一种变电站消防设施信息综合处理装置、系统和方法

摘要

本发明公开一种变电站消防设施信息综合处理装置、系统和方法。所述装置包括对下接口单元、主控CPU模块和对上通讯单元；对下接口单元包括第三方通讯接口模块、IO控制接口模块和4～20mA模拟量接口模块；主控CPU模块接收、处理对下接口单元发送的消防信息，将处理后的数据发送给所述对上通讯单元，对上通讯单元将数据协议转换。所述系统包括所述装置和变电站设备、主站平台和站端平台。所述方法包括接收变电站现场消防信息；处理变电站现场消防信息；上传变电站现场消防信息。本发明的对下接口单元通过与变电站前端的设备进行连接，主控CPU模块处理后的数据与对上通讯单元进行信息交互，完成电力系统专用协议的转换过程。

说明书

技术领域

本发明涉及变电站辅助设备监控领域，尤其涉及一种变电站消防设施信息综合处理装置、系统和方法。

背景技术

现有国网电力系统变电站监控，技术方向朝着集成化、平台化方向发展，管理朝着运检更高效的方向发展，随着技术的不断进步，已经逐步从有人值班进化到无人值班，站内设置的站端平台已经不安排部署24小时值班人员进行常态化值班。

然而，设置变电站现场的消防、安全警报的设备多种多样，而各个设备输出或输入的信号也种类繁多，如吸顶安装的感烟探测器、感温探测器、烟温混合探测器，气体探测器、消防栓按钮、水流指示器、消防泵、风机的反馈状态输入信号，以及风机、水泵的启动、停止输出信号为开关量，消防水池液位、消防水管网压力、电源电压等输入的为模拟量信号。并且，目前站内的设备现状是部分变电站配置有多台火灾报警控制器，配置方式多样：有的是同一厂家同一型号，有的是同一厂家不同型号、有的是不同厂家不同型号。无论设备型号是否相同，信号类型是否一致，火灾报警控制器的所有信息都需要及时上送。由于电力系统的稳定性、可靠性、安全性要求极高，在电磁兼容以及网络安全方面有专门的要求，电力系统的通讯设备与常见的通讯设备不同，电力系统内采用专网以及专门的通讯协议进行信息的上传下达，与普通通讯网络不同。受目前的火灾自动报警系统的技术限制，有些消防、安全警报的设备只能上送开关量信息，无法上送模拟量信息，系统对于部分具有趋势的变化的信息无法提前做出预测。因此现有消防常规的设备无法满足通讯协议的要求，电力系统无法通过与火灾报警控制器通讯来实现远方控制。这导致部分变电站未上送任何火灾报警信息；部分变电站通过火灾报警控制器送出一个总火警节点，该节点作为硬开入接入电力系统测控装置，通过测控装置上送电力调控中心，但信息量非常小。

在这个大前提下，消防子系统的信息基本成为了一个信息孤岛，详细的火灾报警信息无法实时上送到相应的电力系统监控主站进行监控，无法进行早期有效的早期预警，同时一旦发生火灾，电力值班人员无法第一时间获取现场的实时火警信息，也无法在远方采取任何必要的操作，为快速采取正确灭火措施带来极大困难。

发明内容

针对上述现有技术存在任一缺陷，本发明旨在提出一种变电站消防设施信息综合处理装置、系统和方法，本发明通过将变电站现场消防详细信息实时上送电力系统主站和站端平台，操作人员可以实时的了解变电站内消防设施的运行情况。

针对上述现有技术存在任一缺陷，本发明旨在提出一种变电站消防设施信息综合处理装置、系统和方法，本发明通过将变电站现场消防详细信息实时上送电力系统主站和站端平台，操作人员可以实时的了解变电站内消防设施的运行情况。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种变电站消防设施信息综合处理装置包括：

对下接口单元、主控CPU模块和对上通讯单元；所述对下接口单元包括第三方通讯接口模块、IO控制接口模块和4～20mA模拟量接口模块；所述对上通讯单元包括DL/T634.5104通信协议接口模块和DL/T860通信协议接口模块；其中，

