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一、特征表述

I. 綜合管廊計(jì)算機(jī)綜合監(jiān)控系統(tǒng)是城市管理發(fā)展和綜合管廊建設(shè)的必然需求；

II. 綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化、和可視化的現(xiàn)代工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)；

III.綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)宜采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)以電纜運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測為主要任務(wù)，同時(shí)兼顧對(duì)管廊環(huán)境、輔助設(shè)施和管廊安全防范的監(jiān)測和監(jiān)控；

IV. 現(xiàn)場各類信息的采集應(yīng)以數(shù)字傳感技術(shù)為首選方案，注重統(tǒng)一信息庫的建立和信息的高度共享；

V. 在信息共享和有效通信的基礎(chǔ)上，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)場層和管理層不同程度地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的協(xié)調(diào)控制能力；

VI. 在系統(tǒng)的管理控制終端，應(yīng)積極采用視頻圖像監(jiān)視技術(shù)、電子地圖技術(shù)以提供的綜合智能控制手段、建立友善的人機(jī)交互界面。

二、舉例管廊項(xiàng)目概況

某綜合管廊長1560米，設(shè)置9個(gè)防火分區(qū)管廊溫濕度，設(shè)置有6處自然進(jìn)風(fēng)口，14處強(qiáng)排風(fēng)口，每處強(qiáng)排風(fēng)口設(shè)置排風(fēng)機(jī)1臺(tái)，集水坑13處。

項(xiàng)目位置全景圖

管廊截面圖

綜合管廊需監(jiān)測管廊環(huán)境溫濕度、氣體、集水水位，實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)設(shè)備、排水泵、電氣設(shè)備、消防泵等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測和控制。

管廊內(nèi)設(shè)置視頻安防監(jiān)控制系統(tǒng)與入侵報(bào)警系統(tǒng)。

管廊內(nèi)設(shè)置離線式巡查系統(tǒng)。

管廊內(nèi)設(shè)置電纜本體/接頭溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

管廊內(nèi)設(shè)置運(yùn)行電流/護(hù)層環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)。

管廊內(nèi)設(shè)置火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)綜合監(jiān)測設(shè)計(jì)方案

管廊綜合監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用光纖通訊作為主要通訊傳輸介質(zhì)管廊溫濕度，為除消防系統(tǒng)以外的其他系統(tǒng)提供通訊鏈路（消防采用專用總線通訊）。

整個(gè)綜合監(jiān)測系統(tǒng)分別設(shè)置以下子系統(tǒng)：通訊子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、安防子系統(tǒng)、巡查子系統(tǒng)、DTS電纜測溫子系統(tǒng)、運(yùn)行電流/護(hù)層環(huán)監(jiān)測子系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)測及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.1 通訊子系統(tǒng)

傳輸主干網(wǎng)由1臺(tái)核心交換機(jī)和10臺(tái)工業(yè)級(jí)交換機(jī)組成環(huán)網(wǎng)。核心交換機(jī)設(shè)置4個(gè)千兆光口和24個(gè)千兆以太網(wǎng)端口；環(huán)網(wǎng)交換機(jī)具有兩路單模單纖通訊模塊臭氧檢測儀，不少于6個(gè)千兆電口，網(wǎng)絡(luò)自愈時(shí)間小于20ms。

3.2 PLC監(jiān)控子系統(tǒng)

管廊平均180米設(shè)置有一個(gè)防火分區(qū)，共設(shè)置了9個(gè)防火分區(qū)，在每個(gè)防火分區(qū)，設(shè)置一臺(tái)區(qū)域控制箱管廊溫濕度，每個(gè)區(qū)域控制箱配置一臺(tái)工業(yè)PLC控制器，PLC制器具有2路10/100M快速以太網(wǎng)口，8個(gè)IO擴(kuò)展槽，每個(gè)控制器配置16路AI輸入，16路DI輸入，8路繼電器輸出。

3.3 環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)

