一種大容量檢測用門禁系統

周媛 潘勇

摘 要：在大容量檢測中涉及中高壓關合與開斷試驗，較大的電壓和電流會危害人身安全，安裝門禁系統便于對檢測過程與試驗安全性進行監管和保證，也可以防止人員誤進入試驗區域。本文提出了一種大容量檢測用門禁系統，主要從總體架構、工作原理、注意事項和實施方式方面進行了闡述，為相關試驗人員提供參考，具有一定的指導意義和實用價值。

關鍵詞：大容量檢測，中高壓關合與開斷試驗，門禁系統，安全性，總體架構

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.07.035

An Access Control System for Large Capacity Detection

ZHOU Yuan PAN Yong

（Shandong Institute of Inspection on Product Quality）

Abstract： Medium and high voltage closing and breaking tests are involved in large capacity detection. Higher voltage and current will endanger personal safety. Installation of access control system is convenient for monitoring and ensuring the detection process and test safety， and also can prevent personnel from entering the test area by mistake. This paper puts forward an access control system for large capacity detection， which is mainly described from the aspects of overall structure， working principle， precautions and implementation methods， which provides reference for relevant testers， and has certain guiding signifi cance and practical value.

Keywords： large capacity detection， medium and high voltage closing and breaking test， access control system， safety， overall architecture

隨著國內經濟的迅猛發展，電力設備的安全運行是電力系統供電的重要保障，大容量檢測試驗的核心是對設備可靠性進行測試，這對確保設備性能穩定至關重要[1-4]。大容量檢測試驗室主要進行高壓交流斷路器、高壓交流隔離開關和接地開關、3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備、高壓/低壓預裝式變電站等高壓交流開關設備和控制設備的檢驗檢測，這些電力系統用于交流開關設備和控制設備，運行在電壓3 kV及以上。在大容量檢測中涉及中高壓關合與開斷試驗，電壓和電流較大，存在安全隱患，會危害人身安全，安裝門禁系統便于監管也可以防止人員誤進入試驗區域；在大容量檢測中試驗樣品存在不合格情況時，產生的爆炸沖擊波對人和試驗室存在破壞性。但是，普通的門鎖不方便、鑰匙多、易破壞、易復制、安全性低，不適用于大容量檢測試驗室。

本文提供了一種大容量檢測用門禁系統，保證了在授權的門禁卡沒有歸位，以及實驗室門沒有關閉時，試驗無法進行，有利于保障人身安全。

1 總體架構

本文提出的大容量檢測用門禁系統包括發卡器、電源、第一處理器、交換機、第二處理器、第三處理器、顯示器、若干個火災傳感器、若干個門禁控制器、若干個行程開關、若干個斷路器控制器和若干個斷路器，其總體架構見圖1。

各部件功能主要有：

（1）發卡器用于在設置門禁卡權限時獲取門禁卡信息，并發送至第一處理器。

（2）電源分別與發卡器和第一處理器連接，用于供電到發卡器和第一處理器。

（3）第一處理器功能有：1）用于基于門禁卡信息統計門禁卡數量，若鑰匙孔的狀態為有鑰匙插入時鑰匙孔數量，并與門禁卡數量一致，同時所有實驗室門的狀態為關閉，則生成合閘指令來控制所有斷路器合閘；2）基于門禁卡權限將門禁卡信息發送至對應的門禁控制器進行存儲；3）將生成的合閘指令發送至第二處理器，第二處理器接收到合閘指令后將合閘指令發送至各個斷路器控制器，以控制相應的斷路器合閘；4）用于接收火災發生的實驗室門后生成電源切除指令以及需要進行電源切除的實驗室門，并發送至第二處理器；5）用于接收急停指令，在接收到急停指令后生成分閘指令，將分閘指令發送至第二處理器；6）用于在生成合閘指令后發送控制指令至警示柱燈和電鈴，使警示柱燈變為紅色，且電鈴發出聲音。

（4）行程開關設置于鑰匙孔內，用于獲取鑰匙孔的狀態，并發送至第一處理器，鑰匙孔用于插入與門禁卡綁定的鑰匙。

（5）交換機分別與第一處理器和若干個門禁控制器連接，用于數據傳輸。

（6）門禁控制器用于獲取所有試驗室門的狀態，并發送至第一處理器；還用于接收讀卡器讀取的門禁卡信息，與存儲的門禁卡信息進行比對，若存在，則通過控制門磁開關來實現試驗室門的打開。

（7）第二處理器用于接收到電源切除指令以及需要進行電源切除的實驗室門后，將電源切除指令發送相應的門禁控制器，切斷相應實驗室門的門禁控制器電源；還用于接收到分閘指令后，將分閘指令發送至各個斷路器控制器以控制相應的斷路器分閘。

（8）第三處理器連接著若干個火災傳感器，并存儲著每個火災傳感器對應的實驗室門；還用于在接收到火災傳感器發送來的火災信號后，判斷發送火災信號的傳感器對應的實驗室門，并將火災發生的實驗室門發送至第一處理器。

