某某风电场环境远程监控系统技术方案书.doc

某某风电场环境远程监控系统技术方案书 风电场环境远程监控系统技术方案书目 录一需求分析3二建设目标3三系统整体规划设计431 设计依据432 设计原则533 体系架构634 应用架构835 数据架构836 部署架构8四系统功能说明941 环境远程监控系统功能9com 电子地图9com 风电场环境远程监控系统的监控管理10com 门禁集中管理16com 报表集中管理17com 事件集中管理17com 知识库管理18com 集中维护1842 权限管理功能1843 告警管理功能1944 报表管理功能2145 个性化管理功能2146 数据管理功能2247 远程访问功能2248 系统安全性23com 不间断稳定运行23com 通讯线路网络化25com 双机冗余热备25com 多级权限管理26com 实时日志功能26com 抗干扰性2749 监控软件接口及集成27com 串口总线接口28com TCPIP协议接口28com OPC系统网关接口29com SNMP协议接口29com 数据库接口29410 系统性能指标30五系统功能特点31六主要设备介绍33一需求分析随着我国风电行业的大力发展风电场风机的数量日益增加针对风电场风机分布区域广数量多其设备安全保障运行维护运维人员的安全高效我公司针对风电行业自身特点和需求推出了适用于风电行业的环境远程监控系统环境远程监控系统应用远程通讯技术视频技术红外成像技术网络技术控制技术遥测遥视技术实现风电场升压站设备机房及控制中心的动力设备环境安防和消防的统一监控提高了设备系统维护的及时性和准确性保证被监控对象的运行正常达到提高效率减员增效的目的环境远程监控系统将风电场升压站设备机房通过网络集中到控制中心可极其方便地为风电场的设备管理和环境监控提供一体化的解决方案系统实现724小时的统一监控与管理极大地减轻了风电场维护人员工作负担同时又大大提高了整个系统运行的可靠性稳定性和兼容性可扩性实现了风电场的科学管理二建设目标环境远程监控系统的总体目标是通过对风电场各风电机组升压站管控中心的统一监控和管理实现控制中心可以查看风电场风电机组升压站管控中心的动力环境状况设备安全状况安全防范状态设备运行状态视频图像红外成像等并进行数据的存储分析处理通过环境远程监控系统的建设要能实现以下目标建立一套完整的环境远程监控系统实现对风电场风电机组升压站管控中心运行状况的724小时全面集中监控和科学管理通过环境远程监控系统的建设保障风电场设备的安全稳定运行实现风电场动力和环境的集中维护管理提高风电场的维护效率为系统中风电场设备的运行提供高度稳定可靠的监控信息资源节省风电场运行管理费用帮助用户达到短期投资长期受益的目的为用户的信息化网络化系统提供一个稳定安全的风电场环境保障确保提高管理工作效率并为用户提供安全舒适的工作环境系统可适应发展需要做到具有可扩展性及灵活可变适应使用环境的变化和工作性质的多样化三系统整体规划设计31 设计依据系统设计依据客户需求中的风电场建设设计的相关图纸参照风电场建设技术标准规范并借鉴其它风电场建设项目丰富的施工经验满足风电场环境远程监控系统业主需求工程建设满足国家现行电子信息系统设计规范且满足有关A级计算机机房工程建设方面的标准及规范并参考TIA-942部分标准工程设计施工验收时需满足下列标准及规范包括并不限于以下标准及规范如各标准及规范对相同内容有不同规定时遵循更严格的标准如有更新版本按照新版本执行风电场安全规范风电场施工验收规范电子信息系统机房设计规范 GB 50174-2008 计算机场地安全要求 GBT 9361-1988 计算站场地技术要求GB 2887-2000安全防范工程程序与要求GAT 75-94电子信息系统机房施工及验收规范 GB 50462-2008 JGJ 16-2008电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB 50169-2006工业企业通信接地设计规范GBJ 79-85通风与空调工程施工质量验收规范GB 50243-2002产品制造商的产品手册设计规范施工安装指南32 设计原则环境远程监控系统严格按照风电场建设有关技术防范的规定建设实施采用高标准的监控系统设计原则达到国内领先国际先进的总体建设目标系统的前端数据采集服务器都采用嵌入式Linux系统系统应同时支持IE浏览器及和客户端接入本设计方案自始至终体现了以下的设计思路1技术先进性监控设备均选用国际技术最新的专业厂家产品软硬件均为模块化结构电气隔离采用RS232485SNMP和TCPIP接口符合国际最新潮流系统软件采用当前最先进的技术系统配置和画面组态具有方便性而且系统的体系结构灵活开放3系统可靠性系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品各模块间互相独立互不干扰并具有热插拔和主设备倒换功能在设备更换时不影响整个系统的正常工作保障系统全天候正常运行系统的局部故障不影响整个监控系统的正常工作4系统的电磁兼容性现场采集器硬件设备具有良好的电磁兼容性监控设备本身不产生影响被监控设备正常工作的电磁干扰