录准确,容量大,可存储多达10000条操作记录,采用循环覆盖存储模式。 解锁钥匙存取记录浏览功能大屏幕工业级图形液晶显示屏幕(160 80),全菜单用户操作界面,操作直观方便。 多级用户权限设定功能可设定超级、一般等3个不同级别的用户权限,不同操作视权限而定。 非接触卡用户管理功能采用先进的非接触卡作为开门工具,用户可自行设定用户卡的权限,增加、删除授权卡。 数据通讯接口功能本装置提供串行接口,可将操作记录,用户设定传输给其它设备使用。 掉电保护时钟日历采用锂电池供电,在断电情况下时钟可以继续准确运行。可由超级用户设定修改日期时间。 非接触检测技术采用红外线动态检测技术,在线检测解锁钥匙,使用可靠,寿命长。 宽电压设计采用工业级电源模块,可以长时间不断电连续工作,输入电压范围:90264acv、120370dcv。 全金属外壳设计全金属喷朔外壳,经过特殊防锈处理,坚固耐用,美观大方。 led照明系统设计采用高亮度led发光管照明设计,光色柔和明亮,节能耐用。 薄膜键盘设计6个小薄膜按键设计,操作简单快捷,美观实用。5.6通讯接口ut-2000c型微机综合操作系统支持与各种自动化设备接口,实现在线监控操作及远方操作等各种方式下对一次设备的强制闭锁及设备状态的资源共享。 支持多种通讯规约如cdt、1801、优特规约等,也可根据用户提供的规约文本进行开发。 支持多种网络方式如以太网、rs232串口、rs485串口等。5.7 综合操作屏的外观尺寸1)尺寸: 按贵公司要求2)颜色:按贵公司要求5.8与iv型微机防误操作系统的比较l ut-2000型微机防误操作系统特点ut-2000型装置采用计算机大屏幕显示器为操作界面,将工控主机板、防误闭锁软件及传输口等设备置于计算机中,通过显示屏模拟预演操作。可自行绘制与修改主接线图;可定义与修改五防闭锁关系程序。通过与监控系统通讯接口,实现一次设备的自动对位功能,并将正确的操作内容传输至电脑钥匙中。系统防误软件操作平台采用windows操作系统,软件包括操作系统、编译系统、诊断系统以及各种软件维护、开发工具等。编译系统支持多种编程语言,易于与系统支撑软件和应用软件接口。整个系统具有良好的防病毒、抗干扰、无死机的防护措施,使用方便可靠、快捷灵活,安装、维护方便。ut-2000型系统软件中预先编写了变电站电气一次系统接线模拟图和所有设备的操作规则;系统可通过监控系统得到现场的设备实际状态(系统本身也具备记忆功能),当运行人员在计算机模拟图上模拟预演时,计算机就根据预先编写好的规则对每项操作进行判断,拒绝执行违反“五防”原则的操作,预演结束后将所预演正确的操作内容传输到电脑钥匙中,然后运行人员就可以拿着电脑钥匙到现场倒闸操作。操作时,运行人员按照操作票的顺序,对应电脑钥匙上显示的设备名称,将电脑钥匙插入相应的编码锁内,通过其探头检测操作的对象是否正确,若正确则显示正确提示信息,同时开放其闭锁回路或机构,这时就可以进行倒闸操作。ut-2000型微机防误操作系统的突出优点是配置比较灵活,安装简单。一次主接线图更改方便。但其缺点也不容忽视:1)pc机采用开放式结构,易受病毒感染,易出现死机,不易维护。2)对运行人员素质要求相对较高。3)受显示屏大小尺寸限制,一次主接线图不够直观,只能局部显示,或放大显示。l 推荐产品ut-2000c型微机综合操作系统特点:ut-2000型微机综合操作系统是我公司的几十名科研人员历经三年、耗资1000多万元研制成功的高科技数字化产品,且已广泛使用于电力、石化、冶金等行业的自动化控制领域。该产品已于1999年7月通过了国家电力公司科技环保部的新产品技术鉴定及国家电力公司电力规划设计总院的技术评审,技术条件全部达到了国家的有关标准。