2 技術方案

2.1 工作原理

如圖1所示本文提出的大容量檢測用門禁系統的工作原理為：電源（AC220V）分別與發卡器和第一處理器連接，用于供電到發卡器和第一處理器。第一處理器分別與發卡器、顯示器、行程開關和交換機連接。交換機還連接有第二處理器、第三處理器和若干個門禁控制器，用于數據傳輸。第三處理器連接有若干個火災傳感器。第二處理器連接有若干個斷路器控制器。每個斷路器控制器連接一個斷路器。

2.2 注意事項

在實際檢測過程中需注意以下幾點：

（1）在大容量檢測試驗室所在的整個實驗區域內，根據需要設置若干個火災傳感器。電源、發卡器、第一處理器、交換機、顯示器和若干個行程開關可以組裝為門禁卡管理柜。一個門禁卡可以打開多個實驗室門，每個實驗室門也可以被多個門禁卡打開；還設置有應急門禁卡，所有實驗室門都可以被應急門禁卡打開。每個門禁卡綁定一個鑰匙。

（2）門禁卡在不使用時將綁定的鑰匙插入門禁卡管理柜的鑰匙孔內，在使用門禁卡時用戶將鑰匙拔出連帶門禁卡一起取出。

（3）每個門禁控制器設置于一個大容量檢測試驗室門的門禁鎖上。門禁控制器連接有門磁開關，用于通過控制門磁開關來實現大容量檢測試驗室門的開關。

（4）行程開關是一個傳感器，行程開關設置于鑰匙孔內，用于獲取鑰匙孔的狀態，即該鑰匙孔內是否有鑰匙插入。鑰匙孔用于插入與門禁卡綁定的鑰匙。

2.3 實施方式

在實際檢測中各部件工作過程為：

（1）第一處理器實施方案：1）第一處理器配置有門禁管理系統，包括門禁卡授權模塊。管理員將門禁卡放置于發卡器上，同時通過賬號密碼登錄門禁管理系統對門禁卡進行授權。2）第一處理器獲取門禁卡權限以及發卡器讀取的門禁卡信息（ID號），基于門禁卡權限將門禁卡信息通過交換機發送至對應的門禁控制器進行存儲，同時第一處理器將門禁卡信息和門禁卡權限進行存儲，基于門禁卡信息統計門禁卡數量。3）第一處理器配置有門禁管理系統、電子地圖模塊（用于獲取用戶導入的如DWG、BMP等多種格式的實驗區域地圖），還包括渲染模塊，用于將獲取的所有實驗室門的狀態渲染到試驗區域地圖上，并通過顯示器進行顯示。4）第一處理器通過內部局域網采用TCP/IP訊協議連接到服務器上，并通過統一數據庫進行統計及管理，實現數據信息共享。5）第一處理器可通過交換機與視頻監控裝置聯網聯動，用于在接收視頻監控裝置發送的入侵報警信號后，發出報警信號，監視并聯動相關區域的門禁控制器。6）可通過交換機連接警示柱燈和電鈴，警示柱設置在實驗室入口處，電鈴燈設置在實驗區域內，在生成合閘指令后發送控制指令至警示柱燈和電鈴，使警示柱燈變為紅色，電鈴發出聲音，所有人員都必須離開現場帶電區域，否則警示柱燈為綠色。只有警示柱燈為綠色時，即表示該區域試驗電路為安全狀態時方可進入。如果在柱燈為紅色時有人員進入，則將通過門聯鎖將該區域試驗電路自動帶到安裝狀態。

（2）門禁卡實施方案：1）門禁卡授權模塊能對所有持卡人進行分級管理，根據持卡人的身份確定其對各門的通行權。能很方便地實現多級權限設置功能。2）通過門禁卡授權模塊可設置每張卡（即每個人）的進出權限、時間范圍、節假日限制等，如高級管理者的門禁卡可隨時進出任何一扇門，部門管理者可進出本部門所有門，而一般職員只能在上班時間內進出本部門的門，超出上班時間將無法進出。3）可以結合密碼輸入來確認持卡者的合法性，然后決定是否開門，各種權限可由用戶自由設置。4）在大容量檢測試驗進行之前，工作人員攜帶在門禁卡管理柜取出的鑰匙和門禁卡進行刷卡，打開大容量檢測試驗室門，進入大容量檢測試驗室進行設備調試。5）設備調試完畢后，工作人員將鑰匙和門禁卡一起歸還至門禁卡管理柜，將鑰匙插入鑰匙孔，行程開關用于檢測鑰匙孔的狀態，并發送至第一處理器。