并具有较强的抗电磁干扰的能力5系统开放性监控系统预留多种对外接口能向上级集中监控平台提供监控软件的所有监控数据及报警信息其中数据接口包括TCPIP接口SNMP协议接口OPC接口以及XML接口等6系统可扩展性系统的建设采用模块化结构具有灵活的多级组网功能模块化结构有利于扩容与扩展扩展成本低廉7系统易维护性软件系统中文化操作简单方便日常维护时间少所有的监控内容均在一个软件平台中察看具有统一的监控界面并能在监控中心实现所有风电场的远程集中管理维护及升级8系统安全性监控系统硬件采集回路具备有良好的保护机制不会因采集回路造成被监控设备电路发生断路过流和短路等故障不会对被监控设备造成损害监控系统硬件设备应具有良好的防护性能不会对人员的身体造成伤害系统硬件可以同时提供交直流电供电接口应能在安装现场给出的基础电源条件下不间断地工作系统具备自检功能当发生故障时能自动在屏幕上显示故障单元故障部位及故障性质以便提醒工作人员及时维修更换系统具备判别监控系统及设备自身故障导致的告警并提示出故障发生的环节及时准确地反映出硬件模板和通道故障状态故障时间故障地点及相关信息9系统节能性充分考虑整个设计环节的节能标准在达到使用要求的基础上尽可能地节约能源和资源10系统经济性系统配置满足性能价格比在各种同类系统和条件下达到最优并充分考虑系统的运行成本并使之达到最小化33 体系架构风电场环境远程监控系统体系架构分为物理设备层网络层系统层数据层应用支撑层及应用层等系统架构中各层功能说明如下1 物理设备层物理设备层是本系统的数据采集源所有的数据都来源于物理设备生成的数据本层包含所有被监控的智能设备及各类传感设备如风电场安全防范的视频设备红外防盗设备集电线路的线缆防割设备红外成像设备动力设备风电机组的塔内入口的门禁设备有毒有害气体的探测设备塔内控制箱运行状态监测设备塔内UPS监测设备箱式变电站监测设备升压站内的环境监测设备动力监测设备风电场控制大楼控制中心的环境监测设备动力监测设备等要求采用现场总线具备可靠性抗干扰能力要求能够支持BACnetLonworksModbus等各种协议以便对三方设备及系统的集成具有两层网络结构主网采用Ethernet技术支持TCPIP传输协议采用光纤网络传输或双绞线传输传输速度不小于10Mbps现场设备与采集器之间采用现场总线网络可以保证通讯的时时性通过网络在实时服务器提供与其他系统进行通讯的标准数据接口如OPCDDEODBC等3 系统层系统层包括系统服务和系统基础设施系统服务包括系统基础服务及安全管理基础服务 如内部进程的排序多种时序的处理CUP运算时间的分配运行进程存储及内存的分配登录权限的设置和分配安全级别的查验外部入侵的记录等 系统基础设施包括承载运行各类服务器以及存储设备如实时数据库服务器历史数据库服务器代理服务器邮件服务器内存闪存硬盘磁盘阵列磁带等4 数据层数据层由信息数据和状态数据组成信息数据如存储在环控数据库门禁数据库历史数据库配置数据库中的说有数据是系统运行处理的基础是配置参数和汇总报表生成的基础是信息形成的来源所有系统中产生运行状态故障状态及信息交流状态预警状态报警状态提示状态休眠状态等形成数据是设备和系统的晴雨表是检测和控制的基础和实施条件5 应用支撑层应用支撑层为应用层提供基础支撑包括登录授权参数管理日志以及Web服务数据集成服务门户管理它提供通过标准Webservices接口和WCF接口的数据调用同时提供OPCODBC方式的数据输出OPCODBC接口标准参照其相应规范执行6 应用层应用层包括集中监控管理告警管理报表管理权限管理个性化管理及数据中心远程浏览等其作为人机交互的主要部分完成所有的数据可视化展示工作其所有展示结果来源于应用支撑层对数据层数据的调用分析或再处理7 接入层接入层包括移动设备接入Client客户端IntranetInternet接入短信电话语音报警及API等的接入34 应用架构风电场环境远程监控系统集中监控管理告警管理报表管理权限管理个性化管理数据管理远程访问以及界面展示等于一身可综合有效地管理风电场的动力设备环境因素及其他监控设备可查看各设备的运行情况为用户提供有价值的报表及数据分析处理35 数据架构风电场环境远程监控系统对风电场的安全防范视频设备集电线路的线缆防防盗设备红外入侵设备风电机组门禁设备有害气体监测设备塔内控制柜的监测设备电源监测设备升压站的环境监测设备门禁和消防设备控制中心如UPSSTSATS配电柜蓄电池精密空调温湿度等的监控数据被采集后存储于其数据库服务器从而实现风电场的设备数据进行分析处理及管理并且给总控中心留有数据接口非常方便快捷36 