所述第三方通讯接口模块实时接收火灾报警信息，解析第三方通讯协议后上送给所述主控CPU模块；所述IO控制接口模块将消防设备的状态反馈信息上送到所述主控CPU模块；所述4～20mA模拟量接口模块将接收的模拟量信息上送所述主控CPU模块；所述主控CPU模块接收、处理所述对下接口单元发送的消防信息，将处理后的数据发送给所述对上通讯单元，所述对上通讯单元将所述数据协议转换。

本发明的对下接口单元通过与变电站设备(业内称前端设备)进行通讯或者硬接线连接，实现变电站内的消防、监控等设施信息的全面采集，上送至主控CPU模块，主控CPU模块接收、处理对下接口单元发送的消防信息，再由对上通讯单元协议转换后发送给控制系统，完成电力系统专用协议的转换过程。

在其他实施例中，所述DL/T 634.5104通信协议接口模块将数据转换成DL/T634.5104协议；所述DL/T 860通信协议接口模块将数据转换成DL/T 860协议。

在其他实施例中，所述主控CPU模块包括数据库，所述数据库按照所述消防信息进行分区；所述主控CPU模块接收所述消防信息存入所述数据库中对应的区，从所述数据库中读取整合后的数据发送给所述对上通讯单元。数据库按照消防信息信号类型以及数据的大小分区。主控CPU模块将接收到的消防信息存入与其对应的区中，将大小不一的数据整合成基本相同的数据，发送给对上通讯单元。

在其他实施例中，所述第三方通讯接口模块包括RS232串口、RS485串口、10/100M自适应RJ45以太网接口、光纤口或CAN接口中的一种或几种。

在其他实施例中，所述第三方通讯接口模块可支持四种以上通讯协议，同时连接四台以上所述火灾报警控制器。

在其他实施例中，所述第三方通讯接口模块接收到的火灾报警信息包括：火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息、火灾探测器信息、输入模块信息、输出模块信息以及输入输出模块信息；其中，

所述火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息解析为火警总、故障总、屏蔽总、监管总、启动总、反馈总、延时总、主电故障、备电故障、总线故障、手自动状态、复位状态信息；

所述火灾探测器信息解析为火警、故障、屏蔽信息；

所述输入模块信息解析为反馈、故障、监管、屏蔽信息；

所述输出模块信息解析为启动、故障、屏蔽信息；

所述输入输出模块信息解析为反馈、启动、故障、屏蔽信息。

在其他实施例中，所述IO控制接口模块不少于32组，每组包括1个硬接线输出和1个硬接线反馈。

在其他实施例中，所述IO控制接口模块还接收消防设备反馈线路和控制线路的故障信息和故障类别信息。

在其他实施例中，还包括人机交互单元；所述人机交互单元包括：

液晶显示模块，负责实时显示模拟量信息、状态量信息、报告显示信息、定值设置信息、装置信息、调试接口信息、时钟设置信息、语言设定信息；

按键模块，定值修改、调整所述液晶显示模块的画面信息，操作、确认功能。

在其他实施例中，还包括调试接口模块，通过接入电脑图形化人机界面客户端软件进行本地设置、调试。

在其他实施例中，所述对上通讯单元接收指令并进行协议转换，在通过所述主控CPU模块送至所述IO控制接口模块，所述IO控制接口模块将指令信息转化为硬开出指令。

本发明还公开一种变电站消防设施信息综合处理系统，系统包括上述的装置；和

变电站设备，包括具备通讯接口的火灾报警控制器、消防设备的二次回路和模拟量变送器，其中，所述具备通讯接口的火灾报警控制器与所述第三方通讯接口模块连接；所述消防设备的二次回路与所述IO控制接口模块对接；所述模拟量变送器与所述4～20mA模拟量接口模块硬接线连接；

