智能应急电源

智能应急电源（共12篇）

智能应急电源 篇1

0 引言

随着电力电子技术的迅速发展, 直流电源应用非常广泛, 小至家用电器的供电电源, 大至大型发电厂、水电厂、超高压变电站、无人值守变电站作为控制、信号、保护、自动重合闸操作、事故照明、直流油泵、, 各种直流操作机构的分合闸, 二次回路的仪表, 自动化装置的控制交流不停电电源等用电装置的直流供电电源。与此同时直流电源的好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能, 目前, 市场上各种直流电源的基本环节大致相同, 都包括交流电源、交流变压器 (有时可以不用) 、整流电路、滤波稳压电路等。针对以上概述, 我们设计了一套足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路, 要求是输出电压连续可调;所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调;输出电压应通过AD转换电路以及单片机自动控制电路实现了输出电压动态实时显示能够适应所带负载的启动性能。

1 系统方案

1.1 设计方案

1) 晶体管串联式直流稳压电路

电路框图如图1所示, 输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压, 取样电压与基准电压进行比较得到误差电压, 对调整管的工作状态进行调整, 从而使输出电压发生变化, 与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反, 从而保证输出电压UO为恒定值 (稳压值) 。

2) 采用三端集成稳压器电路

如图2所示, 他采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器, 输出电压调整范围较宽, 设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调, 因要求电路具有很强的带负载能力, 需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。

3) 用单片机制作的可调直流稳压电源

该电路可通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值, 从而改变调压元件的外围参数, 使用软启动电路, 获得3~26 V, 驱动能力可达1.5A。其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分。

4) 整流电路的方案论证

桥式整流电路利用变压器的一个副边绕组和4个二极管, 使得在交流电源的正、负半周内, 整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。

5) 滤波电路的方案论证

利用电容两端电压不能突变的特性, 实现滤波。电容滤波电路简单, 负载直流电压较高, 纹波也较小, 但输出特性欠缺, 适用于负载电压较高, 负载变动不大的场合。

6) 数显电路方案论证

利用单片机对ADC0809的接口技术可实现对输入模拟量的动态实时显示。

1.2 具体电路

说明:如图3原理图中包含了采样电路, 基准电路, 比较放大电路, 调整电路以及过载电路;本基础电路的输出端 (可看作C3两端) 即可实现对电池等的充电功能, 通过调节滑动变阻器R5的阻值, 可实现对不同型号电池的充电功能;采用两个放大器, 两放大器输出电压大小相等、符号相反;在两放大器输出端分别加一个电阻, 保证最大输出电压;使用集成芯片DAC0832, ADC0809。

摘要：随着时代的发展, 数字电子技术已经普及到我们生活, 工作, 科研, 各个领域, 本文将介绍一种可调数显直流稳压电源, 本电源由模拟电源电路 (降压、整流、滤波、稳压电路) 、数模转换电路、控制电路、数显电路4部分组成。准确地说, 就是模拟电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压;显示电路用于显示电源输出电压的大小。同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。与传统的稳压电源相比具有操作方便, 电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。

关键词：三端可调正稳压器LM317,单片机AT89S51,模数转换芯片

参考文献

[1]狄京等主编.电子工艺实习教程.中国矿业大学出版社.

[2]胡汉才编著.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社.

[3]康华光编著.电子技术基础 (模拟部分) .高等教育出版社.

[4]薛永毅, 王淑英, 何希才编著.新型电源电路应用实例.电子工业出版社.

智能应急电源 篇2

摘要：铁路智能电源屏在铁路正常运行中的重要性，本文重点分析电源屏的日常及集中维护，智能电源屏发生火灾的原因及防护措施。

关键词：智能电源屏，交流接触器，模块，火灾

ABSTRACT：Intelligent power screen rail at the rail of the importance of normal operation, This paper analyzed the power of the screen and focus on day-to-day maintenance, Intelligent power panel and the reasons for the fire protection measures.Key Words：Intelligent Power Screen，AC contactor，Module，Fire

铁路信号电源是给国家一级信号负荷供电的电源 , 直接关系着铁路行车安全 ,而铁路电源屏是信号设备的重要组成部分，是电气集中的供电设备，是完成电气集中连锁的基础和保证。它供信号机、轨道电路、电动转辙机、继电器及控制台表示灯等所需的各种交、直流电源。它一旦发生故障及火灾轻者是投入使用的车站部分设备停用，重者是全站设备瘫痪，影响行车安全；而电源屏故障的排除较为困难往往延误时间，影响较大。因此 , 如何维护及防止电源屏发生电气火灾 , 是相关生产厂家和使用单位都应特别重视的问题。现就如何解决好这一问题进行探讨。

1智能电源屏日常维护项目

1.系统的检查。电源屏正常工作时，两路交流输入电源指示灯亮，故障灯灭，前门内的蜂鸣器开关置于开，告警/消音开关置于告警位置。除保护灯和故障灯不亮外，所有电源模块指示灯亮，监控单元电源灯亮，无声音告警。

2.防雷器检查。查看防雷地线连接是否良好，C级防雷器颜色是否变色、变形、开裂，防雷空开是否正常工作，且处于闭合状态。C级防雷器的显示窗口应该是绿色，D级防雷器盒和输出防雷器盒面板上指示灯应为亮灯状态。

3.检查线缆连接。防雷和接地线缆、交流输出线缆应连接可靠，电缆无局部过热和老化现象，接地电阻应小于10欧姆。

4.查验实时数据。交流电压实时显示数据与实际电压误差不超过额定值的3%，直流电压实时显示数据与实际电压误差不超过额定值的2%，电流误差不超过额定值的5%。当电压偏低，超出额定值的5%该模块需要更换电容。

5.检查告警功能。发生故障必须告警对应声光告警指示正常。

6.检查通信功能。直流屏、交流屏各电源模块与监控单元通信正常，实时数据非反白显示，历史告警记录中没有通信中断告警记录。

2智能电源屏集中维护

根据智能电源屏实际运行需要利用“天窗”点，对电源屏各方面功能和器件进行检测试验（可每年一次）。

1.电源屏系统切换功能。可在2路电网正常的情况下断开1路电网的电源屏输入断路器，人为切换到2路电网，并在1路电网恢复供电后，切回1路，从而实验电源屏的切换功能。（应保证交流接触器正常工作，所有模块正常工作）

2.交流模块的相互装换，目的是检修模块的切换电路是否正常。根据模块的带载情况判断模块的工作状态（带载还是热备），把带载模块的输入开关断开，从而人为把负载切换到另一热模块，重新闭合断开模块的输入开关，使模块正常起动，工作稳定后可以重复刚才操作对另一模块进行切换测试。

3.直流模块（内部带闭塞，站联等24~60V连续可调电源）单独带载测试，以检验直流模块内部各闭塞支路输出是否正常。断开两个模块中任意一个的输入，用另一个模块单独带载，测量模块输出各路电源是否正常，电源屏是否正常报警；然后，恢复所关闭的模块，同样操作检测另一模块各路电源，确保两模块各路输出都正常。

4.检验模块运行数据。通过检测单元调出所有模块的运行数据，并做记录，尤其是交流稳压模块，以判断模块是否进一步维护。

5.检查系统接线节点状况。检查系统内各个模块的输入空开及各路电源的输出空开，确保无松动现象，线缆端子无老化现象。

3引发电源屏火灾的主要因素3、1交流接触器故障

交流接触器是铁路信号电源屏中的重要部件 ,由于种种原因 , 由交流接触器引发的事故占有很大的比例。

1．质量不高。因为铁路信号负荷是一级用电负荷 , 按国际规定应采用双电源自动切换系统供电 , 选用三相交流接触器作为自动切换器件。前些年的交流接触器由于其结构、工艺、材质都比较落后 , 不能适应运行中出现的特殊情况 , 故障率比较高 , 部分火灾的发生与其质量不高有直接关系。

2．控制回路接线不合理。个别电源屏产品在设计双电源切换回路时 , 采用了备用回路的接触器先合、工作回路的接触器后断的错误接线。这种接线将造成双电源切换时 , 2 路电源在电源屏中断时并联 , 并产生较大的环流(在2 路电源相位差较大时), 烧毁交流接触器 , 甚至造成 2 路电源保护开关同时跳闸 , 使信号供电完全中断的大事故。

3.低电压跳动。因为交流接触器的正常工作电压范围是额定电压的70 %～110 %, 当工作电压低于70 %时 , 交流接触器线圈的吸合力降低 , 严重时可能出现反复分合的跳动现象 , 造成接触器接点拉弧而损坏。

4.安装方式不符合要求。交流接触器垂直于地面安装在设备上 , 其接点容易积尘 , 闭合时接触点接触电阻加大 , 造成接触不良 , 使接触器接点打火发热而损坏。

5.双电源同时来电时 , 2 路电源的接触器同时闭合。在双电源供电系统中 , 采用交流接触器作切换元件 , 由于控制回路设计不合理 , 当出现双源同时来电时 , 使 2 个电源系统在电源屏内短接造成烧损交流接触器接点的事故。

3.2系统短路保护设置不全配电系统中 , 短路保护是由2 部分组成的 , 一部分设在主回路(输送电能的回路), 当主回路出现短路时 , 设在主回路的空气断路器跳闸 , 切除短路故障 , 对接在主回路中的导线和电器进行保护;另一部分设在辅助回路(控制、监测、计量、报警回路), 当辅助回路出现短路时 , 由设在辅助回路中的熔断器动作 , 切除短路故障 , 对接在辅助回路中的导线和电器进行保护。在现场运行的电源屏中 , 一些产品只设了主回路的短路保护 , 而在辅助回路中不设 , 因而 , 当辅助回路出现短路时 , 没有相对应的保护器件将

故障切除。另外 , 由于辅助回路的导线截面较小 , 短路电流不会很大 , 又不能使设在主回路中的断路器跳闸 , 致使短路故障得不到及时切除 , 造成辅助回路的导线起火和电器损坏。

3.3 使用非阻燃材料制作导线及电器元件

为了防止电气火灾的发生, 相关标准规定 , 低压电器产品的外壳应使用阻燃的材料制作 , 配电系统中应使用有阻燃性能的导线。老的电源屏有很多不满足这一要求 , 因而 , 一旦导线和电器出现过热 , 很快便能引发电器外壳和导线绝缘着火。

3.4 个别电器元件质量差

目前电源屏中还有个别电器元件是由一些不规范的小厂生产 , 质量不稳定 , 运行中易出现绝缘损坏 , 导致短路、温升过高等问题 , 也是引发电气火灾的重要原因。

4预防电源屏火灾的主要措施

4.1选用带有机械联锁装置的优质交流接触器带有机械联锁装置的交流接触器 , 就是在2 个同型号的交流接触器之间 , 装上 1 个机械的锁定装置 ,使2 个交流接触器在任何情况下不会同时闭合 , 始终保持在1 个闭合、1 个断开的状态 , 它是专门为2路电源切换设计的产品。选用这样的产品 , 就从根本上杜绝了由于 2 路电源的交流接触器同时闭合 , 所造成的接触器损坏和引发火灾的问题。

另外 , 为了防止交流接触器在低电压下出现跳动现象而使接点烧损 , 对交流接触器应设置低电压保护。即当电源的电压下降到80 %以下 , 并且 3～5min后仍不恢复时 , 就应自动切换到备用电源供电 , 让主电源退出工作。这样既保证了负荷始终由好电源供电 , 同时又使交流接触器不会损坏。