部署架构在风电场的控制中心设置双机冗余热备功能主服务器负责对对风电场中的底层的被监控设备嵌入式采集终端进行统一管理对数据进行分析完成各种统计报表并在控制中心的集中管理平台上实现各种高端管理应用如集中监控管理报表事件集中管理告警过滤等功能系统提供BS和CS两种架构其中BS架构支持100个以上客户端接入控制中心的备用服务器在监控平台上实现与主服务器同时热备主服务器的数据一旦主服务器出现故障立即接替主服务器的工作直到主服务器恢复工作把主控任务交给主控服务器以确保控制中心的时时数据控制信息准确可靠四系统功能说明风电场环境远程监控系统针对风电行业多级分支的架构根据用户对风电场管理的需求能对风电场实现集中监控包括风电场的安全防范视频设备集电线路的线缆防防盗设备红外入侵设备风电机组门禁设备有害气体监测设备塔内控制柜的监测设备电源监测设备升压站的环境监测设备门禁和消防设备控制中心如UPSSTSATS配电柜蓄电池精密空调温湿度等的监控等具有完善的监测和控制功能更为重要的是融合了风电场的管理措施对发生的各种事件都结合风电场的具体情况非常务实的给出处理信息提示值班人员进行操作风电场集散式监控管理系统实现了风电场设备的统一监控管理智能化实时语音电话报警和事件的实时记录可极大地减轻风电场维护人员负担提高工作效率并可有效地提高系统的可靠性清楚处理各种事件关系实现风电场的科学管理41 环境远程监控系统功能风电场环境远程监控系统可实现风电场远程集中监控管理工作人员在控制中心即可统一对风电场中设备的运行状况进行查看远程二次开发远程升级及远程维护集中监控管理功能包括电子地图功能风电场安全防范遥视监控管理功能报表事件集中管理功能知识库管理功能和集中维护功能等com 电子地图用户通过系统登录界面登录后首先看到的是风电场的电子地图主界面上显示风电场各个监测控制设备的地理位置点击后可进入相应地方监测控制设备的主界面后期集成后的功能下面两个图是风电场集中监控系统的电子地图界面风电场界面采用组态软件支持图形化编辑工具通过风电场立体电子地图方式显示并能够完全数字化图形化的逼真模拟出风电场控制设备的布局位置在风电场界面中可通过点击某一设备进入该设备界面设备界面显示被监控设备本身实时传送来的数据通过本界面可全面了解被监控设备的运行状态参数运行情况及报警事件等com 风电场环境远程监控系统的监控管理1视频监控监控对象风电场的重要区域重要设备集电线路的出入口危险区及出入口监控实现在风电场的重要区域重要设备集电线路的出入口危险区及出入口设置日夜型高清视频摄像机在重要设备处增加红外成像仪在控制中心采用嵌入式硬盘录像机联网的嵌入式硬盘录像机可指定在监控画面的某一通道上显示可分成多个页面通过翻屏切换实现监控画面浏览 监控内容实时显示各个重要监控区域的监控图像以定时录像手动录像移动侦测录像等方式保持录像资料通过开关量报警信号的输入实现和其他安防系统的联动录像2红外防盗监控监控对象风电场中的防盗情况监控实现采用红外探测器根据风电场的现场情况安装于易被盗的物品或设备的可探测区域内所有探测器提供干结点输出接入开关量采集模块开关量采集模块通过转换模块转换后接入前端监控管理中心监控中心平台通过读取前端监控管理中心的数据实现红外监测系统的实时在线监测监控性能实时监测人员活动情况发现异常立即报警并和视频系统联动记录人体入侵情况监控内容实时检测并记录报警情况3 门禁监控监控对象风电机组塔内出入门控制中心机房门的开关状态监控实现门禁采用门禁控制器读卡器出门按钮及IC卡等组成监控系统用RS-485总线与门禁控制器通讯读取其资料包括刷卡者ID时间门编号和方向等如有必要还可以进行开门控制各风电场可安装双向刷卡管理门状态由门磁输出开关量并由开关量模块采集当门打开时门的图标是一个打开的门反之是一个关闭的门监控性能采用读卡方式实现对风电机组塔内出入门控制中心机房门进出人员控制并记录每人一张卡通过卡管理系统授权进入不同区域记录并显示从各门禁入口的进出门管理资料及门的开关状态当有人员刷卡进门时系统立刻弹出相应的门禁记录管理窗口同时可将相应持卡人的照片与管理资料一并弹出按出门按钮出门时可不显示出门资料在进出门资料中显示持卡者的进门时间卡编号持卡者的姓名所属部门以及所进出门的名称能实现远程开门并有门开超时报警等监控内容实时对各门禁读卡器所读到的数据记录并显示在门禁管理资料中并可实时监视各门的开关状态4 消防监测监控对象风电机组主控楼服务楼的消防系统监控实现通过消防厂家提供的通信接口或接点信号如果能够提供通讯接口则消防主机可直接接入多串口扩展单元如是接点信号则需要通过一个DI扩展单元对接点信号进行采集后才可与监控服务器进行通讯同时将消防输出信号接入门禁系统实现消防联动监控性能实时显示并保存消防主机通讯协议所提供的能远程监测的运行参数各部件状态及报警情况监控内容监控各区消防报警状态消防主机的状态系统检测消防主机的信号即时显示消防系统状态5 风电机组塔内有毒有害气体的监测监控对象风电机组塔内有毒有害气体监控实现在风电机组塔内设置有毒有害气体探测器将有毒有害气体的探测信号直接送入采集器通过有线网络送到控制中心实现风电机组塔内有毒有害气体的时时监测监控性能实时显示每个风电机组塔内有毒有害气体实际情况并设定报警监测值监控内容监控各个风电机组塔内有毒有害气体状态系统检测主机的信号即时显示风电机组塔内有毒有害气体状态6 