主站平台，信号连接所述DL/T 634.5104通信协议接口模块，接收所述装置发送的数据；

站端平台，信号连接所述DL/T 860通信协议接口模块，接收所述装置发送的数据。

在其他实施例中，所述主站平台发送指令给所述DL/T 634.5104通信协议接口模块，所述DL/T 634.5104通信协议接口模块转换协议后发送给所述主控CPU模块，所述主控CPU模块送至所述IO控制接口模块，所述IO控制接口模块将指令信息转化为硬开出指令，发送给所述消防设备的二次回路。

在其他实施例中，所述变电站设备还包括火灾控制器、火灾探测器、输入模块、输出模块以及输入输出模块，所述火灾报警控制器连接所述火灾控制器、所述火灾探测器、所述输入模块、所述输出模块以及所述输入输出模块，并接收火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息、火灾探测器信息、输入模块信息、输出模块信息以及输入输出模块信息。

在其他实施例中，所述的第三方通讯接口模块支持四种以上的通讯协议，连接具有不同通讯协议的四台以上所述火灾报警控制器。

在其他实施例中，所述IO控制接口模块还接收消防设备反馈线路和控制线路的故障信息和故障类别信息。

本发明还公开一种变电站消防设施信息综合处理方法，包括：

接收火灾报警信息，解析第三方通讯协议后上送给主控CPU模块；

上送消防设备的状态反馈信息给主控CPU模块；

接收模拟量信息并上送给主控CPU模块；

接收、处理所述火灾报警信息、消防设备的状态反馈信息和模拟量信息，发送给所述对上通讯单元；

转换数据协议，发送。

在其他实施例中，所述接收、处理所述火灾报警信息、消防设备的状态反馈信息和模拟量信息包括：

将接收的所述火灾报警信息、消防设备的状态反馈信息和模拟量信息存入分区的数据库中，读取整合的数据。

在其他实施例中，所述转换数据协议，发送的步骤包括：

将数据转换成DL/T 634.5104协议，发送给主站平台；以及

将数据转换成DL/T 860协议，发送给站端平台。

在其他实施例中，所述火灾报警信息包括火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息、火灾探测器信息、输入模块信息、输出模块信息以及输入输出模块信息。

在其他实施例中，所述火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息被解析为火警总、故障总、屏蔽总、监管总、启动总、反馈总、延时总、主电故障、备电故障、总线故障、手自动状态或复位状态信息。

在其他实施例中，所述火灾探测器信息被解析为火警、故障、屏蔽信息。

在其他实施例中，所述输入模块信息被解析为反馈、故障、监管、屏蔽信息。

在其他实施例中，所述输出模块信息被解析为启动、故障、屏蔽信息。

在其他实施例中，所述输入输出模块信息被解析为反馈、启动、故障、屏蔽信息。

在其他实施例中，还包括步骤：接收控制指令，转换协议所述控制指令，转化为硬开出指令送至所述现场消防设备的二次回路。

在其他实施例中，还包括：接收被控设备控制和控制反馈线路的故障信息，将所述故障信息和故障种类信息上送给主控CPU模块。

本发明通过第三方通讯接口模块与火灾报警控制器对接，实现不同品牌火灾报警控制器主机的消防信息同时接入；通过IO控制接口模块与消防设备二次回路对接，可以实现对消防设备的控制；通过4～20mA模拟量接口模块实现电力系统现场模拟量信息的实时采集；通过对上通讯单元专用协议与主站通讯，主站值班人员可以全面、系统、实时的了解变电站内消防设施的运行情况，主站平台发出的指令，可以及时的传递给变电站内的消防设备。由此，本发明具备了远程应急操作站端消防设备的手段、具备了对模拟量的观测能力、具备了模拟量信息趋势变化提前预警的技术手段，可以及时发现现场消防隐患、降低了火灾扩大发生的概率，增强了消防设施系统对生命财产的保护，减少了变电站火灾的损失。