4.2完善铁路信号电源系统的短路保护功能。目前 , 在铁路信号电源屏中 , 对主回路的电路都设置了短路保护 , 一旦出现短路故障 , 能及时被切除。在由主回路引接的控制变压器回路、交流接触器线圈回路、电压表测量回路、信号指示灯报警回路等辅助回路中 , 也应设置全面的短路保护 , 一般采用装在端子板上的小型熔断器作为保护器件 , 其电流应小于导线长期允许电流的 80 %。这样在整个信号配电系统中 形成了全面的短路故障防范系统。整个信号配电系统的保护动作设定值应准确合理 , 上下级保护应有选择性的动作 , 在系统中任何一点短路 , 都应有相应的保护开关动作 , 以切除短路电流故障。

4.3选用优质的阻燃电器及导线。在进行铁路信号电源屏设计时 , 应选择由阻燃材料制作的导线和电器元件。这样即使出现电气短路 , 也不会产生明火 , 可将火灾的损坏降低到最小。另外 , 控制回路(辅助回路)的导线截面积不应完全按电流的大小来选择 , 应考虑到机械强度的要求 , 一般不应低于1平方毫米。

4.4对智能屏的各种电源模块设置温度保护。当模块内温度过高时应及时报警1 , 防止模块内发生火灾。

4.5电器元件和接线端子板的接线端子 , 应有防指触和防震动功能。

4.6出厂试验项目中 , 应设置短路保护试验项目。其目的是 : ①试验短路保护的完整性 , 在主回路和辅助回路任一点短路时 , 是否都会有相关的自动开关跳闸或熔断器熔断 , 能够及时准确地切除短路故障;②试验短路保护的选择性 , 每一次短路应该是离短路点最近的保护电路动作 , 如果短路保护配合不合理 , 应进一步调整。完成好上述工作 , 铁路信号电源屏的火灾事故将得到有效的防治 , 电源屏的安全运行将得到可靠的保证。

5结论

本文较有利的提出铁路电源屏在现代铁路运营中的重要性，关系着整个铁路系统在交通运输中正常运营的信誉，同时提出关于电源屏发生火灾主要原因以及改善措施，为铁路的正常运营提供保障。

参考文献：

1.《铁路电力设计规范实施指导与电力安全防护技术及系统故障应急处理典型案例评析手册》

2.《铁路信号智能电源屏》，作者：林瑜筠

智能应急电源 篇3

【关键词】可编程控制器；PLC技术；智能开关；低压双电源

0.前言

传统的双电源自动转换双电源线路主要是通过集成多种继电器、接触器、开关等，按照特设的逻辑顺序进行相关的转换，在工作时，传统的转换器安全性差、结构复杂、安装困难、维护工作量较大，为其发展带来了极大的影响，同时因为诸多外借因素的影响，传统的电源转换器逐渐被市场淘汰，越来越多的建筑设施和工业设备采用PLC智能转换器。

PLC智能开关就是在工业环境下应用而升级的数字运算操作电子装置。它主要代替继电器实现逻辑控制，同时随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此在市场上占有份额越来越大，将逐步取代传统的控制系统进行更科学有效的控制。

1.双电源电路工作要求及实现环境的设计

双电源本质上就是一种由微处理器控制，用于电网系统中网电与网电或网电与发电机电源启动切换的装置，可使电源连续源供电。当常用电突然故障或停电时，通过双电源切换开关，自动投入到备用电源上，使设备仍能正常运行。最常见的是电梯、消防、监控上。在双电源线路的实现过程中，主要是市供电和机械发电之间的转换，转换之后要及时调整电压、频率等参数，同时双电源中作线路中要有及时有效设备的控制和相应的人力检测，保障供电的安全可靠。

2.可编程控制器（PLC）的工作原理

PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

在PLC投入运行的时候。其工作过程主要分为三段：输入采样、用户程序执行、输出刷新。完成这单个步骤就是完成一个扫描周期。

输入采样就是PLC以扫描方式依次的读入所有输入状态和数据，并将它们存入特定的I/O映象区中的相应的单元内，输入采样结束后，就转入用户程序执行和输出刷新阶段，这时输入状态数据进行运算和处理，原始的I/O映象区的数据不发生改变。

用户程序执行阶段就是PLC按照其设定的顺序对用户程序进行系统性扫描和逻辑运算，根据逻辑运算结果，PLC自动刷新逻辑线圈在RAM存储区中对应位的状态，或者是发出指令，控制设备自动进行工作和生产。

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这才是PLC的真正输出。

综合来看，PLC同传统的转换设备相比其功能更加完善，组合灵活，扩展方便，实用性强，同时用户程序编制简单，系统开发周期短，现场可以调试；相对与环境来说，PLC技术对环境要求低，抗干扰能力强，易学易用。

3.PLC低压双电源智能开关的实现和应用

PLC主要面向工业化生产，控制主要用于三相交流供配电控制。与传统的智能开关相比，PLC低压双电源智能开关有缺相保护功能，在发生缺相的时候，可以有效的控制电源切断，同时还可以在系统电源恢复时进行反切，有效保护了电路和生产设备，PLC应用时还可以有效避免构件的耗损率，减少成本的开支和资源的浪费。

系统方案的确定，PLC双电源在工作时，必须只能有一个电源与负载接通，且在一路电路故障时要实现自动切换，同时由于使用PLC设备的都是用电总功率较大的场合，必要时需使用发电机设备供电。系统在工作时就要有选择的进行检测工作，一旦主电源发生故障（系统电源出现缺相或者是欠压），此时立即启动发电机，同时主电源就会自动断开，备用电源启动后，同样要进行相关检测，检测备用电源无障碍后再进行备用电源与负载的接通。

系统硬件设计是主体设备的选择和确定。根据总系统设计方案要求，设置相应的硬件设备。硬件设备中，主要考虑因素是控制环节和判断步骤，在选择了使用的设备后，要进行实用性实验检测和统计，只有严格控制好硬件设备的安装与使用，才能更好在系统软件设备中编制程序和实现功能。

系统软件设计就是编译PLC控制系统的语言主体。软件设计主要分为五部分：对于复杂的控制系统要绘制控制系统流程图，对于简单的系统可以忽略此步骤；根据实践经验和对PLC的认识设置梯形图；根据梯形图编制语言表程序清单；用程序编程器键入PLC用户存储器中，并检查键入程序是否正确；对程序进行调试直到满足要求。

PLC的后期实现主要就是根据以上步骤进行合理的物理设备实现，这样一项PLC低压双电源智能开关就可以得以实现。

4.我国PLC低压双电源智能开关的发展趋势

PLC低压双电源智能开关已经被广泛的应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械加工等各个行业。PLC虽然已经有了广阔了发展前景，但在其创新领域内还是有很大的空间，PLC发展趋向主要是更小的设备体积、更强的通信功能和更高速的处理速度。

5.总结

从最早美国数字设备公司研制出的可控编程控制器PDP-14，到现在比较成熟的PLC整体设备，短短几十年之间，PLC技术取得了不错的发展，PLC现已成为工业控制三大支柱之一，以其可靠性高、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、以易与计算机接口、能对模拟量进行控制，具备高速计数与位控等性能模块等优异性能，日益取代由大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电—接触控制系统，在机械、化工、冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。同时在未来的市场上也将占有很大的份额，PLC智能开关也将得到更广阔的发展前景。

【参考文献】

[1]陈军统，潘再平，杨舒捷.基PLC低压双电源智能开关设计[J].制造业自动化，2012（8）：135-138.

[2]于静.PLC低压下的双电源智能开关设计探讨[J].大科技，2012（20）：24-25.

[3]金晓龙，杨显斌.关于PLC技术在电气自动化中的发展应用[J].华东科技，2013（2）：418-418.

智能通信直流电源系统 篇4

关键词：直流电源,选型,维护,智能通信

0 引言

通信电源系统是通信的中枢神经系统,具有不间断的技术特性并在通信中占有重要地位。随着计算机自动控制技术的飞速发展,在通信电源中广泛应用的直流电源也相应得到了技术改进与提高。从传统的低频相控硅整流到智能高频开关直流电源系统,其系统的智能性、可靠性、安全性得到很大的改善和提高,实现了真正意义上的“遥信、遥测、遥控”等功能,同时为工作人员提供了便利,提高了工作效率。现以我公司通信C局为例,对如何保证通信电源的安全可靠进行探讨。

1 通信电源供电系统组成及工作原理

1.1 电源系统的现状

通信C局为无人值守局,通信电源的具体设备有:低压配电柜、交直流混合配电柜、高频组合电源柜及柴油发电机组。通信电源的运行状况是通过光电转换器传入主局电力值班室的监控器,通过监控设备值班人员可以了解市电的运行状况。随着通信业务的不断发展,该局设备的不断增加,在工作过程中发现目前此电源系统存在着一些弊端,为了确保通信电源的正常运行,通信设备的正常运转,针对目前的状况进行了技术改进,通过改进为公司节约了能源。

通信C局现有的供电系统是由变电所引入2路市电到低压配电柜中,通过两级转换变为一路送入交直流混合配电柜中。配电柜中还有一路是柴油发电机供电,它与市电之间采用机械互锁供电方式,当市电停电时,由柴油发电机供给所有用电设备。这种供电方式存在着一些弊端:首先从变电所引入的2路市电没有起到2路的作用,供给负载设备时仍然是1路;其次,随着用电设备的不断增加,当市电停电时,迫使柴油发电机超负荷运转。因此给设备正常运转带来一定困难。为了保障设备的正常运转,同时为了节能降耗,对此供电系统进行了改进。首先是加装1台控制器,其次是进行通信设备用电与生活用电设备系统分离。

2路交流电源引入到低压配电柜后,通过加装1台控制器BA实现2路交流电源的自动切换。系统默认第一路交流电源为常用电源,第二路为备用电源。当一路市电停电时,通过控制器自动切换到另一路市电供电。当2路市电都停电时,采用柴油发电机供电。柴油发电机与市电之间采用机械互锁的供电方式,市电优先。这种方式使原有的2路市电真正起到了双路送电的作用。并且,使生活用电设备与通信设备用电系统分离,当市电全部停电时柴油发电机只供给通信设备用电负载,减轻了柴机发电机供电负载量。确保了通信设备的正常运转。原有配电系统见图1,改进后的系统图见2。

1.2 直流供电系统的组成及原理

由交流电源输入至交直流配电柜中,配电柜有多路分路输出,其中分路断路器将交流供电送往整流器设备,整流器整流后,输出一48V直流电压;并且在配电柜中接入2路电池组,送到配电柜直流配电单元的汇流排,经配电单元各分路将一48V电源分配给通信设备使用,如图3所示。

整流器设备采用智能高频开关组合电源,它采用软开关高频变换,计算机控制及通信技术所构成的智能型通信电源设备,由交流配电单元、整流器模块、直流配电单元、监控器等部分组成。我们使用的是DUM34Ⅱ型智能高频开关组合电源。

(1)整流器单元采用单片机进行实时控制、液晶显示、体积小、效率高、功率因数高、无可闻噪声、可靠性高。能自动完成给电池充电过程,同时给负载提供电源。在配置时采用自动均流,N+1冗余模块化设计,给扩容提供了便利。监控器采用工业级控制机对系统进行监控和管理,实时记录交流配电、直流配电、整流器、电池的各种信息。并且通过RS-485转RS-232接口实现远程集中监控。