UPS监控监控对象风电机组升压站控制中心的UPS监控实现设备支持RS232485或SNMP协议通信接口将每一个串口总线回路的UPS智能接口采用手拉手的接法将监控信号接起来连至区域汇总采集箱最终接至嵌入式数据采集终端嵌入式数据采集终端通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示报警监控性能实时显示并保存各UPS通讯协议所提供的能远程监测的运行参数和各部件状态实时判断UPS的部件是否发生报警当UPS的某部件发生故障或越限时嵌入式监控服务器系统发出报警监控内容A模拟量输入相电压输出相电压旁路相电压输入相电流输出相电流旁路相电流电池电压电池电流输出频率系统负载电池充电程度电池后备时间等B数字量输入电压越限输出电压越限输出频率越限过载电池工作模式旁路工作模式电池电压高电池电压低系统报警整流器报警逆变器报警系统关机旁路电压超限等7 蓄电池监控监控对象风电机组升压站控制中心的蓄电池监控实现利用电池监测仪采集每节电池的电压及电池总电压在电池总进线及输出端安装直流电流传感器实时监测电池组的总输入和输出电流通过安装电池表面温度传感器实时监测电池组的温度监控性能实时监测单节电池的电压电池组总电压电流等参数当电池电压不正常或电池需要更换时能给出相应的提示信息和报警监控内容单节电池电压电池组总电压总电流及电池温度等8 配电柜监控监控对象升压站控制中心的配电柜监控实现若配电柜自带电量仪则通过其串行接口将每一个串口总线回路的配电柜电量采集设备采用手拉手的接法将监控信号接起来连至区域汇总采集箱最终接至嵌入式数据采集终端嵌入式数据采集终端通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示报警若不带电量仪则需先安装电量仪再进行串口连接监控性能实时显示并保存各配电柜总进线的各监测参数的数值设定电压电流的上限值与下限值当监测的电压或电流超过设定的允许值时系统诊断为有故障报警事件发生监控主系统发出报警此外针对配电柜各路开关的输出电流作实时监控显示以作为调整平衡负载的依据优化配电运行确保配电的正常稳定供应监控内容监测各配电柜的输出相电压电流频率输出功率有功无功视在谐波率功率因素等监测输出电压电流频率超限过载负载不平衡交流电源失效等告警信息9 ATS监控监控对象升压站控制中心的ATS柜监控实现设备自带串行接口按风电场划分区域升压站控制中心的ATS采用手拉手的接法将监控信号接起来连至区域汇总采集箱最终接至嵌入式数据采集终端嵌入式数据采集终端通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示报警监控性能实时显示ATS柜两路输入的各监测参数的数值设定告警条件当监测超过设定的允许值时系统诊断为有故障报警事件发生监控主系统发出报警监控内容监测ATS柜两路输入的三相电压频率相序切换开关位置及告警状态等10 STS监控监控对象升压站控制中心的STS柜监控实现设备已经带有串行接口按风电场划分区域将升压站控制中心的STS采用手拉手的接法将监控信号接起来连至区域汇总采集箱最终接至嵌入式数据采集终端嵌入式数据采集终端通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示报警监控性能实时显示STS柜各监测参数的数值设定告警条件当监测超过设定的允许值时系统诊断为有故障报警事件发生监控主系统发出报警监控内容监测STS柜三相电压频率功率电能负载率旁路状态开关状态及告警状态等11 精密空调监控监控对象控制中心的精密空调监控实现设备提供RS232485通讯接口按实际情况划分区域将一个区域内的精密空调智能接口采用手拉手的接法将监控信号接起来连至区域汇总采集箱最终接至嵌入式数据采集终端嵌入式数据采集终端通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示报警监控性能监测精密空调运行状态用图形和颜色变化来显示空调的工作情况故障时进行报警能够实现空调的制冷器运行状态压缩机高压故障过滤网阻塞等的监测与报警可以通过本监控系统在远端监控室内控制空调机的启停及改变温度与湿度的设定值此外能够实时显示并保存各空调通讯协议所提供的能远程监测的运行参数各部件状态及报警情况监控内容A监测量回风温度回风湿度回风温度上限回风湿度上限回风温度下限回风湿度下限温度设定值湿度设定值空调运行状态压缩机运行时间加热百分比制冷百分比加热器运行状态制冷器运行状态除湿器运行状态加湿器运行状态温湿度变化曲线图压缩机高压报警压缩机低压报警空调漏水报警温湿度过高报警温湿度过低报警加湿器故障报警主风扇过载报警加湿器缺水报警滤网堵塞报警等B控制量空调的远程开机关机空调的温湿度的远程设定空调的所有监测与控制部份的具体情况可依据空调厂家提供的通讯协议略有变化12 民用空调监控监控对象控制中心的民用空调监控实现通过智能空调控制器对空调进行远程控制同时实现来电自启功能监控内容监测机房内民用空调的开关机状态并可通过监控平台软件实现远程的开关机控制及对制冷温度数值的调节同时支持与其它子系统的联动控制如当温度过高时自动启动空调进行制冷13温湿度监测监控对象升压站控制中心的温湿度情况监控实现在升压站控制中心的重要区域安装温湿度传感器按实际情况划分区域将每一个区域内的温湿度传感器采用手拉手的接法将监控信号接起来连至区域汇总采集箱最终接至嵌入式数据采集终端嵌入式数据采集终端通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示报警监控性能以电子地图方式实时显示并记录每个温湿度传感器所检测到的室内温度与湿度的数值显示短时间段内的变化情况曲线图并可设定每个温湿度传感器的温度与湿度的上限与下限值当任意一个温湿度传感器检测到的数据超过设定的上限或下限时监控主系统发出报警监控内容由温湿度传感器采集各风电场内的信号实时显示温度信号湿度信号10 