如与其它厂家产品相配合,具有良好的开放性和实现信息资源共享等特点。国内著名的葛洲坝电厂、新安江电厂、珠海发电厂、三门峡电厂、邹县电厂、绥中电厂等许多重点工程项目均选用了该系统。ut-2000型综合操作系统具有其不可比拟的特点,综合起来就是: 直观方便、简单可靠、易于扩展、经济实用1) 系统设计先进、可靠 系统为分层分布式设计,采用rs485网络结构,多级容错机制,可带电拔插灯开关元件,便于维护。 基于实时多任务操作系统(rtos)概念设计,系统主体软件体系结构可管理多个系统任务执行,可靠性高。 采用数据与程序分离的设计思想,程序的修改不影响系统主体数据结构的整体性。 系统数据分级管理,系统安全性高。 采用c语言编程,独立通讯模块设计,质量可靠,具有良好的开放性,易于与其他厂家进行接口,实现信息共享。 采用id码钥匙实现唯一操作权功能,进行操作权闭锁,在同一时刻仅许可一种操作的进行,从而进一步防止了误操作的发生,提高了操作的安全性。2) 有机结合、功能强大 三屏合一,多功能有机结合,适用范围广:将五防闭锁模拟屏、常规控制屏、信号返回屏三屏合一,集微机监控功能、五防模拟功能、常控制屏操作监视功能、备用操作系统功能和信号返回功能融于一体,给运行人员提供了一种清晰、简便、可靠的运行手段,简单实用、可靠性高,综合经济效益显著。 操作方式灵活多样,可靠性高:实现了调度遥控操作、模拟屏上手动智能操作(软手操)、后台机操作、事故情况下直控操作(强电手操)、电脑钥匙现场操作五种操作方式有机的结合和转换,使用方便,可靠性高。3) 使用直观方便 具有灯光显示、触摸操作的功能,屏上装有小键盘,便于状态设置、装置维护、事故查询,屏面整齐、美观。 正常情况下,综合操作屏相当于一面实时显示的返回屏,可自动实时在线对位,自动刷屏,无须手动对位。4) 易于扩展本系统扩容升级潜力大,可以很方便的升级为综合自动化系统,实现遥调、遥视功能。并可实现与当地后台机互为备用的操作方式,增加了系统安全运行的可靠性。6、 ut-2000ys视频监控系统功能本视频监控系统可以分为两层:视频控制层和视频终端层。视频分控层设在监控室内,运行人员可对站内的设备情况及相关区域进行监视。视频终端层设在厂内主要监视区,用于采集各区域的视频信号。6.1 系统功能1) 图像采集:通过视频终端层的摄像机进行图像的采集、预处理、编码和上送;2) 监视功能:对本厂各个部份及设备实现视频监视;3) 控制功能:控制摄像机云台的旋转,焦距的调节等;4) 报警功能:系统中的任何前端设备告警时,视频监控主站的主画面可显示该远端设备报警点联动的视频图像,并有声音提示。5) 报警联动功能:当监控系统有重要报警出现后,视频监控系统能够提示报警,联动报警画面,自动轮询报警画面。同时可以选择规定的画面进行查看。报警画面也可根据信号的重要性优先将重要的告警画面推出,并具有报警画面的冻结功能。6) 图像存储和回放:可对活动的图像存盘,并记下当时的时间和地点信息,需要时可以回放。7) 通讯接口:系统支持以太网端口和tcp/ip协议,可以通过应用软件或浏览器设置参数、实时浏览视频和音频信号、查看视频设备状态,可以通过网络报警,可以通过网络存储压缩码。可以通过网络远程升级,实现远程维护。并能能满足网上多个用户同时接入。8) 和综合操作系统配合:可将本视频监控系统中的两台监视器(32寸液晶电视)安装在综合操作屏上,视频监控系统可将图像传输到视频监视器上显示。另外,配置一台投影仪,在特殊情况下,需要使用投影仪来进行视频监视。操作人员可以通过按压综合操作屏上的灯开关直接控制摄像机云台和焦距,在监视器上看到对应设备的图像。 