(2)蓄电池单元。

保证交流停送电时,通信设备一48V电源的正常供电。它采用MSE-C系列密封固定型铅酸蓄电池。该蓄电池具有以下特点:不需补充水,不需检查比重、液面、不需均衡充电,高效率放电特性卓越。此蓄电池由单体2V组成的48V,500Ah并联输出,这样可以提高蓄电池供电的可靠性。

(3)监控单元。

监控单元是电源系统的控制管理核心。我们采用的DK06Ⅱ监控器记录和显示各类信息,将交直流配电单元和各整流器的运行情况进行监控,对非正常情况进行告警。其通过RS-485转RS-232接口经光电转换设备接入主局监控电源系统,实现遥测、遥信、遥控等功能。主局值班人员通过观察监控器中各种显示信息,随时了解设备工作状态。一旦有告警信息及时告知相关人员到现场处理解决。

2 设备选型应注意的几个问题

(1)高频开关。

高频开关是直流系统中的关键设备,在选型时应根据电池容量和负载容量,确定其额定工作电流,由于具有自动均流技术,设计通常采取N+1冗余结构,应按照最恶劣情况选择,充分考虑它的可靠性、安全性。

(2)蓄电池。

蓄电池是直流系统中的重要设备,在选型时通常应考虑2个主要参数,即系统容量和电压。容量应根据局站的实际直流负荷进行计算,依实际负载量为其额定容量的60%～70%为宜,这样既可使蓄电池保持一定的容量裕度,提高其运行可靠性,又可以避免蓄电池因放电电流过小而产生的过放电现象。电压则根据局站相关设备的电压等级进行确定,电池可以根据用户应用需求特性选择。

3 直流电源日常使用中应注意的问题

(1)蓄电池组的维护。

目前所采用的蓄电池为免维护电池。所谓的免维护并不是指不维护,而是指相对于传统的液态减性或酸性电池来讲,不需要定期检测电池电解质浓度比重,添加电解液或蒸馏水。但外因的工作状态对蓄电池的影响并没有改变,不正常工作状态对蓄电池造成的影响没有变,这部分的维护检修工作仍是非常重要的。如阀控胶体铅酸电池电解质是由气体二氧化硅及多种添加剂以胶体形式固定,在电池浮充、均充的充放电过程中,电解质浓度均匀,不存在酸分层及减少现象。但由于长期处于浮充状态,造成单节电池容量、电压不均,从而导致整个电池组电压、容量下降。因此,最好每隔一个月检查浮充电中电池总电压,半年对蓄电池的外观进行检查:电池的外壳、盖有无损伤及漏液、连接线端子有无污染生锈、电池组按照0.1C倍率进行活化一次;做好单节电池电压容量检测,也可以用电池内阻测试仪检测电池内阻。发现有问题的电池经活化不满足要求的应立即更换。如某大型局站直流系统改造,选的是德国Sonnenschein Drift A400 100Ah/12V免维护电池,由于人为免维护电池认为不需要维护,结果不到2年时间就因容量急剧下降而报废。

(2)确保电池在规定的温度范围内恒温运行。

目前使用的蓄电池主要是免维护密封式铅酸蓄电池,设计寿命是5～15年,设计寿命是在蓄电池生产厂家要求的环境下才能达到。影响蓄电池寿命的典型因素是环境温度,一般蓄电池生产厂家要求的环境温度是在15～25℃之间,随温度的升高蓄电池的放电能力有所提高,但都高不出30%,付出的代价却是蓄电池寿命的大大缩短,因为环境温度一旦超过25℃,只要温度每升高10℃,蓄电池的寿命就缩短一半。蓄电池寿命对环境温度非常敏感,比如Sonnenschein电池,要求电池的工作环境温度必须在15～25℃范围。当环境温度超过25℃时,每升高10℃,电池寿命要缩短一半,温度低于15℃时,同样会缩短电池寿命。再如MSE-C系列蓄电池是密封固定性铅酸蓄电池,蓄电池的许可使用温度在一15～45℃,推荐使用温度为5～30℃。这种蓄电池属阴极吸收式,比液式电池所产生的热量多、热容少、温度上升快、温度对他的寿命、性能有很大的影响。因此,建议在电池室安装空调。

(3)防止过充过放电。

虽然新型铅酸电池抗深度放电能力强,具有完善的防过充过放功能。但是,电池组的过充、过放对电池本身的寿命还是有很大的影响,应尽量避免。主要是因为蓄电池在过渡放电过程中,会导致电池内部大量的硫酸铅被吸收到电池的阴极表面,形成阴极的硫酸盐化。由于硫酸盐本身是一种绝缘体,将会导致电池的内阻越来越大,从而缩短电池寿命。

4 结束语

智能应急电源 篇5

根据艾瑞咨询集团发布的中国智能终端规模数据，2014年中国智能手机的保有量为7.8亿台，同比增长34.3%，预计到2017年将达到11.3亿台;2014年手机出货量为3.9亿台，比上年增长21.9%，预计到2017年将达到5.2亿台，这就为智能手机相关的配件市场提供了更大的空间。据海外市场研究机构ABI Research数据显示，预期智能手机配件市场将在2017年成长至380亿美元。

在手机的配件中，电池占了很大的比重。而传统电池容量每十年才提高20%，与智能手机、平板电脑等高耗电量设备的普及速度不成正比，已无法满足科技发展和人们生活的需要。因此移动电源的出现和研究，极具价值。而目前，便携式移动电源仍需解决无法智能化和数据化等缺陷，因而本课题针对移动电源和手机易被盗、移动电源无法智能化和数据化等缺陷，以蓝牙4.0技术为核心，研究设计带定位系统的无线蓝牙智能移动电源。设计原理与思路

2.1 设计原理

无线蓝牙智能移动电源是基于国际蓝牙组织发布的最新蓝牙4.0协议进行工作的，主要原理是应用了无线蓝牙技术和搭载传感器的集成电路通过手机上配套的App使得各个平台之间无线连接，并且可以充分利用云端的优势进行数据存储和分析以及进一步应用拓展。

2.2 设计思路

实现将蓝牙4.0作为物联网内各种设备的无线通信技术基础，自主研发智能手机的智能配件产品及配套的移动端App，实现智能配件和手机的无线互联及命令、数据传输，并基于超低功耗蓝牙技术结合各种传感器信息搜集，以及结合目前消费电子产品市场上具有广泛认知及销量的移动电源产品，并提供嵌入式集成电路开发、移动智能终端软件开发及云端计算及大数据量存储交互的一体化解决方案，真正实现电子产品智能化。

手机端App主界面可以获取和手机相无线连接的移动电源内部的诸多信息，包括：移动电源当前电量、对各种智能设备如手机或Pad预估充电次数、当前电源预计充满电所需时间等，并且具有电源和手机端进行无线连接或断开的设置按钮以及电源设置操作按钮等，还可通过按动移动移动电源home键遥控手机拍照。移动电源设置界面可设置各种移动电源状态或情况下的提醒(图1)。设计制作与步骤

3.1 无线蓝牙智能移动电源的内部设计

无线蓝牙智能移动电源包括主控模块和分别与主控模块电连接的升压模块、充电管理模块、电量读取模块和通信模块;电芯通过电芯保护模块与充电管理模块、升压模块和电量读取模块电连接;充电管理模块连接有USB充电接口，升压模块连接有USB放电接口。

通信模块采用蓝牙模块，与主控模块电连接并与外部移动设备(如手机、笔记本电脑等)通信连接，用于为外部移动设备提供移动电源的电量信息和内部相关信息。内部相关信息包括电压信息、电流信息、温度信息等。

无线蓝牙移动电源和手机或Pad等外部移动设备之间的通信包含数据通信和命令通信两种：

(1)数据通信。主要是指从移动电源内部传感器读取的电源内部温度、3D加速度数据和电量控制模块读取的电源电压、电流、电量数据，这些数据可以实时传输到手机或Pad端，通过App的加工处理，以各种可扩展的应用展示给用户，或对用户操作进行提醒。

(2)命令通信。主要是指通过移动电源上按钮，对其触发相应的指令传输到手机或者Pad端，通过App对手机或Pad进行无线遥控操作，比如遥控照相、遥控连续拍照、遥控摄像、遥控录音、遥控触发手机铃声以找到手机等;同时还可以反向通过手机端App，发出命令，传输到移动电源上，触发电源报警铃声以寻找电源。

3.2 无线蓝牙智能移动电源的外部设计

(1)材料选用无线蓝牙智能移动电源以航空铝美合金为主要原材料，以充分保障电源散热。外观设计主要包括功能端口：充电接口、放电接口、Home键，以及电量指示灯。

(2)隐藏式卡口设计。在移动电源外部设置可隐藏式卡扣，方便移动电源用户在户外或需要一边充电一边使用设备时，能较方便移动电源固定。另外，移动电源的隐藏式卡扣还可以在用户收纳电源时夹在包袋内，避免四处滑动，难于寻找。如图2所示。

3.3 配套的智能手机端APP设计

配套的智能手机端APP的设计能支持iOS系统，这就需要iOS平台的蓝牙4.0配套协议逻辑实现。

主要在用户界面部分和蓝牙稳定性方面进行了设计：

主要电源信息实时显示部分作为主页面，实时向用户显示电源信息和根据基础信息计算出的应用相关信息;遥控拍照和摄像单独一个页面，提供拍照设置、前后摄像头选择、闪光灯选择等功能，并且支持多达15张照片连续拍摄。

蓝牙连接稳定性方面，每台电源设备有唯一编码，完全可以做唯一识别判断，本项目设计的iOS平台的App，能和多达8台电源设备同时进行连接，在20米范围内可以持续稳定连接，抗干扰性强，并且蓝牙连接在超过设定的安全距离报警后，当电源设备回到安全距离范围内，蓝牙连接可以迅速地自动重新握手建立连接，无需额外操作，连接过程对用户透明，提高用户体验。

3.4 制作步骤

硬件制作→APP交互流程设计→用XCODE软件进行app程序编译→功能ICON设计→绘制app界面并进行界面视效整体优化创新性分析

带定位系统的无线蓝牙智能移动电源的设计是基于蓝牙4.0技术研发的移动电源硬件和智能手机终端App，通过两者和数据分析处理的云服务三者结合实现智能配件和手机的无线互联及命令、数据传输，并基于超低功耗蓝牙技术结合移动电源内部的传感器进行信息搜集，以及结合目前消费电子产品市场上消费者对于移动电源的需求，并提供无线充电、遥控拍照与手机上配套的App连接，在云端进行数据存储和分析，真正实现电子产品智能化。

4.1 理论与技术创新

本项目将蓝牙无线通信模块与传统消费电子产品相结合，在传统移动电源基础上，增加了蓝牙无线通信模块、温度传感器、3D加速度感应器，将传统移动电源产品进行了智能性扩展。硬件产品和智能终端App配套开发，使电源具有和智能手机之间进行数据传递和命令传递的能力，并且可以扩展多种相关功能以及用于进行终端用户使用模式的行为数据分析，最终实现移动电源智能化、数据化。

在技术上，带定位系统的无线蓝牙智能移动电源将蓝牙4.0作为物联网内各种设备的无线通信技术基础，验证了其稳定安全传输、远距离无线通信、低功耗、小体积、1对多的可行性和技术优势;成功搭建了云服务器集群，实现负载均衡，大数据量存储;在手机端iOS平台，实现对底层蓝牙4.0模块及接口的调用，对无线传输信号侦测及无线传输距离的设置，开发了支持蓝牙4.0协议的配套APP;解决一台移动智能终端和多台蓝牙4.0模块设备的连接，实现一对多的主从模式控制，实现了移动电源的智能化和联网化。