漏水监测监控对象控制中心精密空调周围及其出水管附近的漏水情况监控实现根据图纸设计漏水控制器安装位置以及漏水监测绳铺设位置一个区域的漏水监测绳在不大于漏水控制器的接入能力时接入一个漏水控制器漏水控制器已经带有RS485接口将漏水控制器RS485接口采用手拉手的接法将监控信号接起来连至区域汇总采集箱最终接至嵌入式数据采集终端嵌入式数据采集终端通过实时不间断的轮询采集将信息传送给监控平台进行显示报警监控性能以电子地图方式实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态位置及控制器的状态当空调或其沿线水管漏水时监控主系统发出报警并有相应的图示和文本框显示漏水发生的位置漏水监测理论误差小于05米监控内容实时检测并记录漏水报警变化情况在漏水监测系统中所监控漏水感应线的状态以线条和图标的形式显示一旦有漏水发生所对应位置的线条会立即变成红色并以文本方式显示相应的漏水地点线条正常情况下是绿色的com 门禁集中管理系统的门禁管理可实现风电场门禁的远程集中统一管理监控中心的集中管理功能如下1进出资料统一管理进出资料统一管理记录每张进出门卡在风电场的刷卡情况在进出资料管理一览表中可浏览到每个风电场的详细刷卡情况包括进出门的时间风电场名称门名刷卡人姓名所在部门及进门权限等2门禁授权门禁授权是对门禁控制器的设置和权限控制主要包括控制器设置人员门卡权限风电场进出门卡时段时区设置星期时区设置紧急门设置节假日设置等在控制器设置界面可对全部联网门禁控制器进行集中设置根据每个门禁控制器的实际使用情况启用或关闭门禁通道人员门卡权限主要功能就是对人员卡片进行权限设置对已有卡片进行权限控制和删除已有卡片通过修改名单可以添加删除修改卡片的资料3进出门卡授权统一管理在门禁系统中采用一卡通授权管理在监控中心可设定任何一张进出门卡在风电场的进出权限除此之外还可进行门卡的远程挂失删除及时避免门卡丢失造成的损失com 报表集中管理系统提供报表集中管理功能可将风电场的报表数据在集中管理平台汇总生成复合报表提高管理人员的工作效率com 事件集中管理系统的事件管理模块实现了事件信息的统一管理报警方式多样化事件可分成多个等级每个事件可设定多个报警组每个报警组别可设定一种报警方式及一组管理人员当有事件发生时管理模块根据设定的报警流程把报警信息及时反馈给相关人员报警方式屏幕弹出多媒体语音电话语音Modem语音手机短信及电子邮件等事件等级分为10个等级等级越高其处理优先级越高当多个事件同时产生时首先处理优先级高的事件再依次处理优先级低的事件事件的统一设定与管理内容包括报警方式设定事件等级分类报警事件分组事件目录定义事件确认处理及事件日志管理等com 知识库管理系统内嵌知识库管理技术结合用户的管理习惯和工作流程设定风电场专业知识库指导用户进行机房监控管理知识库模块对监控内容的相关系列知识自动关联识别使用户准确把握监控出现问题的故障所在能够迅速解决潜在的故障此外知识库模块还提供对外接口接入用户业务知识库形成一体化的知识库管理功能com 集中维护集中管理平台支持集中维护可通过上传下载等功能在平台上实现对各子系统的在线修改和维护在不影响整体运行的前提下保持系统的同步所有对子系统或远程监控风电场的修改和维护工作均在系统不间断运行的状态下进行各系统无需重启42 权限管理功能系统支持组管理和用户管理可对管理和使用者分配不同的操作使用权限并对所有管理和使用者根据职能进行分组管理包括允许查看的内容允许控制的设备等通过这种关系可以非常明确地规定每个管理人员可以操作的范围防止系统信息泄露和被非授权人员所干扰系统的安全性得到可靠保障同时系统采用优秀的加密算法通过密文传输以防止密码被人窃取添加用户或权限更改只能由系统管理员完成其它用户只能修改个人密码管理人员用户对系统进行操作须先通过登录输入用户名密码经系统验证后根据用户分配的操作权限和管理工作范围进行操作在登录前系统处于锁定状态但报警界面的自动弹出不受限制操作结束后管理人员退出操作状态系统自动锁定当管理员忘记撤去密码所允许的操作深度时系统未锁定系统提供一个可设定的时间段超时后可自动锁定使系统继续受到保护管理人员操作权限不少于以下5级第一级登录系统进行监看基本信息查询设备运行状态门禁进出信息等摄像机操作的能力云台变换变焦第二级第一级事件管理报警事件确认事件查看等第三级第二级报表管理报表设置报表生成日志管理第四级第三级数据备份与恢复设备硬件操作能力空调启停门禁开合摄像机关闭等第五级第四级管理员操作权限和管理范围分配系统模块的添加与删除联动设置风电场进出权限的分配与修改系统参数设置报警级别监控采样周期门禁自锁设置录像方式分辨率等对管理人员操作权限的控制通过在管理人员登录后根据其分配的操作权限对管理平台相应管理功能菜单进行DISABLEENABLE来实现管理人员权限的分配通过对系统各功能模组进行组合选择来实现系统操作记录系统对所有操作者所进行的系统操作均作详细的操作记录包括操作人所操作的设备操作内容操作时间及操作者登录退出系统的时间等操作记录可以以列表的形式进行打印以供查询之用43 