淺談利用移動網絡技術實現能源儀表用電保護

任國明 劉文杰

河鋼集團唐鋼公司 河北 唐山 063000

隨著工業技術的發展，越來越多的能源計量儀表在工業企業生產中發揮著巨大的作用，各種能源計量儀表隨處可見。然而儀表突然的損壞就可能導致大面積的生產中斷，同時也可能帶來安全生產事故。如果比較一下因儀表損壞造成的損失和開發儀表智能用電保護的費用，技術開發應用的經濟價值就顯而易見了。因而，人們也越來越關心儀表智能用電保護和問題，因此自動用電保護裝置，正逐步廣泛地應用于各種儀表的保護當中為減少安全事故的發生。設計所涉及內容包括儀表運行狀態監測、供電電源狀態監測、儀表所在環境監測（溫度、濕度、異常環境）等。選擇設計場地為能源結算儀表安裝中最具代表性的儀表井來進行設計實施。

1 設計分析

①現場情況分析：鋼鐵企業中，由于能源儀表種類繁多，包括風、水、電、氣等各介質數據采集儀表；儀表安裝的地點分散，分布在各個廠區的多個生產區域，并且，很多儀表安裝在地下坑井中，儀表人員日常巡檢時無法直觀且便捷地進行巡查；儀表坑井因雨季容易產生積水，當水位過高，儀表受潮或浸泡，但儀表供電并未中斷，容易發生電路故障，在燒毀儀表的同時，還存在用電危險。②儀表情況分析：現場安裝儀表由于運行時間過長而導致防水功能失效，現場所測量能源介質為易燃易爆氣體，儀表損壞后，極易產生明火，發生火災或爆炸。③人為情況分析：因坑井積水現象無法提前預測，且造成積水原因很多，如下雨、人工綠化滲水等，在產生積水時維護人員無法及時斷電，可能造成人員傷害事故[1]。

2 設計思路

（1）技術特點、關鍵技術和關鍵工藝。①技術特點：對現場能源介質儀表設備及安裝環境進行有效的實時監測，現場無人看守，能夠及時預警。②關鍵技術：能源儀表井坑內濕度監測技術、井坑內積水時水位監測技術、異常時有效斷電保護技術、移動通信報警技術等。③關鍵工藝：濕度檢測、水位檢測、斷電保護、移動提醒、遠程供電。

（2）實施的具體內容和技術路線。第一，詳細分析造成能源介質儀表井積水的原因，制定斷電保護裝置的安裝路徑及方法。第二，實地測量能源介質儀表安全運行環境警戒值，如最高允許水位、最大允許濕度、安全用電電壓、電流等因素，實現超越警戒值時報警。第三，實地勘測現場，進行移動通訊模塊安裝地點選取。第四，分析和細化報警提醒信息內容、報警頻率、報警方式等相關技術參數。第五，分析與實現遠程供電的必備條件與解決方法。第六，實現遠程控制與現場設備控制，并且能夠同步運行，控制模塊能夠響應迅速，達到用戶預期需求目標。

（3）系統原理。如圖1所示，在井坑內安裝濕度監測裝置和水位監測設備；當能源儀表所在坑井內出現積水，且水位高于最高允許值時，或者空氣濕度大于最大允許濕度時，控制模塊會直接切斷儀表供電電源；當能源儀表所在坑井內空氣濕度大于最大允許濕度時，控制模塊會直接切斷儀表供電電源；切斷電源后，系統移動報警模塊啟動，將斷電儀表的相關報警信息發送至指定接收人；當井坑內積水水位與空氣濕度值回歸正常允許值時，控制模塊和移動報警模塊再次啟動，將環境恢復正常的相關報警信息發送到指定接收人，提示可以給儀表送電。

圖1

3 系統實現目標

①實時監測能源儀表運行狀態；發現能源儀表運行異常時，在線發送報警信息至儀表維修人員；②實時監測能源儀表井積水水位值，當能源儀表井坑積水水位達到警戒線時，自動切斷儀表供電電源，并通過移動通信網絡發送相關報警信息至儀表維修人員手中；③實時監測能源儀表井內濕度值，當儀表井坑內濕度值達到警戒線時，自動切斷儀表供電電源，并通過移動通信網絡發送報警信息至儀表維修人員手中；④實時監測能源儀表井內濕度值，斷電狀態下，當儀表井坑內積水位或濕度值恢復到正常值時，發送提示信息；

4 應用效果

當這項設計真正被運用到實地時，坑井中的能源儀表設備和供電系統可以得到有效的保護，能夠提高能源介質儀表的檢維修效率；能夠保護儀表維護人員的人身安全，提高安全指數；同時，通過利用設備的周邊環境檢測，實現對設備的保護，為企業節約維護成本。此種設備保護方式還具有很好的推廣價值，可以推廣到其他的領域。