附图说明

图1是本发明一种变电站消防设施信息综合处理装置的一个实施例示意图；

图2是本发明一种变电站消防设施信息综合处理系统的一个实施例示意图；

图3是本发明一种变电站消防设施信息综合处理方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

本发明中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明公开一种变电站消防设施信息综合处理装置，图1是本发明一种变电站消防设施信息综合处理装置的一个实施例示意图，如图1所示，装置的电器元件至于箱体内，箱体对电器元件至于箱体内予以保护，同时防止操作者操作不当触电。本发明所述的变电场现场的设备，是指设置在变电场内，用来检测、监测、控制变电场内关于消防、安全警报的设备。本发明所述的变电站现场的消防信息，是指变电场现场的设备通过通讯或硬接线的方式发出的不同类别信号所承载的不同含义的信息。

变电站消防设施信息综合处理装置包括对下接口单元、主控CPU模块、对上通讯单元、人机交互单元、调试接口模块、电源模块。

对上通讯单元包括DL/T 634.5104通信协议接口模块、DL/T 860通信协议接口模块。人机交互单元包括液晶显示模块和按键模块。电源模块为各电子元件提供运行动力，其与各模块的电力连接线在图中未示出。

对下接口单元通过与前端的设备进行通讯或者硬接线连接，实现变电场内的消防设施信息全面实时采集，同时具备带检线功能的控制方式，采集的消防设施信息全部上送主控CPU模块数据库处理，主控CPU模块处理后的数据与对上通讯单元进行信息交互，完成电力系统专用协议的转换过程。

对下接口单元具体包括第三方通讯接口模块、IO控制接口模块、4～20mA模拟量接口模块。

第三方通讯接口模块可以与设置在变电站内的一台或多台具备通讯接口的火灾报警控制器连接。火灾报警控制器监察变电站内的消防情况，并将实时采集到的各类消防信息发送给装置的第三方通讯接口模块。第三方通讯接口模块通过解析火灾报警控制器厂家提供的第三方通讯协议，将火灾报警控制器收集的消防信息实时采集至主控CPU模块。

IO控制接口模块与设置在变电站内的消防设备的二次回路对接。将消防设备反馈的状态信号通过该接口模块反馈上送至主控CPU模块。

4～20mA模拟量接口模块与消防设施现场加装的多台模拟量变送器硬接线连接，将模拟量变送器采集的模拟量信息上送至主控CPU模块。

主控CPU模块分别与第三方通讯接口模块、IO控制接口模块和4～20mA模拟量接口模块电连接。

主控CPU模块负责接收、处理第三方通讯接口模块、IO控制接口模块以及4～20mA模拟量接口模块采集过来的数据，通过对数据统一整理汇总，再将数据分别上送DL/T634.5104通信协议接口模块、DL/T 860通信协议接口模块。主控CPU模块包括通讯数据库，将第三方通讯接口模块、IO控制接口模块以及4～20mA模拟量接口模块采集过来的数据写入通讯数据库，再上传数据。数据库按照消防信息的种类进行地址分区。在设置分区时，考虑到不同信号在其内存上的差别，在分区的同时进行了整合，重组，使得当主控CPU模块从数据库中读取数据时，得到的是经过拼凑整合后的数据，大小相当，拒绝碎片。例如，数据库可以按照四遥表：遥信(开关量输入)、遥控(开关量输出)、遥测(模拟量输入)、遥调(模拟量输出)进行分类组织，方便查询。

对上通讯单元的DL/T 634.5104通信协议接口模块将数据转换成DL/T 634.5104协议，通过网络设备经过II区调度数据网与主站平台进行通讯，将现场的消防信息上送主站平台。

网络设备可以包括非实时交换机、纵向加密装置、数据网络路由器。当主站平台有控制指令发送时，控制指令经过II区调度数据网，通过网络设备传递到DL/T 634.5104通信协议接口模块，DL/T 634.5104通信协议接口模块将控制指令发送给主控CPU模块。主控CPU模块解析控制指令，将控制指令送至IO控制接口模块，IO控制接口模块将指令信息转化为硬开出指令，以与现场消防设备的二次回路对接，实现消防设备的远程控制。