3.3.1 氣體監(jiān)測

由于管廊是位于地下的封閉空間，管廊內(nèi)有時(shí)會(huì)郁積有害氣體，不但影響電纜設(shè)備的安全管廊溫濕度，更會(huì)威脅到維護(hù)人員的生命安全。管廊內(nèi)氣體含量的實(shí)時(shí)監(jiān)控主要包括對(duì)異常含量氣體信息采集，數(shù)據(jù)傳遞，服務(wù)器分析并報(bào)警，異常氣體位置定位，有針對(duì)性啟動(dòng)通風(fēng)裝置，監(jiān)控設(shè)備效果評(píng)估等多個(gè)過程。另外，當(dāng)運(yùn)行人員需要進(jìn)入管廊前，同樣需要對(duì)管廊內(nèi)易燃易爆、有毒性氣體和氧氣含量等空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測、評(píng)估柴油報(bào)警器，并進(jìn)行必要的通風(fēng)換氣。

通常在管廊中需要監(jiān)測的氣體主要包括氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷和硫化氫。因此在每一個(gè)分區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中需要包含這五種傳感器。

3.3.2 溫濕度監(jiān)測

管廊正常運(yùn)行中的電力電纜為了滿足電網(wǎng)載流量及其自身正常運(yùn)行的要求，對(duì)于其電力管廊內(nèi)的空氣溫濕度有一定的要求。管廊正常環(huán)境溫度一般在-10℃～38℃之間，在正常溫度范圍內(nèi)通常利用自然通風(fēng)換氣即可完成熱量交換過程。當(dāng)管廊內(nèi)空氣溫度超過40℃時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)就應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)等通風(fēng)設(shè)備，強(qiáng)制管廊與外界進(jìn)行熱交換以降低管廊內(nèi)溫度。

3.3.3 積水監(jiān)測

長期運(yùn)行的綜合管廊會(huì)因結(jié)構(gòu)滲漏、地下水倒灌和接口封堵不利等多種原因引起管廊內(nèi)積水，積水的產(chǎn)生不但會(huì)增加管廊內(nèi)空氣的濕度，腐蝕管廊內(nèi)的電氣設(shè)備，更會(huì)加快電纜絕緣的老化速度，因此一旦發(fā)現(xiàn)積水水位越限就應(yīng)啟動(dòng)各類排水設(shè)施及時(shí)排除積水。管廊監(jiān)控系統(tǒng)通過管廊現(xiàn)場設(shè)置的水位傳感器檢測現(xiàn)場積水程度，并通過管理控制終端實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊排水系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視和啟?？刂啤?/p>

由于靜壓投入式液位變送器具有穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，在整個(gè)允許工作溫度范圍內(nèi)低于0.3%F.S.系統(tǒng)采用投入式液位傳感器監(jiān)測水位。

3.3.4 管廊排風(fēng)/排水監(jiān)測系統(tǒng)

綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境溫度，空氣質(zhì)量等與管廊內(nèi)風(fēng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。其中，綜合管廊內(nèi)通風(fēng)設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)主要解決以下4個(gè)問題：

1) 排熱工況：排除管廊內(nèi)的發(fā)熱量，同時(shí)滿足運(yùn)營不超過40℃的要求而進(jìn)行必要的通風(fēng)；

2) 巡視工況：為了方便運(yùn)營維護(hù)人員到管廊內(nèi)巡視及維修，需使管廊內(nèi)空氣質(zhì)量滿足勞動(dòng)衛(wèi)生要求而進(jìn)行的通風(fēng)；

3) 換氣工況：為維持管廊內(nèi)的基本空氣品質(zhì)，排除管廊內(nèi)的異昧而進(jìn)行的通風(fēng)；

4) 災(zāi)后通風(fēng)：當(dāng)管廊內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，采取隔絕滅火的方式，人工確認(rèn)火災(zāi)熄滅后，為排除管廊內(nèi)煙氣進(jìn)行的通風(fēng)。

給排水控制系統(tǒng)的功能主要有以下5個(gè)方面。

1) 對(duì)工作井泵組以及積水井水位狀況的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，對(duì)設(shè)備工況進(jìn)行監(jiān)視。