（3）門禁控制器實施方案：1）門禁控制器連接有讀卡器，用于接收讀卡器讀取的門禁卡信息，與存儲的門禁卡信息進行比對，若存在，則通過控制門磁開關來實現大容量檢測試驗室門打開。2）如果一個門禁卡從門禁卡管理柜取出，則將相關區域的試驗電路通過聯鎖自動帶到一個安全狀態下，即主回路相關斷路器分閘以保證無電源接至相關區域電路，且相關區域的接地開關合閘。3）如果有門禁卡沒有回到控制室，則主回路將一直保持在安全狀態下，并且不能啟動試驗。4）第一處理器配置有門禁管理系統，還包括安全檢測模塊，用于響應大容量檢測試驗啟動指令，基于所有試驗室門的狀態、所有鑰匙孔的狀態和存儲的門禁卡信息，判斷所有實驗室是否處于安全狀態（若鑰匙孔的狀態為有鑰匙插入的鑰匙孔的數量，與存儲的門禁卡的數量一致，且所有實驗室門的狀態為關閉，則處于安全狀態）；若是處于安全狀態則生成合閘指令以控制主回路上所有斷路器合閘，通過交換機發送合閘指令至第二處理器，第二處理器配置有直接試驗系統，接收到合閘指令后，將合閘指令發送至各個斷路器控制器，以控制相應的斷路器合閘。5）門禁控制器的電源采用就近取電原則（交流220V），線路為RVV-4×1.0mm，通訊總線采用六類UTP雙絞線，通訊總線在吊頂內沿封閉式金屬線槽敷設，或穿金屬管視情在樓板內、墻內暗敷設，電源線單獨穿金屬管視情在樓板內、墻內暗敷設。6）門禁控制器還用于檢測實驗室門打開時長，以及非法闖入和門鎖破壞情況，并發送至第一處理器，第一處理器根據實驗室門打開時長，以及非法闖入和門鎖破壞情況，判斷是否發生非正常通行，若發生，則發出報警信號，并通過顯示器進行顯示，并進行實時記錄。7）門禁控制器存儲有人員資料庫，還用于將實驗室門的刷卡記錄上傳至第一處理器，第一處理器可以按人員及其所屬部門對刷卡記錄進行匯總、查詢、分類及打印等，當人員和讀卡器增加時，使用軟件擴容包能夠將第一處理器所支持讀卡器和門禁卡數量擴容，有利于第一處理器的發展及增設新的功能，如擴容實現一卡通功能。8）門禁控制器運作不因計算機故障、線路故障或線路斷線而影響管制功能，讀卡資料不會流失，當線路恢復時自動傳回第一處理器。

（4）第三處理器實施方案：1）第三處理器配置有火災報警系統，并存儲有每個火災傳感器對應的實驗室門，用于在接收到火災傳感器發送來的火災信號后，判斷火災發生區域，即發送火災信號的傳感器對應的實驗室門，并將火災發生區域通過交換機發送至第一處理器。2）發生火警時，保證自動釋放相關區域通道的出入口控制，不應該設置延時功能，應該不需要鑰匙或其他工具、也不需要專門知識或費多大力氣就可從建筑物內部順利開啟疏散門。3）保證疏散門在出入口控制釋放后，可在外側隨時開啟，以便消防人員順利進入實施滅火救援。

（5）第二處理器實施方案：1）第一處理器配置有門禁管理系統，還包括電源切除模塊，當火災發生時生成電源切除指令以及需要進行電源切除的實驗室門，并發送至第二處理器。2）第二處理器接收到電源切除指令以及需要進行電源切除的實驗室門后，將電源切除指令發送給相應的門禁控制器，切斷相應實驗室門的門禁控制器的電源，使門禁控制器處于撤防狀態。3）第一處理器在接收到急停指令后生成分閘指令，將分閘指令發送至第二處理器，第二處理器接收到分閘指令后，將分閘指令發送至各個斷路器控制器，以控制相應的斷路器分閘。在緊急狀況下可將整個試驗室帶至安全狀態。

3 結 語

本文提出的大容量檢測用門禁系統具有以下優點：

（1）可根據甲方要求設置釋放和啟用時間，以滿足方便使用的要求。

（2）由于門禁系統的應用場景存在危害人身安全的隱患，本大容量檢測用門禁系統可通過手持門禁卡授權相應門的權限，對進入試驗區域的人員進行監管，有利于保障人身安全。

（3）如果試驗區域有授權的門禁卡沒有全部歸位，試驗無法進行，則應提醒檢測人員不要冒然開始試驗操作。

（4）如果試驗區域內有門沒有關閉，電壓就無法送達，試驗不能進行，利用門禁系統在一定程度上可對檢測過程與試驗安全性進行監管和保障。

（5）支持圖形化的控制方式，顯示監控點的位置、控制和操作狀態，實現圖形化方式顯示和控制，動態顯示監控點狀態以及在平面圖上直接顯示報警等功能。

參考文獻

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作者簡介

周媛，工學碩士，高級工程師，從事高低壓電器、新能源領域檢測與標準化研究工作。

（責任編輯：袁文靜）