第三章基于物联网技术SF6气体密度在线监测系统无线远传密度继电器

第三章系统产品介绍

安装在现场的无源无线型SF6密度继电器，带远传功能，通过RS485 信号提供数据远传。

图-2 带无线远传功能的SF6密度继电器

(1) 工作电压：DC24V；

(2) 触点容量：AC 250v 3A DC 250V 0.2A；(3) 量程：0～1.0Mpa.；

(4) 密度继电器精度：1.5 级（at 20℃）；

(5) 可输出三对接点信号（报警、闭锁1、闭锁2）；

(6) 压力传感器精度：0.25 级；

(7) 通信方式：RS485 二线制（可以定制RS422、CAN、4～20mA）；

(8) 传输距离：1200 米，通过加中继器可任意延长传输距离；

(9) 传输速度：9600bps；

(10)环境：温度为-40℃～+60℃，相对湿度≤95%RH；

(11)密封性能：≤1×10-8mbar.l/s（氦气检漏）；

(12)外径：100mm；

(13)安装方式：径向或轴向

(1) 指示和控制采用传统机械结构，信号采集和远传采用电子芯片。实现机电完美结合。确保安全、可靠。

(2) RS-485 总线接口，系统扩展方便，便于实现遥测、遥控功能。

(3) 采用特有的10 芯接线盒，接线方便、美观。

(4) 传输距离远、配线简单。

(5) 抗电磁干扰能力强。

(6) 采用进口压力传感器和温度传感器。

(7) 密封性能好，通过世界**的氦质谱仪严格的密封检验，漏率小于≤1×10-8mbar.1/s

(8) 密度继电器感温元件采用进口材料，温度补偿范围大，精度高，性能稳定，可靠。

(9) 显示的是经过温度补偿后的SF6 压力值，直观反映SF6 密度变化情况。刻度盘红、黄、绿色块表示不同的工作区域，不受环境温度的变化影响。

(10) 使用安全，维护方便，安装方式灵活。

(11) 可对运行中或新建变电站和GIS 站进行系统改造或系统配套。

3.2 系统通讯设备

3.2.1 通讯技术

（1）RS-485 通讯技术：在数据通信，计算机网络以及分布式工业控制系统当中，经常需要使用串行通信来实现数据交换。我们采用RS-485 接口标准用于串行通信。RS-485 采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL 电平信号转换成差分信号A,B 两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL 电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV 电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485 **的通信距离约为1219M，**传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S 的传输速率下，才可以达到**的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485 中继器。RS-485 采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS-485 总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器可以。RS-485/422 总线一般**支持32 个节点，如果使用特制的485 芯片，可以达到128 个或者256 个节点，**的可以支持到400 个节点。

（2）4-20mA 通讯技术：工业上一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA，指最小电流为4mA,**电流为20mA。传输信号时候，要考虑到导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差了，所以使用电流信号作为继电器的标准传输。在量程已知的情况下，按照y=ax+b 的线性关系就能通过电流换算出实际的测量值。

按照上面的介绍，在远传SF6 密度计系统中，存在RS-485 信号或者4-20mA 信号，现场采集单元需要将所有本地的SF6 密度计通过有线的方式接入到采集单元中，现场采集终端需要有对应的硬件来实现信息采集。

（1）4-20mA/RS485 信号采集板，型号LE-88 是我司针对这种应用场景专门开发的模拟量数据采集板，系统支持16 路信号采集，支持2 路RS-485 端口，支持1 路RS-232 端口，支持2 路IO 输出，DC24 伏供电，可以多张采集板串联，实现更多路SF6 表的信号采集；

系统使用自己的服务器，使用自定义的通讯协议进行传输，提供RS485 接口通过Modbus 协议，提供各个具有相同监测功能的监测终端通过自定义的通讯协议，对各个设备分配一个**性的标志码，通过RS485 信号传输给协议转换器，使之满足IEC61850 通讯规约，转换后的信号经以太网路传送至站控层。

3.3 系统软件

3.3.1 软件简介

基于Win7 以上的操作系统，由我司独立开发具有完全知识产权的软件系统，整个软件分成两个部分，（1）通讯软件：主要是和现场采集单元交互，将现场采集单元采集的数据实时上传到系统中，同时保存到数据；（2）管理软件：实现采集所得的SF6 仪表的数据显示、查询、报警、日志、打印等功能。整个软件功能完备，软件功能模块的扩充标准化，系统具有良好的功能扩展性和规模伸缩性；用户界面友好、生动，操作使用方便。

在线监测通讯软件，主要实现上位机和现场采集单元之间的实时通讯，记录采集单元的通讯过程，实现运行的全过程，同时将采集的数据保存到数据库中。该软件可自动采集SF6 气体状态信息发送到局域网客户机上，以便于局域网客户端远程调用、监测。通过智能IED 装置，可把协议转成标准IEC61850 通讯规约转发给智能监测综合大平台

管理软件的主要界面如下图所示，实时的显示SF6 气体的状态，通过图形、图表等方式展现实际的状态，通过提供打印、查询、导出等各种数据操纵功能。

1) 现场数据监测、分析：

可根据报警提示需要，设置预定的报警参数；直观显示各站点的实时SF6 气体状况及实时运行状态曲线。

2) 用户登录、安全管理：

可以对系统登录用户进行管理，设定安全权限等级，确保系统的正常运行。

3) 历史数据统计、查询、报表打印功能：

系统提供对历史数据的查询、统计功能，并打印、输出报表。

第四章工程实施

B、确定数据采集器的安装位置，如果现场汇控柜里有足够空间，可以考虑直接在里面安装采集单元，主要包括：导轨式24V 电源，空气开关，中继器，端子排等。

C、确定现场屏柜的布置，如果需要接入站控系统，和IED 系统实现联调，确定协议。

3、产品出场前调试和密封性测试

在公司自主建立的实验室对产品性能进行测试，包括稳定性，精确度和密封性能测试。

包括去用户现场安装、布线、调试及数据检测验证。

4.2.1.1 产品安装操作

**：准备好扳手、十字螺丝刀、硅脂、无尘布，准备安装；

第二：在将要安装对接的阀门端相应的密封圈清洁后，涂抹适量的硅脂；第三：将SF6 远传密度计接到组合电器本体阀门上，用扳手拧紧；

第四：将表头的对接口清洁后涂抹硅脂，接到自封阀上，用扳手拧紧；第五：连接通信电源线，同时将传感器数据线准确连接；

第六：用螺钉固定传感器外壳。

4.2.1.2 电气接线

打开仪表背面的黑色接线盒，RS-485 接线示例接线方法如下图：

1-----24V+

2RS485-A

3RS485-B

4GND

服务器的安装可以放在一个开放式的环境，只要提供一个电源插座口和可以放置电脑的桌面或者安装在一个屏柜内，具体看客户要求。