2) 根據(jù)檢測到的水位情況，控制管廊的水泵系統(tǒng)，保證水位在正常的運(yùn)營范圍內(nèi)。

3) 水泵啟停保護(hù)功能：防止失誤操作對(duì)水泵的壽命影響。

4) 在線分析功能：一旦出現(xiàn)水位險(xiǎn)情趨勢及時(shí)報(bào)警提醒。

3.3.5 系統(tǒng)控制策略

綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行以管廊內(nèi)環(huán)境溫度為控制點(diǎn)，通過設(shè)置的溫濕度傳感器實(shí)時(shí)測得管廊內(nèi)環(huán)境溫度。通過設(shè)定風(fēng)機(jī)的啟停來控制溫度，進(jìn)行合理模式通風(fēng)工況的選擇。結(jié)合前述幾種運(yùn)行工況并結(jié)合當(dāng)?shù)厥彝鈿庀髼l件、年運(yùn)營費(fèi)用等因素進(jìn)行設(shè)定啟?？刂茰囟?strong>管廊溫濕度，給出一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的范圍值。萬順華科技推薦風(fēng)機(jī)控制策略如下：

1) 排熱工況：當(dāng)管廊內(nèi)溫度>37℃時(shí)，自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)運(yùn)行；當(dāng)管廊內(nèi)溫度≤33℃時(shí)停機(jī)；

2) 巡視工況：當(dāng)管廊內(nèi)溫度>33℃時(shí)，自動(dòng)打開風(fēng)機(jī)運(yùn)行；當(dāng)管廊內(nèi)溫度≤28℃時(shí)停機(jī)；

3) 換氣工況：在每天0:00時(shí)進(jìn)行判斷，若全天內(nèi)管廊內(nèi)該通風(fēng)區(qū)段未達(dá)到風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)溫度，一直處于停機(jī)狀態(tài)，則開啟風(fēng)機(jī)對(duì)管廊進(jìn)行通風(fēng)換氣；

4) 災(zāi)后通風(fēng)：當(dāng)管廊內(nèi)某段發(fā)生火災(zāi)時(shí)，則立即自動(dòng)關(guān)閉全部風(fēng)機(jī)和聯(lián)鎖電動(dòng)防火閥，通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)應(yīng)與火災(zāi)探測器聯(lián)鎖。管廊火災(zāi)因缺氧而熄滅，待事故完畢，人工確認(rèn)后，開啟風(fēng)機(jī)及聯(lián)鎖電動(dòng)防火閥，進(jìn)行災(zāi)后通風(fēng)，排出廢氣。

綜合管廊水泵控制是依照集水井的水位變化進(jìn)行操控。推薦水泵控制策略如下：

? 當(dāng)管廊中集水坑水位高于報(bào)警限值（宜為集水坑水位80%）時(shí)，在10秒內(nèi)啟動(dòng)相應(yīng)水泵排水；

? 當(dāng)管廊中集水坑水位高于預(yù)警限值（宜為集水坑水位60%）時(shí)、在30秒內(nèi)發(fā)出預(yù)警信息；

? 當(dāng)管廊中集水坑水位低于正常限值（宜為集水坑水位40%）時(shí)，在30秒內(nèi)啟動(dòng)相應(yīng)水泵停止排水。

排風(fēng)/排水監(jiān)測采集控制接口由PLC提供，風(fēng)機(jī)、水泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)信號(hào)和遙控信號(hào)，從風(fēng)機(jī)控制箱/水泵控制箱中接入，接入?yún)^(qū)域控制箱的PLC上的DI、DO模塊接口通道。

3.3.6 環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)配置

每個(gè)防火分區(qū)，安裝5種氣體傳感器和一個(gè)溫濕度傳感器和一個(gè)水位傳感器。

氣體傳感器、溫濕度傳感器和水位傳感器均采用4~20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量接口，統(tǒng)一接入PLC的AI通道。

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