告警管理功能系统的告警管理功能具有强大的第一时间告警功能并具备高度的准确性告警平台提供自己定义的统一事件库对其进行统一管理用户同构规范来自监控系统和管理工具的事件信息形成统一的事件信息为各系统应用项目的进一步决策的关联分析提供强有力的保障报警方式多样化事件多个等级化每个事件又可设定多个报警组每个报警组别都可设定一种报警方式及一组管理人员当有事件发生时管理模块根据设定的报警流程把报警信息及时反馈给相关人员这一系列的功能共同构成了全面稳定的告警管理体系报警事件的统一设定与管理内容包括报警方式设定事件等级分类报警事件分组事件目录定义事件确认处理及事件日志管理等报警等级系统具有强大的报警级别报警功能可区分多级报警等级越高其处理优先级越高当多个事件同时产生时首先处理优先级高的事件再处理优先级低的事件报警管理A定时报警通过系统预设的安全时间组将预先设定好的监控设备的测点参数或状态通过短信电话邮件的方式发送给指定的人员B定时发送根据用户设定的时间将预先设定好的监控设备的测点参数或状态通过短信电话邮件的方式发送给指定的人员C告警过滤系统可对所有报警事件进行判断分析各报警事件的因果关系通过预先设定的逻辑关系屏蔽部分报警事件减少突发性事件潮如停电带来的误报警和容量冲击实现准确定位事件根源从而提高了管理人员的工作效率设置过滤组可对过滤时间过滤条件以及过滤报警的描述进行设置报警方式A屏幕报警当出现任何报警事件时不论监控主机在进行任何操作或任何工作系统都会将报警画面自动弹出并显示在最上方同时伴随着画面闪烁文字提示通知在线的操作人员B声音报警出现报警事件时监控主机多媒体音箱会播放报警声音以通知在现场的值班人员C电话报警当报警事件发生时系统可通过电话拨号方式自动拨打已设置好的多组值班电话包括固定电话和移动电话以便及时地通知值班人员D手机短信报警当报警事件发生时系统可以发送短信的方式自动发送信息到值班人员手机以便及时的通知值班人员事件日志系统会自动记录每一条报警的详细信息信息的具体内容包括事件的报警时间解除时间机房名称设备名称事件内容及报警发生时设备运行的数值等事件日志具有查询功能可按照日志的每个字段进行精确或模糊查询具有导出excel电子表格后保存及打印功能事件确认事件告警发生时每条报警事件都需要经过确认以确保报警事件的有效处理进行事件确认时只有经过身份确认后才能对事件进行确认事件经确认后系统自动解除该事件的报警44 报表管理功能系统提供了的报表管理包括日报表月报表年报表等所有报表都可以由用户自定义满足不同监控要求例如报表的内容格式记录间隔等都可以设定报表内容有两种显示形式电子表格和曲线变化的图形显示所有报表均可导出保存及打印单项报表指针对系统内某一项参量生成的报表报表内容由用户根据模块提供的组合条件进行定制包括参量选择自定义报表时间段等而报表格式则由系统根据参量特点自动选择生成单项报表内容组合报表指对系统内在某些关键参量进行统计分析并组合生成的报表报表内容由用户根据运营要求进行定制报表格式可通过EXECL导出组合报表按时间又分为日报表周报表和月报表等固定报表以及按时间段自定义生成报表在集中管理平台上通过查询各子系统的日志记录可生成各类日志报表日志报表以日志清单的格式输出报表的生成分为自动和手动二种方式通常日报表和周报表可设为自动生成其他报表通过手工方式进行定制45 个性化管理功能系统参数配置系统为所监控的系统和设备提供了极为完善的配置功能可以提供系统的报警方式模拟量阀值数字量阀值专家处理提示安全时段联动强制复位等丰富的客户化设置用户可根据自己风电场管理的模式和要求进行灵活的设置具有系统参数修改权限的操作者能对整个系统软件的运行参数数据管理参数报警参数等进行配置修改如配置或修改不当运行出现故障时系统会自动将数据恢复到上一次正常状态监控参数配置只有具有权限的操作者才能修改监控对象的监控参数包括新增删除修改监控对象的监控参数若修改不当系统会在下一次启动时自动恢复上一次正常状态所有修改监控参数操作均可为在线执行而不必重新启动系统只需要保存所修改后的监控参数即可使系统的操作更为简单46 数据管理功能系统的数据管理功能具有强大的数据处理能力及丰富的功能模块系统可存储多年的数据仅与硬盘空间有关可查询任意监测对象在任意时间段内的历史数据通过列表方式和曲线图方式显示最大值最小值平均值及某一特定时刻数值系统对敏感设备数据刷新能力在1秒以内并可以对任意监测对象的历史记录进行查询可生成各个时间段内的历史曲线实时数据系统的数据管理可实时查询风电场内各监控设备的运行状态运行参数及各种故障参数等所有的数字模拟数据所有数据均以友好的人机界面显示出来系统持续不断地收集各监控单元上报的各种实时数据并根据各监控点的实际情况将采集的数据进行分析处理系统根据采集到的数据生成实时动态曲线图供操作员分析风电场设备和环境变化的发展趋势以做出有效的事故预防处理历史曲线系统能够保存所有监控数据利用历史数据可随时查询各个监测项目的历史资料查询任一天任一时或跨月份的历史数据曲线亦可查询某一天的最大值最小值和平均值将查询结果以列表方式显示或打印供分析统计之用数据备份系统具有自动数据备份功能以保证主数据库损坏后能立即恢复对于事件记录操作记录等重要信息均实行多重备份除在每个监控服务器处存储备份外在系统的主用服务器中还有一份总的记录备份确保发生事故后有据可依47 