4.2 应用创新

(1)将物联技术和个人移动终端电子产品相结合，增加了电子产品智能化及附加值应用。

虽然目前移动电源产品兴起于2011年，但技术含量低，移动电源本身除了作为应急充电电源外，不具备其他扩展功能和智能体验。而本项目设计将蓝牙4.0无线传输模块和传感器模块内置入移动电源的方式，在手机端开发配套App，实现智能手机和移动电源的无线互联以及数据、命令传输，并在基础上实现智能化功能扩展，为用户带来更好的体验。

(2)可以从智能手机端实时获取电源内部电量、温度、是否跌落等信息，并获取各种提醒，实现移动电源智能化，同时收集大量信息数据传送到云服务器，进行深入分析与处理。

目前市面上在售的普通移动电源无法获知在消费者中的实际使用行为，而本设计研究的带定位系统的无线蓝牙智能移动电源可以将用户电源信息、对电源的使用情况和行为等数据信息实时采集到手机终端，再通过网络传输到云端，进行存储，从大规模数据中进行分析。例如，只要手机与移动电源分离达到20米左右，两者就会同时发出定位报警提示，用户都会收到及时提醒。也具备了防窃功能。

通过报警情况收集，在云端反映出用户的使用习惯，对经常发生手机或者电源遗失的地点等情况进行收集分析，从而推知在最容易发生物品遗失的地址，提前进行多种提示，避免损失。

(3)可以通过移动电源上按钮触发手机无线遥控拍照、摄像。通过蓝牙4.0无线传输协议，智能移动电源和智能手机之间除了进行数据的传输，可以进行命令的互相传输。在移动电源端硬件上设计的按钮，当手机和电源在安全范围内保持无线互联的状态下，可通过按动电源上的按钮，触发指令，控制移动电源通过中控模块向无线传输模块发出相应的命令，命令被手机端无线模块收到，并经过App的解析，根据当前App所设置是拍照或摄像状态，在手机端调用相应的拍照或摄像命令，即可实现通过移动电源无线遥控手机拍照或者摄像的功能。

(4)具有五重保护技术，可以实现低静态、持续全兼容和高效节能安全充电。所谓五重保护指的是过充保护、过放保护、过流保护、短路保护及过温保护，通过内部数字化管理系统精准的计算出延迟时间，在电源过充、过放、过流、短路以及过温的情况下关闭电路，从而有效保护移动电源及充电电子设备的安全性。带定位系统的无线蓝牙智能充电电源可以高效节能充电、给其他电子设备充电并保持低静态充电，延长电池的使用寿命。

4.3 结构创新

(1)外部设计方面。本设计研究的带定位系统的无线蓝牙智能移动电源外观采用阳极氧化处理的航空铝镁合金材质，可以充分散热。同时外部设置了可隐藏式卡扣，方便用户固定移动电源。

智能应急电源 篇6

【摘要】首先，本文对智能电网的特点进行了较为详尽的论述，指出智能电网具有信息智能化、量测智能化以及控制智能化的重要特点，说明了在分布式发电技术的应用条件下，应充分考虑到智能电网的本身特点；接下来，又对积极的配电管理策略进行了探讨，研究了分布式发电对配电网的影响，并重点介绍了有源配电管理的ADINE项目的功能和特点。

【关键词】分布式电源；智能电网；电力管理；电力控制

前言

随着新的电力技术的普及应用，电力供应市场正在经历着重大的变革，一个全新的電力供求系统正在被构建并逐渐成为主流。其中，含分布式电源的智能配电网就是其中最为重要的技术应用之一。近几年来，分布式发电量始终呈现出上升趋势，因而使得其传统的配电管理及负荷模式都发生了深刻的变化。从电网控制的角度看，分布式发电量的持续上升常常会导致输配电系统更趋向复杂化，这与目前管理配电方法及不同有源电源的固有特点密切相关。由此可知，分布式电源增加了智能配电网的运行难度，需要对其实行有效的控制策略。

1、智能电网的特点

1.1信息智能化

智能电网中应用的的信息技术具有三大独特优势：第一，数字化程度提高，内置智能传感器、电力设备、控制设备及应用系统等，可连接的设备增多，增强了发电、传输、变电、配电、用电以及调度流程的数据收集、收发、存储和整理能力；第二，以面向服务架构体系（Service-Oriented Architecture，SOA）为基础，对相关业务数据及应用加以优化整合，构建完善的信息交流平台，使数据及应用实现自动化整合，促使整个业务系统的集成；第三，能够对经营管理、人才管理、电力营销及调度管理等辅助型决策数据提供一个数据集中、业务合理规划、符合模型标准、应用扩展性强的辅助管理系统，从而实现生产、经营、调度、人财物等业务信息的集中存储、统一管理及系统分析，进行充分智能化的决策判断，能够支持跨业务系统的综合查询，为管理阶层提供可靠的数据分析服务。

1.2量测智能化

为真正实现智能化的电力运行，量测技术的智能化显得至关重要。其中，参数量测技术是智能电网最基础的组成部分之一，在收集到相关数据后可将其转换为可识别的数据信息，并将转换结果传送至智能电网的各个系统中使用[1]。量测技术的智能化发展可以实现对电力设备性能状态及电网完整性的准确评估，完成表计的读取，避免窃电行为的出现，同时缓解电网阻塞。智能表计在成功应用微处理器后增添了更多的功能，不仅能够测得不同时段的用电量，还可对电力企业下达的高峰电力价格信号及电费费率加以存储。

1.3控制智能化

智能化控制技术的主要职责在于从智能电网中分析、判断并预测电网状态，在此基础上确定并采取有效的措施加以清除或减轻，从而防止供电中断及电能质量扰动现象的发生[2]。控制技术的智能化发展有利于输电、配电和用户侧控制的优化提高，对电网中的有功功率和无功功率进行合理化分配。

2、积极的配电管理策略

2.1分布式发电对配电网的影响

如果一个规模较大的分布式发电机组比如风电场与电力用户的距离较远时，或者相对于缺乏分布式发电机组的解决措施，从而加大电力传输的距离，就会造成电网的损耗。同时，在分布式电源的控制条件下，配电网络的继电保护要求也应进行相应的调整，因为此时根据单向潮流设计的继电保护将失去作用。因此在分布式发电接入系统中后，会出现不必要的跳闸、不可测的故障或继电器动作滞后。此外，分布式发电还会对自动重合闸带来一定影响。因此，处理故障时应特别重视保护设备的运行次序。由于分布式发电方式的应用逐渐普及，以往使用的许多故障定位的措施将无法满足实际需求，一旦发生故障，现有的配电运行流程会要求移除分布式发电机组，从而使运行状况更加直观、清晰、安全可靠且便于自动重合闸。分布式发电入网处继电保护（频率与电压继电器）的目的在于抑制机组的故障电弧的滋生，从而防止孤岛效应的产生。如果分布式发电接入持续增加，且一些分布式发电机组能够及时发现输电网存在的一个短路故障，这时发电机组的瞬时跳闸结果就极有可能变得十分不利[3]。甚至在配电网络发生故障时，在馈线的不必要跳闸、分布式发电机组的继电保护、同步发电机失去同步异步发电机的持续过速以及过电流或者电子变换器的过电流和过电压等多种因素的影响下，从而导致分布式发电机组的不必要切断。从目前的运行实践中可以得知，在电网安全性及可靠性之间存在着较大矛盾。

2.2有源配电管理的ADINE项目

为使配电管理能够更好适应当前的管理，满足分布式发电的技术要求ADINE项目应运而生。由有源网络管理理论可知，如果一个配电网络处于管理之中，不同有源网络设备之间的相互影响完全能够被计划和控制，因此这一项目能够极大促进电网运行的安全性和稳定性[4]。该项目的最大优势在于它能够提出良好的有源网络管理方法，并得到准确的结果。项目对以下内容做出了明确要求：第一，在配网中采用继电器技术作为通讯手段；第二，分布式发电模式下的故障定位技术；第三，在电网信息系统中制定协调保护规划方案。

结论

本文通过对含分布式电源的智能配网的控制策略进行研究分析，指出目前的配电管理方式应随着分布式发电的扩大应用而加以改进，使其能够解决分布式发电所带来的新问题，采取更加科学合理的控制策略。本文对智能电网的特点进行了充分的论述，同时又对积极的配电管理策略展开了深入的探讨，强调了应根据分布式发电的具体应用方式和条件，采取相应的控制策略。

参考文献

[1]王兴国，姚力强，常澍平，郭江龙，张赞.基于智能电网的节能调度实现方法探讨[J].河北电力技术，2012（15）：179-181.

[2]章欣，段晓萌，江小强，崔星毅，邹跃.智能电表时钟电池欠压故障剖析及防范措施研究[J].电测与仪表，2014，14（10）：226-228.

[3]刘永欣，师峰，姜帅，席亚克，宋宁希，张仑山.智能变电站继电保护状态监测的一种模糊评估算法[J].电力系统保护与控制，2014，20（03）：162-163.

应急预案智能平台研究与应用 篇7

应急预案是指政府或生产单位为了能够快速有效地应对突发事件,根据事件的特点、以往应对类似事件的经验、对事件结果的预测分析而预先制定的行动方案。在应急预案中,规定了突发事件应急处置方法与步骤,明确了各部门的职责,使各部门在事件发生后有条不紊地开展应急工作,提高了应急处置的效率。

传统的文本方式的应急预案在使用中难以充分利用信息化建设成果,发挥信息系统的辅助决策功能,指挥人员面对现场复杂局面,很难作出正确的应急方案;当前正在试验的数字预案,基本上属于信息大集中的模式,所有的应用和数据集中在一个平台节点上统一维护管理,信息很难与实际现场同步,同时系统应用是事先设置好的,不能随着突发事件的变化而更改系统功能流程,系统应用也不能根据需要随时迁移到现场处理。

因此,开发一种具有“热插拔”能力、具有移动性特点的应急预案平台就显得非常有必要,这也是应急预案智能平台被提出的根源。

应急预案智能平台是在职责规定、步骤安排、资源调集、信息发布流程等重要环节严格遵循应急预案规定的前提下,以应急预案为依据,当突发事件发生后,可以根据事件信息和其他与之相关的数据信息,借助于应急平台提供的信息化手段,快速生成直观、有效的行动方案,并可以对方案进行实时调整的软件系统。应急预案智能平台把调度指挥和应用功能剥离开来,平台本身关注于应急流程的管理,而与流程相关的系统应用功能独立部署于平台之外,根据需要随时接入平台,这样平台就具有动态调整业务流程的功能,也具有高度的移动性,并可多点部署,随处运行。

2 应急预案智能平台技术架构

应急预案智能平台基于SOA架构,其核心是服务流程引擎。

SOA核心思想是服务,业务被划分为一系列粗粒度的业务服务和业务流程。业务服务相对独立、自包含、可重用,由一个或者多个分布的系统所实现,而业务流程由服务组装而来。一个"服务"定义了一个与业务功能或业务数据相关的接口,以及约束这个接口的契约,如服务质量要求、业务规则、安全性要求、法律法规的遵循、关键业绩指标(Key Performance Indicator,KPI)等。接口和契约采用中立、基于标准的方式进行定义,它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在不同系统中的服务可以以一种统一的和通用的方式进行交互、相互理解,服务的请求者和提供者之间高度解耦。