对上通讯单元的DL/T 860通信协议接口模块将数据转换成DL/T860协议，通过该协议将现场的消防信息上送站端平台。

第三方通讯接口模块可以是包括RS232串口、RS485串口、10/100M自适应RJ45以太网接口、光纤口、CAN接口在内的物理接口。

本发明第三方通讯接口模块支持不同火灾报警控制器品牌的通讯协议。并且第三方通讯接口模块具有支持同时接入多台(例如，同时接入数量不少于4台)不同品牌的火灾报警控制器以及具备通讯能力的消防相关设备。如此，本发明可以全面处理变电站的消防状况。

第三方通讯接口模块接收到的火灾报警信息有多种，可以包括：火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息、火灾探测器信息、输入模块信息和输出模块信息。

火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信经过第三方通讯接口模块解析可以为火警总、故障总、屏蔽总、监管总、启动总、反馈总、延时总、主电故障、备电故障、总线故障、手自动状态、复位状态信息。火灾探测器信息经过第三方通讯接口模块解析可以为火警、故障、屏蔽信息。输入模块信息经过第三方通讯接口模块解析可以为反馈、故障、监管、屏蔽信息。输出模块信息经过第三方通讯接口模块解析可以为启动、故障、屏蔽信息。输入输出模块信息可以解析为反馈、启动、故障、屏蔽。

IO控制接口模块还具备检线功能：IO控制接口模块能监测消防设备的控制线路和反馈线路。当消防设备的控制线路和反馈线路发生断路、短路等故障时，IO控制接口模块可将故障的信息和类别上传。

IO控制接口模块按组配置，每组包括1个硬接线输出(开出)和1个硬接线反馈(开入)，来实现向上和向下传递数据。IO控制接口模块的量上单台装置不少于32组，如此了增大本发明装置的处理能力，全面监控变电站内的消防设备。

本装置的人机交互单元包括液晶显示模块和按键模块。其中，液晶显示模块为显示屏幕，其负责实时显示各种信息，包括：模拟量信息、状态量信息(启动、反馈、故障等)、报告显示、定值设置信息、装置信息，同时为调试接口，可显示时钟信息、语言信息。

按键模块具备定值修改、调整液晶显示画面信息、对设定操作进行确认等功能。

本发明装置还包括调试接口模块。调试接口模块允许通过接入电脑图形化人机界面客户端软件对本装置进行本地设置、调试。

主控CPU模块存储有数据库，每次采集的火警信息都写入数据库中，具有火灾报警历史事件记录功能，能至少记录999条相关信息，且能断电保持信息。具备简单网络时间协议(SNTP)对时方式。

图2是本发明一种变电站消防设施信息综合处理系统的一个实施例示意图，如图2所示，变电站消防设施信息综合处理系统包括图1所示的装置、控制系统和变电站设备。其中，控制系统包括主站平台、站端平台，以及连接主站平台和上述装置的II区调度数据网和网络设备。网络设备可以为非实时交换机、纵向加密装置、数据网络路由器等。

变电站设备设置在变电站内部，可以包括含通讯接口的火灾报警控制器，消防设备以及模拟量变送器等。

其中，火灾报警控制器可以在变电站内设置多台。一台或多台具备通讯接口的火灾报警控制器与装置的第三通讯接口模块连接，将其实时采集的消防信息发送给第三方通讯接口模块连接。

消防设备的二次回路，与IO控制接口模块对接，将消防设备的反馈信号通过该接口模块反馈上送到主控CPU模块。当有控制指令时，IO控制接口模块将指令信息最终转化为硬开出指令，消防设备的二次回路从IO控制接口模块接收该控制指令，实现消防设备的远程控制。

多台模拟量变送器采集变电场内的模拟量。模拟量变送器与4～20mA模拟量接口模块硬接线连接，将现场采集的模拟量信息发送给4～20mA模拟量接口模块，实现变电站现场模拟量的上传。