远程访问功能系统提供完整的BS远程访问功能管理者可在局域网LAN内任意PC终端通过浏览器IE方便地远程查看各风电场内设备系统的运行状况远程WEB浏览器访问界面与监控主机界面完全一致不存在操作习惯和方式的改变如果权限允许也可对智能设备系统进行远程的控制管理以提高系统的易用性和可管理性系统无缝集成Internet浏览功能极大地方便了用户的远程监控用户通过网络能随时随地访问监控服务器实时了解所有监控点的详细变化情况Internet浏览功能特点1内容丰富全面包含了各监控点的所有情况2界面统一浏览界面内容与监控管理端的界面一致3实时性强所有监控信息均为此刻现场实际情况4告警弹出当有事件发生时Web界面主动弹出告警信息显示告警设备的监控画面5便于扩展当监控点内容扩展时监控内容和界面显示发生变化网页内容能够及时根据监控界面内容变化而变化便于系统的扩展并能保持监控界面一致系统支持短信查询监控功能对建有短信报警的子系统可自定义短信命令代码支持通过移动或联通网络的短信互动收发来远程查询风电场设备的运行状态控制设备的启停等方便管理人员随时随地了解风电场动力环境设备运行情况短信查询监控功能具有严密的安全防范只有授权用户才能进行操作用户授权分成多种等级不同等级用户拥有不同的操作权限48 系统安全性com 不间断稳定运行系统全部硬件均为工控设备硬件网络清晰简单扩展非常方便而且可靠性极高信号处理接口板的平均无故障时间也在20万小时以上模块采用全密封结构固态封装可靠性极高系统的前端采集主机采用内置WEB浏览服务功能的嵌入式主机LONWEB其可对风电场环境的配电设施动力设备环境状况安防系统等进行信息采集内嵌复用的RS485RS232串口数据服务器及电子看门狗并集中了远程数据采集内置上下限设置实时状态显示故障告警应急控制多点对多点联动及WEB配置网页等诸多功能嵌入式监控服务器具有以下优点1前端数据存储与同步嵌入式LONWEB具备数据储存功能可保存13个月的采集数据具备覆盖保存功能自动实现前端数据采集的备份功能2数据自动覆盖存储嵌入式LONWEB能保存采集点的采集数据保存时间可设定并在存储盘满时自动删除最陈旧的数据确保存储的数据为最新一段时间内的3数据补调当嵌入式LONWEB与风电场监控中心管理主机通讯中断恢复后监控中心主机请求上调在通讯中断时间内缺少的数据PAC嵌入式监控前端响应其请求重新发送通信中断过程中保存的数据4信息同步嵌入式LONWEB与风电场监控中心管理主机建立信息同步机制可手动或自动同步数据同步的数据包括设备采集定义报警定义报警记录历史数据等传统的工控机监控系统与嵌入式监控系统的对比如下比较项目嵌入式监控系统传统工控机监控系统主机嵌入式采集设备PC配件工控底板配工控机箱或普通PC监控接口RS232RS4854RJ451需扩展卡最多16路体积小18941107mm3或1U机架位工控机箱加上显示器等要占1个专门的工作台抗干扰性好差稳定性好一般硬盘和外设容易损坏操作系统嵌入式Linux实时系统Windows系列数据库MySQLParadoxMsSQLMySQL系统升级及补丁软件系统不需升级及打补丁软件系统需升级及打补丁稳定性好不易受病毒感染或黑客入侵一般易受病毒感染或黑客攻击操作系统需不断升级连接设备数量每个串口可连接多达253个不同速率和协议的设备超过31个设备需中继每个串口连接的设备的速率和数据格式必须相同连接较多不同速率的设备时需要较多扩展卡端口支持基于嵌入式LONWEB的以上优点在其基础上建立的统一监控平台可极其方便的为现场设备管理和环境监控提供一体化解决方案不但大大简化了现场监控系统而且有效地提高了整个系统的稳定性和安全com 通讯线路网络化风电场配前端嵌入式监控服务器通过局域网连接到监控中心极大程度减少布线的复杂及线路间的相互干扰网络化的监控线路具有以下优点1扩展性能强2线路结构简单维护方便3抗干扰能力强4具有前端数据备份能力com 双机冗余热备鉴于风电场设备安全的重要性系统设计中心管理服务器的双机备份功能为系统在高端应用中提供高稳定性的冗余数据采集和监控系统系统可分别配置两台相同配置的服务器分别作为主服务器和备服务器下图为双机备份工作方式的示意图正常状况下主用服务器可以与来自嵌入式数据采集终端所连接的串行设备收送资料当主用服务器停止反应时切换至交换控制状态作为后备的备份服务器会立即取代主用服务器的地位并实现主服务器的所有功能双机冗余备份系统具有以下功能主动检测双机冗余热备功能与为用户提供的系统实时自检功能组合在一起可建立起两个主机间的主动检查功能备服务器实时监测主服务器的运行状态当发现主服务器运行异常后立即切换至控制状态取代主服务器的位置被动检测双机冗余热备功能与为用户提供的看门狗硬件和软件组合在一起可建立起两个主机间的被动检查功能只要主服务器停止回应看门狗立即给备服务器发出警报备服务器接收到报警后立即切换到控制状态此步骤有时只需花数微秒时间有时则需花一至两秒时间时间的长短由看门狗所提供的功能与版本来决定实时控制转换当备服务器发现主服务器已经停止回应备用服务器会直接发出命令接替主服务器的控制权允许备服务器有完整的资料采集和监视权当主服务器恢复运转后再将控制权交回主服务器双向资料传送数据采集终端可同时传送串口数据到不同的目标主机这是控制转换功能避免资料流失的重要特色另外也可利用此功能来建立一个资料备份系统或网络上的远程监视系统双机备份功能提供了迅速又稳定的冗余解决方案因为有了双机热备份功能在硬件投资中多一台管理主机就可以增强资料采集系统的整体稳定性和安全性com 