9) 数据共享:可以和微机监控系统共享数据。6.2 性能指标 系统平均无故障时间:50000小时 图像质量:cif格式(15帧/秒) 图像压缩质量:不低于dvd质量 视频信号制式:pal或ntsc 网络协议:tcp/ip 报警方式:在视频监控主站及网上授权的任何一台计算机可以以声、光、电等方式报警。 控制切换至图象响应时间:小于0.5秒 报警响应至屏幕显示时间:小于0.5秒 系统具备自诊断功能 系统可用率:大于99.9%6.3视频监控系统软件功能 供方提供的图像监控系统软件应是以微机技术、网络技术和多媒体技术为基础的数字视频监控系统。提供强大的系统分散配置、集中管理构架,面向未来宽带广域网的web浏览模式,强大多路图像处理、显示功能,方便的摄像机控制功能,完善的用户管理功能,完善的控制优先权机制,强大的系统分组功能,完善的录像、检索和回放功能,完善的事件日志功能。6.4 视频监控软件功能说明系统采用(client/se2000yser)结构,具备运行tcp/ip协议网络通讯功能,具有网络通信状态的自动监测功能。设备通信线路异常、设备故障和监控中心网络通讯功能,具有网络通信状态的自动监测功能。设备通信线路异常、设备故障和监控中心网络通信中断时,系统自动告警,通知有关人员及时处理。1)视频图像采集和处理功能电厂现场需要监视的设备和场景,由一体化球形彩色摄像机进行视频图象的采集,采用专用视频压缩芯片,画质清晰。图像采用mpeg4图像压缩方式(用户选择),文件更小,可以很方便的利用网络进行传输并提供给视频工作站进行存储。2)控制功能 u 视频监控主站可对所接入的带云台的变焦彩色摄像机或一体化球形彩色摄像机进行控制,根据需要调节方位、焦距、光圈,并可对预置点等进行设置和调整。u 视频监控主站可对接入视频监控系统的电厂照明灯进行开灯、关灯控制。u 视频监控主站可对接入视频监控系统的安防装置进行设防、撤防。u 视频监控主站可根据用户要求设置不同等级的控制权限。用户可以被管理员分等级设控制权限,当多个用户同时想控制某个摄象机时,系统规定优先级高的人可以控制,优先级低的人不能控制,但可以浏览图象。u 视频监控主站可进行控制记录存盘,也可按时间、地点、操作者分别查询。u 视频监控主站控制功能具有完善的自我保护,当某种操作进行时,与之相斥的操作被闭锁,以防止非法操作对系统造成破坏。3) 视频显示功能 u 视频监控主站的显示器上可监视系统所接入各摄像机拍摄的画面,视频画面上有明显的地点及时间标识。画面大小能随意调整,能方便地选择视频源。u 视频画面可进行分割,在一幅画面最多可显示16路视频源图像。u 可通过鼠标可以方便地选择所需监视的视频图像,并可进行放大实时监控。u 用户可将一个工作组内的所有监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换。也可在一个图像框内轮巡显示全部的摄像机画面。不同监控客户可以轮巡相同或者不同工作组的监控现场,画面切换间隔时间可灵活设置。画面间隔时间可任意调节。u 视频图像冻结功能。在系统实时监控时,提供手动抓图的快捷键。用户可以在监控的同时,将一些重点情况保存成jpeg文件,并可通过通用的看图工具,如acdsee、画图板等工具观看图片。u 具有电子地图功能,可显示各子站摄像头的安装位置以及预制位的设定。点击相应镜头图标自动切换到当前摄像机位置,便于用户方便、直观的了解摄像机的分布情况。发生报警时,报警器颜色发生变化,快速注明发生危险的位置。4)报警功能 u 当某个远端设备

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