母线运行温度数据采集研究

摘要：在低压母线槽上安装并整合市场上通用的温度传感器、采集器，然后编写上位机采集和数据处理程序，将采集的温度数据上传至ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ数据库，并能够通过运行管理程序对这些数据进行显示和分析，对母线运行过程中的温度进行实时监测，并对异常信息进行筛选处理、报警，有效地提高了母线运行的可靠性和稳定性。

关键词：低压母线；温升异常；数据库；实时监测

母线槽系统既可以用于变压器与配电柜之间的连接，还可以用于车间楼宇的用电负荷的配电。根据国家“十二五”规划及当前经济环境下的振兴规划，航空航天、轨道交通、船舶、核电和新能源等领域将成为国家建设的重点，而这些领域的发展将进一步带动我国母线制造的市场需求，促进母线制造行业高速发展［１］。随着母线越来越广泛的使用，也逐步地暴露出了一些问题，例如：母线连接处由于安装不当，导致的接触电阻增大，在长时间过热运行后，会加速绝缘层老化，甚至破坏绝缘，最终引起短路事故，造成安全事故。因此，对此类异常温度的监测，对于母线的安全可靠运行具有极为重要的意义［２］。

１系统架构

本文设计了基于帕斯菲克Ｃ－ＬＪ－Ｃ采集器、温度传感器以及采用串口服务器和局域网方案的母线温度数据采集系统，系统拓扑如图１所示。在该系统中，温度传感器和采集器均采用了市场上成熟的产品，并且使用了串口服务器。串口服务器是串口连接到网络的接口转化设备。由于串口一般包括ＲＳ－４８５，网络协议也是ＴＣＰ／ＩＰ协议，所以串口服务器也可以看做是将ＲＳ－４８５数据形式转化为ＴＣＰ／ＩＰ数据形式，或将ＴＣＰ／ＩＰ数据形式转化为ＲＳ－４８５数据形式的通信接口转化器。工业现场的环境比较复杂，如果将采集器均放置在上位机所处的机房内部，则可能因为长距离传输造成数据无法正常接收；因此在本方案中，采用串口服务器与采集器ＲＳ－４８５连接，将温度数据以ＴＣＰ／ＩＰ协议由车间或厂房已有的局域网传输至上位机，以降低组网成本，保证数据传输的可靠性［３］。

２上位机软件设计

该系统上位机采集程序采用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ进行编写，采集到的所有数据采用ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８［４］数据库进行存储。

２．１系统数据流

根据系统数据流图（见图２）分析可知：１）由采集软件发送Ｍｏｄｂｕｓ指令向采集器查询温度值；２）采集器接收到指令后，返回温度数据；３）程序将接收到的数据进行ＣＲＣ１６校验，校验通过后，按字节将数据存放在临时数据表中；４）根据温度采集器硬件所定义的数据帧格式，从临时数据表中将各个字节所对应的信息进行解析和处理，同时写入实时温度信息表和历史信息表，方便数据的查询；５）在发送查询指令时将查询指令进行ＣＲＣ１６校验。

２．２数据库设计

在该系统中使用了ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ数据库，主要是为了满足大数据的存储以及多个显示终端对数据访问的并发需求。临时数据表（见图３）用于接收Ｗｉｎｓｏｃｋ控件在ＤａｔａＡｒｒｉｖａｌ事件中收到的字节。每次收到新数据时，原有数据即被清空。温度探测点信息表（见图４）用于存储各个探测点的实时温度数据。因为采集器所返回的数据包括了众多温度点的数据，笔者采用机号和存储位置的对照关系来解析数据帧中每一个字节所表示的是哪一个温度探测点的数据［５］。历史信息表（见图５）用于存储各个温度点的历史数据，方便日后的查询和分析。

３测试效果

测试所使用的环境为普通办公环境，温度传感器分别放置在生产部、质检部和研发部办公室，采集器和串口服务器放置在研发部办公室，串口服务器采用局域网ＩＰ，其中生产部办公室与采集器之间隔着６堵墙（无钢筋网），质检部办公室与采集器之间隔着１堵墙（无钢筋网）。经过２个月的连续数据采集，最终所有节点的丢包率均远＜１％，个别节点甚至没有丢包，稳定性和可靠性得到了验证。

４结语

在市场上有多种温度传感器硬件可供选择。在本系统中，仅以上述几种硬件为例进行组网，并编写相关采集程序，利用已有的局域网基础设施，节约组网成本。该系统仍有许多有待改进和提升之处，例如：应用软件针对大量历史数据进行分析，得出母线运行温升的规律，可以指导日常的运行维护工作。

参考文献

［１］孙林，邹国伟，李飞，等．基于多跳ＷＳＮ的母线监测系统研究［Ｊ］．计算机工程，２０１２（２）：１０９－１１２．

［２］黄振超．浅谈一种封闭母线槽接头或插头测温系统的技术及应用［Ｊ］．建筑与设备，２０１０（４）：８０－８２．

［３］王晶，张金波，邵通广．基于ＷＳＮ的母线槽温升在线监测系统设计［Ｊ］．微处理机，２０１４（１）：９３－９６．

［４］金玉明．精通ＳＱＬＳＥＲＶＥＲ２００８完全自学手册［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２０１１．

［５］李庆杰，徐志宏．封闭式母线槽温湿度智能监测系统［Ｊ］．低压电器，２０１２（１２）：１７－２０.

作者：李飞 单位：镇江西门子母线有限公司

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