多级权限管理整个管理系统从嵌入式监控服务器到中心管理软件均由多级权限管理不同的级别实现不同的功能严格限制低级管理员的访问和操作能力保证系统操作的安全性com 实时日志功能系统的实时日志功能可将每个用户的登录时间主机IP及用户名都完整记录下来其所进行的操作包括修改系统配置控制设备运行切换视频画面等也都被完整记录系统管理员可以随时检查每个用户所作的操作同时系统可自动对所监控设备的故障点故障内容故障处理时间等信息进行完整地记录并可对这些记录进行多条件查询为管理者提供完备的系统操作维护资料整个系统凡是可自动存储数据的单元均可实时记录报警日志管理员操作记录和访问记录等信息确保可及时准确地发现问题辅助追查事故原因com 抗干扰性采用六类线主干线路统一规划包括电源线路控制信号线缆音视频线缆等在内的全体布线系统能够保障风电场内通讯的稳定系统能够自动检测各模块的通讯错误和故障在复杂的风电场环境中线路干扰对系统造成数据错误是难免得相当一部分设备的通讯是带校验码的但也有很多设备的通讯不带校验码当误码时就可能造成系统误报警一般的监控系统采集到报警数据后即进行报警而LONCOMIP监控系统除了长度校验校验码验证外还可以根据实际情况进行多次确认才报警这样使正常情况下系统的误报率可低于01当发生通讯错误和故障时系统发出报警信息提醒值班人员及时排除当供电意外中断并恢复供应时各工控设备能自动根据设定重新启动并传输未传数据同时系统软件也可自动启动和接收数据保障数据的完整性49 监控软件接口及集成系统软件提供多种标准化的对外接口适合各种监控系统的集成监控标准化的接口方便接入上级集中监控平台及接入其它监控系统系统软件的标准化对外接口包括串口总线接口TCPIP协议接口SNMP协议接口数据库接口及OPC系统网关等每一种对外接口均包含报警数据接口和监控数据接口可集成的其它系统门禁安防视频红外成像等其它第三方系统接入BA系统西门子霍尼威尔等BA系统数据收集方式集中监控平台主动向环境监控系统获取事件触发方式轮询式定时向集中监控平台发送某些设备的运行状态或采集值如温湿度UPS负载空调风机中断式环境监控系统在监控到报警事件发送后向集中监控平台发送报警信息OPC软网关方式本系统提供OPC系统网关完全遵循网关开发标准采用统一的OPC网关开发平台适用于所有支持OPC网关的BA及其他系统可实现与BA系统的无缝集成SNMP接口方式本系统提供SNMP访问功能系统所有数据报警信息均可通过SNMP协议上传至其他系统以实现多系统联动和集成软件接口交换标准系统软件可将采集的有关风电场设备和环境的较为详细的状态数据形成标准化的报文格式提供给集中监控平台或其它系统报文格式内容可根据实际需要定义数据采集的范围和频度可由集中监控平台设定监控系统将采集到的各种设备数据标准化后向集中监控平台传送这种采集方式类似SNMP协议的委托Agent模式集中环境监控系统就相当于委托代理com 串口总线接口系统软件与智能设备的接口可采用串口总线RS485RS422或RS232通过设备提供的协议系统可方便快速的完成对智能设备的集成对于采用串口收发数据的设备系统采用轮询的方式定时发送命令到设备并自动接收分析设备返回的数据记录入数据库或产生报警信息com TCPIP协议接口系统软件与Web端Client端或上级监控中心可采用TCPIP数据接口当远方发出连接后请求后系统把完整监控信息发送一次给远方以后只有在监控数据发生变化时才发送给远方也可以有集中监控平台设定数据传送的时间和频率网络接口采用TCP通信协议协议格式为XML格式具体格式如下监控数据发送协议设备定义表的格式如下设备名称设备分类代码归属机房设备ID数据报文组成报文长度机房编号设备ID对象标识号NULL 对象标识号NULL具体含义如下报文长度整个报文的长度不包括本身设备ID要获取设备信息的ID对象标识号要获取设备的参数项标识号值返回参数值差错代码0取值成功1设备不存在2值不存在事件数据报文组成报文长度机房编号设备分类代码设备描述事件分类代码报警级别代码事件描述其中各项具体含义如下数据项数据类型数据长度含义报文长度字符型4定长报文长度不包括此项机房编号字符型6定长区分不同辖属机房设备分类代码字符型3定长标明设备的类型在设备分类表中定义设备描述字符型50变长设备的编号型号位置等信息事件分类代码字符型1定长表明事件的性质0正常状态报告1异常状态报警报警级别代码字符型1定长报警的级别0正常1提醒2警告3异常4严重异常事件描述字符型50