平台架构如图1所示分为三层:应急服务管理平台、流程服务容器和门户系统。应急服务管理平台提供应急预案管理所需的后台技术支撑;流程服务容器构建业务流程,设置服务访问路由;门户系统负责业务应用的展现。

2.1 应急服务管理平台

应急服务管理平台实现服务注册、流程建模和组织机构管理。采用通用资源标识符来表示每个应急管理要素。

应急服务独立部署在应急智能平台之外,由相关应急组织机构进行维护管理,智能平台对服务进行注册管理,以便在需要的时候能够将该服务纳入应急流程中。

1)服务入口注册:注册服务的授权访问入口,取得合法访问服务的权限;

2)用户接口注册:一个应用服务具有不同的用户界面,供指挥用户、调度用户、操作用户等使用。

3)数据接口注册:一个应用服务具有多个数据接口,供其他应用服务使用,进行数据交换和服务交互调用。

应急管理平台提供了流程建模和组织机构管理模块,以便创建完整的服务流程定义文件,形成应急预案。

2.2 流程服务容器

为了实现业务流程的实时部署和运行监管,采用服务容器设计模式,构建了流程服务容器。流程服务容器容纳应急预案业务流程的本地实例,提供了业务组件集成的开发和运行环境,可对各类标准服务按照业务流程进行编排和管理,是应急预案智能平台的核心引擎。

服务容器采用服务控件(Controls)技术对应用服务进行封装,支持控件接口与实现的动态绑定,支持运行期控件元数据重写,这些特性构成了服务动态接入和服务编排的技术基础。服务容器读取应用服务的WSDL文件,根据元数据信息自动实现对应的应用服务管理接口,由服务容器生成控件实例,在不进行编码开发和重新部署的情况下对应用服务资源进行“热插拔”操作。

服务控件的实现技术主要包括两部分:应急服务语义匹配和控件(过滤器)实例化。

应急服务语义匹配模块包括语义分析器和应急救援本体库。应急救援本体库存储应急救援领域知识,包括各级应急救援组织网络、各级救援服务接口描述、救援预案流程定义、专业术语定义等。语义分析器通过读取流程定义文件和外部服务的WSDL信息并与本体库进行智能匹配,生成服务流程模型;控件工厂和过滤器工厂分别解析服务流程模型中的节点和链接信息,匹配出合适的控件模板和过滤器模板,生成控件实例和过滤器实例。

过滤器负责节点之间参数传递中的模型转换,解决流程中前后服务节点参数语法语义的差异性问题。-语义分析器在分析节点间存在语法语义差异后会在节点之间插入过滤器,进行语法语义转换,使得流程中后服务节点能够理解前服务节点传输的参数内容。

2.3 门户系统

门户提供了用户登录系统和管理应用的接口,用户通过可视化建模工具,根据预案要求编排应急服务流程,构建应急救援应用。

门户系统负责应急救援服务流程的展现,门户系统通过访问应急服务管理平台的服务注册信息,获取相关用户的授权界面,并可根据组织机构的权限,将相关服务界面整合在一起,构建用户终端页面,形成实际运行的应用系统。

3 应急预案智能平台应用

智能平台是一个面向应急流程的调度管理平台,一旦发生突发公共事件,由应急指挥人员,加载相应的应急电子预案,应用事件分析与模拟预测结果,结合空间环境信息、应急资源信息、现场情况信息等,形成应对突发公共事件的应急流程与行动方案,包括应急组织体系、应急工作流程、应急资源调配、应急处置方法等。

应急预案智能平台主要包括应急预案管理、应急方案管理和外部系统智能接入等功能。

3.1 应急预案管理

3.1.1 预案要素管理

包括组织机构管理、应急服务管理和要素关系管理等内容。

应急组织机构管理:应急组织机构包括各级政府机构及主管部门、专业应急机构和应急队伍等。应急组织机构是应急救援中真正承担救援活动的主体。平台存储各级组织机构的职能定位及联系方式,在突发事件发生时能够自动、快速联系相关机构,激活相关服务,启动应急救援流程。

应急服务管理:应急服务包括资源服务、通信服务和应用服务等内容。各级应急组织机构都维护着对应其自身职责的信息系统,这些信息系统通过封装成服务供应急预案智能平台调用。资源服务包括救援物资、设施、设备、队伍等的现状和调度;通信服务包括电子邮件、短信平台、自动传真、视频电话等多种通信手段的调度;应用服务包括环境监测、地理分析、预测模拟等专业应用服务。

预案要素关系管理工具:给组织机构分配应急服务的访问权限。应急服务和应急组织机构是多对多的关系,在实际应急流程中,一个应急服务对应着操作用户、指挥用户等多个用户,这些用户来自不同的组织机构,共同协同完成整个应急流程。在应急预案编制中,需要事先确定各个组织机构之间的协作关系,搭建每个应急预案的组织架构,从而确定预案要素之间的对应关系。

3.1.2 预案制作和维护

预案制作维护包括服务流程和用户界面要素的建模设计。

在应急救援标准流程中,包括预测预警、分级响应、现场处置和应急总结等几个大的阶段性活动,每个活动里面还可能包含了若干子活动,根据突发事件的不同,这些子活动也会有所不同。一个危化品应急预案流程如图2所示,其中预测服务调用了环境监测服务和事故态势分析服务两个子服务,而现场处置则调用了应急资源服务、通信调度服务等多个应用服务。这些服务构成了应急救援服务链,把整个应急救援过程中组织机构、救援人员、应急资源和救援行动有效整合,极大提高了救援效率。

在应急智能平台中,应急服务的入口、用户界面和数据接口都是注册作为平台资源进行管理,可以借助可视化建模设计工具,编排整个应急服务流程链,并对每个应急服务的用户界面进行定制,从而构建一个完整的应急预案。

3.2 应急方案管理

应急预案主要针对单项事件,在发生大面积、跨区域的应急事件时,不仅仅需要协调多部门,多行业的应急救援,而且还需要面对次生、衍生事件,需要整合多个数字预案,生成应急方案。应急方案包括应急组织体系、应急工作流程、应急资源调配、应急处置方法等等,所有这些都是以相关应急预案中规定的内容为基础的。

智能平台中的应急预案是以服务链的结构化形式管理的,通过对服务节点的调整,可以快速整合服务流程,形成实际的应急方案,并根据应急方案生成应急服务流程和用户界面,自动通知方案中规定的相关人员与部门,启动应急流程。

3.3 外部系统的智能接入

在应急救援流程中,智能平台起着“中枢”的作用:现场指挥部、应急指挥中心、应急队伍等之间需要通过平台实时交换业务信息,传达指令,发送报告;需要通过平台接入气象监测仪器、各类GPS信号、视频监控信号、现场检测信号等各类实时信息,通过地理信息位置同步系统,接入应急平台的各类业务应用模块;需要临时接入本地或异地专业信息系统,开通数据传输通道,为本地应急平台提供专业信息。

4 总结

智能平台是以应急救援调度为核心业务,通过对数字预案和智能方案的管理,生成应急业务调度流程,并在流程的各个节点上连接相关服务,接入现场信息、辅助决策信息、指挥调度信息等内容,形成应急指挥核心中枢系统。智能平台剥离了与核心调度业务无关的业务功能,采用信息交换和共享的新技术,实时接入外部信息,真正起到了指挥平台的作用。

参考文献

[1]张瑞新,门红,廖凌松.安全生产应急救援地理信息平台建设探讨[J].地理信息世界,2007(1):13-18.

[2]李曼,王大治,杜小勇,等.基于领域本体的Web服务动态组合[J].计算机学报,2005(4):644-650.

[3]Alur D,Crupi J,Malks D.Core J2EE Patterns:Best Practices and Design Strategies[M].Prentice Hall/Sun Microsystems Press,2003.

[4]OASIS.Web Services Business Process Execution Language Version2.0[EB/OL].http://docs.oasis-open.org/wsbpel/2.0/wsbpel-v2.0.doc,2007.

[5]The Apache Software Fundation.Beehive1.0.2Documentation[EB/OL].http://beehive.apache.org/docs/1.0.2,2006.

[6]樊运晓.应急救援预案编制实务[M].北京:化学工业出版社,2006.

现代住宅的智能应急照明方案 篇8

现代智能化或多功能大楼已经实现楼宇自动化 (BA) 、办公自动化 (OA) 、安保自动化 (SA) 等系统, 其中有包括消防控制系统和应急照明等在紧急情况下能够提供保证的智能子系统, 基于智能应用, 可以提出一种在现代住宅中的智能应急照明系统。现代住宅的应急照明包括火灾事故照明和灯光疏散指示标志, 其作用是在火灾发生时能够提供照明和疏散引导, 使人们能够安全撤离危险区域或建筑物, 并且在火灾发生的过程中替代停止工作的正常照明而提供照度保证, 以确保重要场所的工作能够继续进行。

应急照明的设置在《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》中均有明确的规定, 消防规范的约束是强制性的, 所有现代住宅的工程设计都必须符合规范的要求。而我们要论述的是随着科学技术的发展, 新型产品的不断出现和智能解决方案日新月异的提出, 传统的一些设计方案应该不断更新, 以适应新产品、新技术的发展, 基于这些, 笔者仅从以下几个方面提出现代住宅的智能应急照明方案以供探讨。

1 合理选用常用光源

住宅应急照明要求有良好的光环境———光度和显色性能适宜;亮度分布合理;视野舒适。同时, 应考虑到合理使用资金和节约能源, 全面考虑到经济、美观、安全、牢固、方便适用、便于维护等因素。

1.1 应急照明一般情况下不选择白炽灯, 这是因为其寿命短、光效低, 建议只用在点燃时间短, 开关频繁的场所。

比如, 不经常有人的消防设备用房, 或者是其它光源不能满足要求的场所;

1.2 日光灯作为显色指数高、寿命长、节能、高效的光源, 建议可

以在不影响附近电子设备正常工作, 满足环境要求及装修格调的基础上, 作为首选光源;

1.3 新型高效节能灯虽然寿命长, 高效节能, 显色指数高, 但是其价格比较昂贵, 建议只用在长期连续照明的场所使用;

1.4 当使用一种光源不能满足光色要求时, 可采用多种混光的办法。

另外, 住宅电气照明应根据辨别颜色的不同要求, 合理选择光源的显色性。

2 选择供电方案

智能应急照明方案在选择供电方案的时候, 可以根据不同条件和需求进行分类。通常, 在条件允许的情况下, 应急照明会考虑到冗余, 其供电时间应根据消防规范要求及负荷情况, 通过选配蓄电池组来满足对供电时间的要求。

3 选择应急照明的控制方式

消防规范要求消防用电设备包括应急照明设备应采用单独的供电回路;一、二级消防用电设备应采用双电源供电。然而, 由于供电部门行业管理的原因, 绝大多数建筑物要想从市政获得两路可靠的独立电源几乎不可能, 因此, 一些大中型建筑物及重要建筑物因消防设备多、负荷大, 通常需要设置发电机组作为自备应急电源。由于发电机从启动到送电存在滞后时间, 必要时也可以同时采用蓄电池作辅助备用电源。消防负荷中只有应急照明的中小型建筑物, 通常选用蓄电池组作为应急电源, 以往绝大多数采用在每套灯具内安装一套充电器、逆变器和蓄电池组, 这种方式一次性投资相对较少, 但应急电源放置分散, 维护工作量及难度非常大, 如果维护不当或不及时, 将大大缩短蓄电池寿命, 造成维护费用增加, 同时, 系统工作的可靠性也难以保证。最近有一些厂商研制生产出一种新型集中供电的静态交流不间断应急电源。它是用一套集中的充电器、逆变器和蓄电池组及控制装置组成的电源装置, 作为供电系统的备用应急电源。这种应急电源能实现可监视性, 它可通过自身的一个RS-232接口, 把信号送到计算机进行监视, 根据正常电源的工作状态来控制应急电源的投入及切除, 根据电池情况控制电池的充放电, 当自身出现故障时, 能发出警告信号。这种供电方式虽然一次性投资较高, 但却大大降低了维护费用和工作量, 同时也保证了系统工作的可靠性。