本发明还公开一种变电站消防设施信息综合处理方法，可以由上述系统所述的硬件环境实现。

图3为本发明变电站消防设施信息综合处理方法一个实施例的流程图，如图3所示，所述的方法包括：

S1：接收变电站现场消防信息；

S2：处理变电站现场消防信息；

S3：上传变电站现场消防信息。

其中，S1可以包括：

S11：当变电站现场的消防信息为火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息、火灾探测器信息、输入模块信息、输出模块信息以及输入输出模块信息时，解析火灾报警控制器厂家提供的第三方通讯协议，将火灾报警控制器的火灾报警信息实时采集到主控CPU模块。

和/或S12：反馈消防设备的状态信号到主控CPU模块。

和/或S13：接收模拟量信息到主控CPU模块。

其中，在一些实施例中，第三方通讯接口模块接收的火灾报警信息可以包括的种类有：火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息、火灾探测器信息、输出模块信息、输出模块信息以及输入输出模块信息。

火灾控制器通讯报文火灾报警控制器主机信息可以解析为火警总、故障总、屏蔽总、监管总、启动总、反馈总、延时总、主电故障、备电故障、总线故障、手自动状态、复位等状态信息。火灾探测器信息可以解析为火警、故障、屏蔽。输入模块信息可以解析为反馈、故障、监管、屏蔽。输出模块信息可以解析为启动、故障、屏蔽。输入输出模块信息可以解析为反馈、启动、故障、屏蔽。

S2可包括：

统一整理、汇总接收到的信号，存入通讯数据库，读取数据库的信息，发送给对上通讯单元。

主控CPU模块接收对下接口单元发送的所有变电站现场消防信息，如：主控CPU模块负责处理第三方通讯接口模块、IO控制接口模块以及4～20mA模拟量接口模块采集过来的数据，通过对数据统一整理、汇总。包括主控CPU模块将接收的信息数据存主控CPU模块负责处理第三方通讯接口模块、IO控制接口模块以及4～20mA模拟量接口模块采集过来的数据，通过对数据统一整理汇总、进入上述具有整合数据作用的通讯数据库，读取经数据库整合的再将数据库的数据，分别上送DL/T 634.5104通信协议接口模块、DL/T 860通信协议接口模块。

S3可包括：

S31：将数据库的数据转换成DL/T 634.5104协议，上送给主站平台。

DL/T 634.5104通信协议接口模块将数据转换成DL/T 634.5104协议，与主站平台进行通讯，将现场的消防信息上送主站平台。

和/或S32：将数据库的数据转换成DL/T 860协议，通过该协议上送站端平台。

DL/T 634.5104通信协议接口模块将数据转换成DL/T 634.5104协议，与主站平台进行通讯，将现场的消防信息上送主站平台。

作为一个实施方式，本发明的方法在步骤S31之后还可以包括：

S4：发送命令控制消防现场设备。

当变电站有需要远程控制的情况发生，本发明还可以在主站平台发送的控制指令，通过上述系统，对变电站的设备进行控制，及时应对现场突发情况。S4可以包括：

S41：接收主站平台的控制指令；S42：解析控制指令；

S43：转化为硬开出指令发送给现场消防设备的二次回路。

主站平台发送的控制指令，通过DL/T 634.5104通信协议接口模块将指令发送给主控CPU模块，主控CPU模块通过指令解析，将指令送至IO控制接口模块，IO控制接口模块将指令信息最终转化为硬开出指令与现场消防设备的二次回路对接，实现消防设备的远程控制。

作为一个实施方式，步骤S31与步骤S4可同时进行。

作为一个实施方式，步骤S11中，变电站现场消防信息还包括现场消防设备的二次回路的断路、短路故障信息。当线路发生断路、短路等故障，可将故障信息和类别上传。如此，IO控制接口模块其控制和反馈回路能监测与被控设备控制和控制反馈线路连线，具备检线功能。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。