应急照明的控制方式比较多, 例如“长明灯”, 分散控制, 集中控制, 消防联动控制, 灯具自身控制等。如果控制方式选择不当或者虽然设计的控制方式能满足消防规范的要求, 但不能满足用户的需求, 使用户自行改变控制方式, 结果导致不能满足消防规范的要求, 留下隐患。

另外, 在非火灾情况下停电时, 不要将仅用蓄电池做备用电源的应急照明投入使用, 以免出现在蓄电池电量不足或耗尽, 而正常电源尚未恢复供电时发生火灾, 应急照明将不能保障人员的安全疏散的情况。因此, 合理选择应急照明的控制方式非常重要。

3.1 长明灯控制方式这种方式一般不需要控制, 接线简单, 但

浪费能源, 缩短光源使用寿命, 适用于小功率的灯光疏散指示标志和无自然采光且经常有人停留或经过的场所及应急照明兼作值班照明的场所。应该注意, 这种控制方式不适合仅用蓄电池作备用电源的供电系统。

3.2 继电器控制方式继电器控制方式的接线方法, A为跷板开关, 作为正常情况下控制灯具使用, J为小型继电器。

在开关A附近安装一个小型继电器, 也可将多个继电器编成一组, 将继电器线圈并联, L'N'引自控制室或值班室, 整幢建筑内的应急照明可以根据楼层或防火分区、疏散区域编为若干组, 集中到控制室或值班室分别控制。这种控制方式的特点是造价低, 但线路不宜过长, 编组不宜过多, 一般适用于中小型建筑物。

3.3 消防联动控制方式消防联动控制是通过火灾自动报警及

联动控制系统, 利用接在消防联动控制总线上的控制模块, 根据火灾报警区域, 自动强制接通火灾区域及相关区域的应急照明。消防联动控制方式又分为两种:

3.3.1 继电器换成消防控制模块:

这种控制方式的优点是控制灵活, 在大中型建筑物, 特别是智能建筑内, 可以将一个防火分区内指向同一疏散通道或安全出口的灯光疏散指示标志编为一组。这样, 在发生火警时, 根据报警地址强制接通应急照明和除指向火警区域以外的其它灯光疏散指示标志, 防止将部分人流错误的引导至火警区域。设计时应注意合理选择消防控制模块的电压、电流等级, 如果负荷电流过大, 应通过消防控制模块控制继电器或接触器来实现对灯具的控制。

3.3.2 另一种消防联动控制的电气系统:

电源可以是单相的, 也可以是三相的, ZK1可以是总断路器或双电源切换装置, ZK2~n是出线双级断路器, C是小型接触器, K是消防控制模块, A为双控跷板开关。它的控制方式是:正常时, 接触器C断开, 由双控开关A控制应急照明的关断与接通, 当接到火警时, 通过消防控制模块K将接触器C接通, 从而强制接通应急照明。这种控制方式因为一般情况下一个回路控制的灯具数量较多, 故适于大中型建筑物采用。

3.4 专业设备用房应急照明控制消防设备用房火灾时应急照

明照度不低于正常照明的照度, 因此, 正常照明灯具在火灾情况下, 一般全部作为应急照明使用。由于这些场所由专人负责管理, 他们对房间的环境、开关位置都非常熟悉, 因此, 这些场所应急照明的控制方式可以采用普通房间的开关控制方式。

3.5 专用应急照明的控制以上讨论的应急照明均为正常照明

兼作应急照明, 在一些装修档次不高的场所, 也可以采用专用的应急照明灯具, 它们正常时不亮, 火灾时接通, 可以在应急照明配电箱的总开关或出线开关处进行手动控制或通过消防控制模块进行联动控制。由于平时很少接通, 如出现故障不易及时发现和排除, 影响了系统工作的可靠性, 因此, 这种系统要求每隔一段时间要进行一次接通试验, 检测系统的工作状态。以上几种控制方式在设计过程中, 应根据建筑物的功能、特点、用户要求等合理选择, 使之在满足消防规范要求的前提下, 达到控制方便, 节能、经济等目的。

摘要：根据现代住宅的应急照明要求, 针对火灾和其它紧急情况, 在符合消防安全规范的前提下, 提出了智能型的应急照明解决方案, 在光源的选择, 供电方案的选择和控制方式的选择上进行了系统的比较和筛选, 并最终确定了适用于现代住宅的智能应急照明方案。

智能应急疏散照明系统的应用 篇9

关键词：智能应急疏散照明系统,疏散标志灯,应急照明

引言

火灾应急疏散照明系统在建筑物发生火灾时为慌乱中的人们指明了方向,为最大限度地保证人身安全发挥了重要的作用。随着近年来大型公建项目的增多,其建筑面积大、人员密集、人流通道众多以及疏散路径复杂等特点导致了传统的火灾应急疏散系统不能满足此类建筑的需要。因此,智能应急疏散照明系统显得日渐重要,它不再是以往的就近指引,而是将独立的疏散灯具整合到同一系统中,统一管理、整体调整。并可实现与火灾自动报警系统的联动,自动获取火灾报警位置信息,通过预设的算法软件自动生成最佳的疏散路径,改变疏散标志灯的指示方向,使人们沿最佳路径疏散至安全地带。

1 项目概况

龙盛国际商业广场位于上海市闵行区,是一幢集商业、餐饮、办公和酒店为一体的公共建筑。本工程总建筑面积约15万m2,总建筑高度为92m。地下1、2层为车库兼人防,地面4层裙房为商业;1#塔楼共20层,为五星级酒店;2#和3#塔楼分别为14层和15层,为公寓式办公楼。

本工程商业裙房和酒店、办公楼为高档场所且人员密集,需设置智能应急疏散照明系统。

2 传统火灾应急疏散照明系统的缺陷

传统的火灾应急疏散照明系统有以下几方面的缺陷:

(1)疏散指示方向固定:传统的消防疏散标志灯所指示的疏散方向是固定的,火灾发生时,可能会将人员引向火灾发生的地点或者烟雾蔓延过来的方向,往往会造成更大的人员伤亡;

(2)日常管理困难:传统的消防疏散标志灯和消防应急照明灯是依靠维修人员用“观察法”检查其工作状态,往往会出现检查不及时和漏检等问题。在发生火灾时,消防应急灯具可能已经失效,不能起到疏散指示的功能;

(3)运行成本高:传统的消防应急照明灯具内置蓄电池,需要定期维护和更换,不仅施工量大,而且不环保。

3 智能应急疏散照明系统的优势

与传统应急疏散照明系统相比,智能应急疏散照明系统具有以下优势:

(1)集中维护管理:产品自身的特性和其使用环境决定了消防应急灯具维护困难,关键模块、电池以及光源应急转换等发生故障不易察觉。集中维护管理针对这一问题,对多种功能模块做故障主报、灯具自检,将部分人力纷繁复杂的维护工作转移到了设备自身,节省运作成本,提高了产品的可靠性,同时确保消除由灯具故障而引起的逃生盲区;

(2)实现动态疏散:现代建筑日趋复杂,静态、一成不变的疏散指示不能满足火灾发生时多渠道、安全可靠逃生的要求。为了改变这种现状,必须引入动态疏散的理念,以外部火灾信息为依据,根据预设的疏散方案,对疏散路径进行优化调整;

(3)安全电压供电:消防应急灯具采用DC24V供电;

(4)电源分散设置:采用分散设置的集中供电方式是事故风险最低、运行成本最低的方案。

4 系统的工作模式

4.1 监测模式

系统中的消防应急灯具、应急照明集中电源、应急照明分配电装置等其他功能附件都拥有一个由微型计算机芯片、信号采集电路和通信接口电路构成的电路模块,每个电路模块都具有独立的地址编码。电路模块自动地进行数据交换,以此判断是否发生了供电故障、线路故障、光源故障。如果发生故障,电路模块利用通信网络将故障类型的位置信息上报给控制器,控制器报警并记录故障类型、发生部位、发生时间,提醒管理人员及时维修;当故障排除后,系统自动返回正常工作状态。

4.2 控制模式

本系统与消防火灾报警系统联动,在接收到火灾信息后,自动快速开启疏散标志灯。同时系统会根据火灾发生地点,烟雾蔓延方向等信息,自动生成疏散预案,控制疏散标志灯改变指示方向,帮助建筑物内的人群快速地选择最佳逃生路线。

5 系统设计

5.1 负荷等级和电源配置

本工程电气防火分级为一级,应急照明为一级负荷,由两个相互独立的电源供电,两路电源分别引自变电站内不同的变压器。本工程按防火分区设置应急照明配电箱,提供该防火分区内的备用照明和应急照明电源。应急照明配电箱设于各管道井内,配电箱电源由应急照明干线引来。干线采用矿物绝缘电缆,与其他消防负荷配电电缆在同一电缆桥架内敷设,各配电回路出线均采用低烟无卤阻燃耐火型WDZCN-BYJ型绝缘电线。配电箱系统图和智能应急疏散照明系统图如图1和图2所示。

应急照明配电箱系统图中的回路N5即为智能应急疏散照明系统的电源,应急照明配电箱和疏散照明控制器均按防火分区设置。每一个疏散照明控制器均由本防火分区内的应急照明配电箱供电,符合《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中第13.9.8条的要求:消防用电设备配电系统的分支线路,不应跨越防火分区。

5.2 系统设置及其功能

智能应急疏散照明系统主机设于消防控制室内(见图2),电源引自消控设备双电源自切箱,并通过RS485总线与消防主机连接,获取火灾信息(包括具体的起火地点、烟雾走势等),再发送指令到相应防火分区的疏散照明控制器。

疏散照明控制器设于各楼层管道井内或其他设备用房内,它包含信息传递、接受和通信功能。可根据系统主机的指令改变疏散标志灯的指示方向,从而使人员沿最近路线疏散。同时该控制器还自带变压和整流装置,将220V交流电变为24V直流电引至各灯具。配电采用四线制、放射式的方式,其中配电线路电源线采用WDZCN-BYJ-2×4,信号线采用WDZCN-RVS-2×1.5,共管敷设。

6 灯具布置

本工程按照《民用建筑电气防火设计规程》DG/TJ08-2048-2008第9.2节的要求,在公共出口、公共走道、消防楼梯间及前室、合用前室、人员密集的公共活动房间及其门口、地下层疏散楼梯间以及疏散方向向上的楼梯间、其他安全场所等处设置安全出口标志和疏散方向指示标志。当安全出口标志设置在门框的上部时,标志的下边缘距门框0.1m;当设置在门框侧边缘时,标志的下边缘距室内地坪2.0m;疏散走道上的疏散指示标志嵌墙安装,设在其转角处,距地面高度为0.5m,直行走道其间距不大于20m、袋型走道其间距不大于10m。以上所述各安全出口标志和疏散方向指示标志均设置在醒目位置,其正面或其邻近没有妨碍公众视读的障碍物,并且在酒店内残厕附近设置声音疏散指示系统。

本工程在商业裙房等大空间内设置地面疏散导流标志,灯具沿主要疏散路线的中心线布置,安装间距不大于2.5m。当疏散导流标志指向的门不是疏散出口或安全出口时,在该处的地面连续指示。

7 灯具规格

安全出口标志、疏散方向指示标志、疏散导流标志均符合现行国家标准《消防应急灯具》GB17945-2010的规定,标志灯表面的平均亮度为25cd/m2,工作电压为24V,光源采用超高亮绿色LED,功率为每个灯具1W。壁挂式灯具外型尺寸为360mm×160mm,灯具突出墙面不超过20mm;吊挂式灯具外型尺寸为630mm×200mm;地面疏散导流标志采用园型,直径为240mm,防护等级为IP65,地埋式灯具的所有金属构件做防腐处理,灯具最高点突出地面不超过3mm,灯具边缘突出地面不超过1mm。所有灯具和控制器清单见表1。

8 结语

本工程规模较大,内部使用功能复杂,通道四通八达,传统独立分散式、固定指示方向的消防应急灯已不适应在火灾发生时人员快速疏散的要求,因此设置智能应急疏散照明系统,可以帮助人们找到最佳的疏散路线。文中叙述如有不妥之处,还望各位同行指正。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2]张培红,张芸栗,梅志斌,董文辉.大型公共建筑物智能疏散路径优化自适应蚁群算法实现及应用[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2008(06):1055-1059.

[3]邓梦.地下铁路客站应急疏散照明系统分析[J].铁道建筑技术,2010,2.

[4]张茜,陈涛,吕显智.建筑智能疏散系统架构[J].消防科学与技术,2011(3):205-207.

智能型双电源自动切换开关 篇10

随着社会的发展,时代的进步,人们对工业自动化、智能化、网络化程度要求的进一步提高,传统的普通型双电源自动切换开关,因其结构简单,功能单一,智能化程度不高,已越来越不能满足现代市场的需求了,目前市场上的普通型双电源自动切换开关,在功能上主要存在以下几方面缺陷[1]:

(1)控制系统不具备对不同使用场合、不同控制要求的供用电设备进行自动供电控制的功能。(2)功能模块化不够、工作柔性化差。(3)无缺相、失压、过压、短路、过载、超频保护等功能。(4)无通信功能,无法使控制器的运行可被远程操控。(5)采用继电器逻辑控制电路,元器件和电路的故障率高。(6)无智能化功能,不能满足智能网络需求。

表1是普通型产品于智能型产品的技术参数对比表。

从表1可以看出,普通型与智能型在功能上存在较大的差异,普通型产品的使用范围远不如智能型产品,因此,大力发展智能型双电源自动切换开关既是市场的需求,也是技术发展的必然趋势[2,3,4]。

2 智能型双电源自动切换开关的主要功能

1)测量与显示:集合了电量变送器、数显表、数据采集器等仪器的部分或全部功能。测量功能包括:两路三相相电压、频率。同时,检测转换开关的状态量(合闸、分闸、脱扣)等。采用LCD液晶大屏幕中文显示。完备的中文操作提示使操作更方便。

2)判断与控制:控制器对两路电的供电质量进行延时判断后,具有自动切换时间可调l~60 s,输出20 A无源触点,控制转换开关切换。转换开关可以是两个机械联锁的接触器,电动空开,也可以是专业的ATS(如SOCOMEC)。

3)通信功能:控制器同时具有RS232C、RS485串行通信接口,应用通信规约,借助于PC或数据采集系统上运行的软件,能提供一个简单实用的对工厂、电信、工业和民用建筑物双电源切换管理方案。实现双电源切换的“遥控、遥测、遥调、遥信”四遥功能。产品可远距离控制消防信号输出。

4)编程与设置:允许用户在现场或监控中心对其工作状态“自动/手动”、“一路优先供电、二路优先供电和无优先供电”、通信参数、转换需要的各种延时等参数进行更改设定。同时记忆在内部Flash存储器内,在系统掉电时也不会丢失。在现场或监控中心设定油机启动、报警输出等功能。

5)时钟功能:控制器具有实时时钟,并可进行校准。

6)优化的电源设计:控制器的供电电源可以外接直流供电(12~24 V),也可以不接;不接时,当两路A相电压都没有时,工作将失效。

7)数字化的参数整定:控制器的所有参数均采用数字化调整,摈弃常规采用电位器的模拟调整方法,简化了硬件电路,提高了整机的可靠性和稳定性,每个参数均可以单独调整,不会对其他参数造成影响。

8)双电源供电双分状态:系统负载于双分状态的时候,不论两组电源是否正常以及系统“手动”和“自动”的预置状态,系统都仍然保持双分状态。

9)产品保护功能:过负荷和短路保护;断相、断路保护;失压、欠压保护,保护精度高。

10)高性能单片机程序控制,采用模块化结构设计,具有极强的抗电磁干扰能力,适合在强电磁干扰的复杂环境中使用,无噪声运行。嵌入式安装方式,结构紧凑,安装方便。

3 智能型双电源自动切换开关的结构特点和工作原理

智能型自动转换开关主要由以下几部分组成:智能控制器、机械联锁传动机构、电动机、断路器、输入输出接线端子等组成。智能型自动转换开关及双电源开关控制器原理图见图1和图2。

工作原理:控制器对两路电压/电流同时进行检测,对高于额定值(可调)的电源电压/电流判为过电压/电流,对低于额定值(可调)的判为欠电压/电流。微机控制电路对上述检测结果进行逻辑判断,处理结果通过延时(可调)电路驱动相应的指令向电动操动机构发出分闸或合闸指令。

上述检测结果可在智能自动控制器面板LCD显示屏上显示出来,也可以同时通过485串口与计算机相连,采用软件控制,供用户查找原因,以便用户在最短时间里修复线路,使双电源供电恢复原状态。

硬件设计:智能型自动转换开关是由装置本体和智能自动控制器两大部分组成。开关本体由两台带有电动操动机构的断路器及附件(辅助报警触头等)、机械联锁机构、电器联锁、熔断器、接线端子等组成,所有零部件安装在一块金属板上。智能控制器由新型的单片机及输入输出、LCD显示、电源、485通信等诸多模块组成。

上述两者之间通过专用的航空插头接口和专用的长度不超2 m的屏蔽电缆相连接,组成智能控制系统,智能系统控制电源电压为220 V(50/60 Hz)或12/24 V直流电源。产品具有机械、电气双重连锁保护功能,为供电提供了安全可靠的保证。产品可完成三相三线、三相四线的双电源供电的自动切换。电气原理图如图1所示。MCU选择带4路10位A/D的89C591单片机,输入/输出用串行接口芯片74LS164/165,液晶模块用LCM 122×32,串行通信接口采用485芯片,控制器的实时时钟用DS1302芯片实现,内部Flash存储器为AT24C04,两路三相电压电流的采样采用隔离变压器完成。采样精度达1%。发电机启动信号为无源触点,消防信号为24 V DC/220 V AC/380 V AC。

软件设计:智能型自动转换开关系统软件分通信软件和单片机程序两部分。通信软件用VC++编写,采用结构化、模块化编程方法,由人机界面、数据库、通信等模块组成。单片机程序采用模块化编程方法,用Keil C编程完成。程序由测量与显示程序、小波变换滤波程序、判断与控制程序、按键设置程序、参数整定程序、通信控制程序、油机启动程序、看门狗保护程序等部分组成。

智能型自动转换开关采用单片机作为控制芯片,在工业环境中,不可避免地会遇到电源波动、电磁波辐射等干扰,如果单片机出现死机、程序跑飞等非正常情况就会造成控制器不工作或者误工作。因此,除了必须在电路上做抗干扰的措施以外,单片机型号的选取和一些软件措施也是必要的。经比较得知,P89C591的抗干扰能力较强,其硬件看门狗WDT也提高了系统抗干扰的能力。WDT由一个l4 bit计数器和看门狗定时器复位寄存器WDTRST组成。WDT在复位时是无效的。为了使能WDT,用户必须对WDTRST(位置0A6H)顺序写入01EH和0El H。当WDT使能,振荡器在运行的每个机器周期,将它加1,除复位(硬件复位或WDT溢出复位)外没有别的办法使WDT失效。当WDT溢出,在Rs T管脚输出一个高电平复位脉冲。这样,就可以保证万一程序跑飞或死机,单片机能马上复位,重新开始运行、监测两路电源状态。

4 结语

新一代智能型双电源自动切换开关具有传统普通型产品不可比拟的诸多优点:产品集数字化、智能化、网络化于一体,测量及控制过程实现自动化,减少人为操作失误,真正实现机电一体化的自动转换开关,具有电压检测、频率检测、通信接口、消防接口、电气机械互锁等功能,可实现自动、电动远程、紧急手动控制,确保主、备二路电源不会同时接通。结构紧凑、外形美观、操作安全可靠、体积小、安装方便、功能全、控制回路与装置通过专用电缆连接、电路先进,可广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁通、市政、智能大厦等行业及部门的电气装置、自动控制和调试系统,发展前景光明。

参考文献

[1]IEC60947-6-1:2005低压开关设备和控制设备:第6部分第1篇自动转换开关电器[S].

[2]GB/T14048.1-2006低压开关设备和控制设备第1部分:总则[S].

[3]GB/T14048.2-2006低压开关设备和控制设备第2部分:断路器[S].

智能应急电源 篇11

你的车也许没机会享受在自己的加油站加油的特权了，但你的手机可以，并且还是智能的——想得到BELKIN智能电源适配器并不难，但对大多数消费者来说，是否能真的说服自己买下这种设备才是问题的关键。如果问我的个人意见，可以肯定的是BELKIN的产品都还不错，这款电源适配器也的确非常有新意，可为工作和生活带来便利，但500元的价格是否能打动你呢?

很少有厂商会真正在意用户在细节之处的体验，他们更多地将注意力放在如何劝说消费者购买自己的产品上，但贝尔金可能是个例外——在我的印象中，这个公司推出的产品都是那些看似不起眼，但的确能够让你在使用时感到非常惬意的小家伙。

BELKIN智能电源适配器

不知道多少人和我有着类似的习惯，将手机充电器放在计算机屏幕旁边，与计算机共用一个接线板，这样一来，对绝大多数时间不是在计算机面前就是在睡觉的我来说，很少会错过电话，并且接听的同时也不会耽误上网。但问题随之即来：接线板的接口够用吗?显示器、主机各自占用一个，台灯占用一个，音箱占用一个，好在我的接线板有5个接口，但家庭的其他成员想要充电，就只能去找别的地方了吧?

BELKIN智能电源适配器可以将消费者从上述尴尬境地解脱出来，事实上与其说它是电源适配器，倒不如说是移动设备加油站。这是因为无论从产品形态还是使用方式上来看，BELKIN智能电源适配器都与我们印象中的传统适配器相距甚远。

BELKIN智能电源适配器提供了4个USB接口，这也意味着它可以同时为4台设备充电。厂商在产品的包装中附送了应用最多的Mmi-USB和Micro-USB连线，插入连线之后，使用者可以将线缆的多余部分缠绕在智能电源适配器的中间，来让桌面显得更加整洁。

更为重要的是，之所以被称为智能电源适配器，是因为普通充电器即便是在没有连接被充电设备时也会消耗电能，而这款产品则自动在4小时后切断电源，以达到节能的目的——它非常适合在家庭或是企业的部门中应用。

不用怀疑这款产品会为你带来便利，我对它唯一的担忧在于：就目前的消费习惯来说，更多的消费者还是喜欢“添加”没有的设备，哪怕只是凑合使用，而很少有人乐意去花钱“改善”使用体验，这种消费理念和产品设计初衷上的差异恐怕是最难以改变的。

BELKIN Slim FolioStand

BELKIN几乎为苹果的全线产品提供了丰富的配件，无论iPod、iPhone、iPad都能找到各自的伴侣，苹果的粉丝们是喜笑颜开了，可别的用户怎么办?现在，三星Galaxy Tab的拥有者不必再抱怨了，来看看BELKINSlim Folio Stsnd。

智能消防应急照明和疏散指示系统 篇12

目前, 建筑内的疏散指示普遍采用低照明度发光型疏散指示标志指引疏散方向, 其指引方向固定不变, 如果其指引线路的前方已经被大火阻断, 反而会误导人们走向更加危险的地方, 从而影响正确的疏散逃生。同时, 这类疏散指示标志大多始终工作在常亮状态, 随着烟气及烟气层的自上向下扩散指示标志的能见距离有明显的减弱现象, 加之处于紧急状态下的人员往往由于过度紧张、恐慌而失去正常的判断和理解能力, 所以传统的疏散指示系统在烟雾条件下的引导效果并不理想, 受困人员容易忽视甚至看不到疏散指示, 火灾中的受困人员在安全出口几米远处死亡的事件时有发生。

“智能疏散”理念是根据传统疏散系统存在重大缺陷而提出的一种全新的疏散理念, 其核心思想是依据准确的火灾发生地点, 引入了高位出口语音、低位疏散照明和双向可调、地面或墙面连续型导向光流, 主动、快速、准确地引导人们疏散到远离火源的安全出口, 将以往“就近疏散”方式转变成“远离火源为前提, 就近疏散为原则”的安全疏散方式, 极大地减少了疏散时间, 避免盲目逃生。

1 系统的组成结构

系统由火灾探测器、智能疏散控制器 (主机) 、智能应急照明和智能疏散标志灯具、其他通信 (控制) 设备等组成。以“智能疏散”理念为基础, 应用先进的计算机技术对传统消防应急灯具控制器进行重大改进, 实现了视窗操作、建筑平面图形编辑和显示、非火灾条件下人员事故应急疏散等诸多功能, 系统组成如图1所示。

火灾时, 智能疏散控制器 (主机) 接收到来自火灾探测器信息后, 由智能疏散专家GIS系统立即生成最佳疏散路线, 并迅速启动最佳疏散线路上的消防应急标志灯具沿疏散通道向安全出口的方向依次闪烁指示, 形成光流, 使逃生者清晰地看到光流, 并沿着光流安全地疏散。

2 智能疏散控制器 (主机) 软件设计

智能疏散控制器 (主机) 以GIS为平台, 结合智能疏散专家系统实现建筑平面图和最佳疏散路线可视化, 可根据火灾发展情况动态引导人员安全、准确、迅速撤离火灾现场。

地理信息系统即地理信息科学和技术系统, 它是在计算机软硬件技术的支持下, 运用系统工程和信息科学的理论和方法, 综合、动态地获取、存储、传输、管理、分析和利用地理信息的空间系统。GIS的特点是能够通过图形甚至是人机交互的形式将有用信息形象地表达出来, 以便人们分析应用。GIS区别于其他信息系统的重要标志是它能够获取、存储、分析和显示空间数据。随着GIS技术的不断发展, GIS工作的核心就是应用模型来解决地理空间决策问题。

传统的GIS侧重于空间数据的采集、存储、分析和显示问题, 而空间知识的发现、空间决策以及地理模型模拟能力比较薄弱, 难以解决复杂的地理空间问题。

现有的智能逃生指示系统在形成最佳疏散路径时大多没有考虑到火灾发展的动态情况、建筑物内人员分布以及建筑物本身疏散通道情况。考虑实际疏散中存在的诸多动态变化问题, 传统的GIS很难做出准确的空间决策, 引入智能疏散专家系统, 将智能疏散专家系统与GIS相结合, 利用智能疏散专家系统来提高系统的推理分析和智能决策功能;同样, 智能疏散专家系统所需的许多知识恰好隐含在GIS数据库中。

智能疏散专家系统集中了多位防火专家的疏散知识, 由计算机程序利用他们多年积累的经验和知识自动进行推理, 进而模拟专家求解问题的过程。

智能疏散专家系统与GIS系统相互结合, 系统构成如图2所示。

疏散专家系统知识库存储空间决策即智能疏散路径寻优过程中所需要的减灾、防火和疏散专门知识、经验。疏散专家系统推理机利用GIS获取空间的数据和疏散专家系统知识库, 经计算机程序模拟疏散专家推理, 根据现场的火灾位置及预测火灾蔓延趋势, 综合疏散通道和疏散应急灯具安置位置, 导出最佳疏散预案。另外, 现代建筑物均安装有火灾报警系统及各种消防联动设备, 如防火卷闸门、排烟送风、自动灭火控制、消防应急广播等。火灾发生时, 各种消防联动设备要实现联动。

该系统通过GIS获取空间数据、防火分区与火灾报警控制器的联动信息由智能疏散专家系统执行空间决策及疏散路线寻优。系统执行空间决策和疏散预案大致分为以下几种:无灾情时就近疏散;发生火灾时安全疏散;应急 (或特殊) 事件时指定路线疏散 (如剧院、体育场引导人员有秩序进出场) 。

2.1 无灾情时就近疏散

无灾情时, 系统执行默认疏散预案, 即:应急照明灯灭, 安全出口常亮, 应急标志灯指向最近的安全出口, 指引人们准确找到建筑物出口, 如图3所示。

2.2 发生火灾时安全疏散

该系统应用一般建筑物时执行空间决策和疏散预案情况。火灾发生时, 起火点防火分区和相邻的防火分区, 根据起火点位置信息、联动信息、疏散通道状况 (包括防火卷帘门动作信息) , 由智能疏散专家GIS系统立即生成最佳疏散路线, 并迅速启动最佳疏散线路上的消防应急标志灯具沿疏散通道向安全出口的方向依次闪烁指示形成光流, 使逃生者清晰地看到光流, 并沿着光流安全地疏散。非起火点的防火分区消防应急灯具执行应急命令就近疏散, 即标志灯具按默认方向形成导向光流、语音出口灯具闪亮发声提示安全出口、应急照明灯具点亮。图4为两种不同着火点的疏散情况。

根据资料统计, 地铁隧道和其他公路隧道发生火灾时造成的人员伤亡, 绝大多数是被烟气熏倒、中毒、窒息所致。因此, 系统应用于地铁隧道和其他公路隧道中时, 要考虑地铁和其他公路隧道的特殊性质, 要执行“远离火源为前提, 迎风疏散和就近疏散为原则”的疏散方式。智能疏散控制器执行空间决策和疏散预案时, 要结合排烟系统送风排烟方向和避难设施 (包括地铁隧道的联络平台和侧向疏散平台, 公路隧道的人行横洞和车行横洞) 位置信息。笔者以国内比较常见的长公路隧道某一段为例简要说明火灾时的疏散情况, 如图5所示。

隧道为双洞上下分离式隧道, 两洞之间设有人行横洞和车行横洞, 用于火灾和其他紧急情况的疏散避难。隧道内发生火灾后, 自动火灾报警系统 (FAS) 联动控制防烟、排烟系统设备送风排烟。这一区间段送风排风方向如图5所示。 (1) 火灾上游区域:由于风向是向火灾下游方向的, 所以可就近疏散, 上游车辆继续沿车行方向行进, 由最近的行车通道进入安全区域。 (2) 火灾邻近区域:远离火源, 由最近的人行横洞和车行横洞进入安全区域。 (3) 火灾下游区域:由于送排风方向是向着火灾下游的, 随着火势的加强, 下风口的烟雾浓度会很大。因此, 此时要迎风疏散, 由最近的人行横洞和车行横洞进入安全区域。智能疏散控制器主机使最佳疏散线路上的所有消防应急标志灯沿疏散路线依次闪烁指示, 点亮横洞内的应急照明灯, 同时通过消防应急广播告知人员火灾及疏散情况。

2.3 应急 (或特殊) 事件时指定路线疏散

系统应用在体育场、剧院等场所时, 除火灾时安全疏散外, 还可在平时引导人们按指定路线有秩序地进出场馆。体育场馆是人群集中的地方, 尤其在举办重大体育赛事期间, 人员可达数万人之多。体育场馆的安全问题除了要考虑紧急情况的疏散, 还要考虑如何维护人们进出场时的秩序。图6为某体育场的篮球馆平面图, 智能疏散控制器预先编辑预案, 在人员进场时, 智能疏散控制器执行特定预案, 使入场线路上的消防应急标志灯具沿入场线路的方向依次闪烁指示形成光流, 使人们清晰地看到光流, 并沿着光流方向有秩序地入场。

3 智能消防应急灯具 (下位机) 的设计

智能消防应急灯具包括安全出口 (语音) 标志、双向标志、地埋标志、楼层标志、应急照明灯。消防应急灯具以AVR单片机为核心实现智能化, 与智能疏散控制器 (主机) 之间采用RS 485总线通信方式。RS 485总线作为一种多点、差分数据传输的电气规范, 已成为业界应用最为广泛的标准通信接口之一, 其噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。

(1) 安全出口 (语音) 标志。由主机控制, 可带语音、频闪灭灯, 主要设置于安全出口处。

(2) 双向标志。由主机控制, 频闪、指示方向控制。

(3) 地埋标志。由主机控制, 频闪、指示方向控制, 采用安全电压工作。

(4) 光流标志。多个双向标志或地埋标志按频闪点亮方式组成一组灯具, 在疏散时形成以一定频率稳定向前流动导向光流。

(5) 应急照明灯。在火灾发生时为人员疏散、消防作业提供照明。

智能消防应急灯具区别于以往普通独立消防应急灯具另一特点是其自身故障检测功能。智能疏散控制器时刻监视系统中每个灯具的状态, 当灯具本身光路短路与开路、电池欠压、充电回路短路与开路以及控制器与灯具之间连线出现故障时, 智能疏散控制器通过声光报警在控制器上显示, 并指示出故障灯具的位置, 告知系统维护人员进行维修, 节省了大量人力物力, 并消除了以往普通消防应急灯具因发现故障不及时而延误疏散的问题。

4 结束语

该系统以“智能疏散”为理念, 以“疏散专家系统和GIS”为基础, 将以往“就近疏散或迎风疏散”的方式改变为“远离火源为前提, 就近疏散或迎风疏散为原则”的疏散方式, 减少人们疏散时间, 避免盲目逃生, 为人们在应急事件中逃生赢得宝贵时间。系统可应用于电影剧院、地铁和其他公路隧道、商场、医院、写字楼、宾馆、机场等大型现代建筑。

参考文献

[1]陈南.智能建筑火灾监控系统设计[M].北京:清华大学出版社, 2001.

[2]刘明生, 苗森, 李燕.基于ZigBee技术的智能应急照明系统[J].消防科学与技术, 2013, 32 (1) :59-62.

[3]王丹.智能应急疏散指示系统研究[D].沈阳:沈阳航空工业学院硕士论文, 2009.

[4]张茜, 陈涛, 吕显智.建筑智能疏散系统架构[J].消防科学与技术, 2011, 30 (3) :205-207.

[5]GB 50157-2003, 地铁设计规范[S].

[6]GB 17945-2011, 消防应急照明和疏散指示系统[S].