稳态强磁场电源移动监控系统设计.pdf
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1、 仪 表 技 术 与 传 感 器Instrument Technique and Sensor2024 年第 3 期基金项目:合肥综合性国家科学中心资助收稿日期:2023-08-24稳态强磁场电源移动监控系统设计陈庆武1,2,3,王 灿2,3,徐烟红2,3,陈文革2,31.安徽大学物质科学与信息技术研究院;2.中国科学院强磁场科学中心;3.强磁场安徽省实验室 摘要:针对稳态强磁场28 MW 高稳定度电源系统的监控需求,设计一种移动电源监控系统,移动端设备通过 Web 服务器与基于 LabVIEW 编程的监控上位机通信,实时监测电源系统设备的关键运行数据和报警信息,随时远程遥控电源系统设备。以移
2、动设备作为客户端,解决了电源监控系统便携性差,无法及时发现突发状况的问题,能够降低人力资源成本与时间成本,提高安全性。经测试,此移动监控系统稳定可靠。关键词:远程监控;LabVIEW;Web 服务器;移动端中图分类号:TP311 文献标识码:ADesign of Power Supply Mobile Monitoring System at SHMFFCHEN Qingwu1,2,3,WANG Can2,3,XU Yanhong2,3,CHEN Wenge2,31.Institute of Physical Science and Information Technology,Anhui U
3、niversity;2.High Magnetic Field Laboratory,Chinese Academy of Sciences;3.High Magnetic Field Laboratory of Anhui ProvinceAbstract:To cater to the monitoring requirements of a 28 MW highly stabilized power supply system under steady-state strong magnetic fields,a mobile power monitoring system was de
4、signed.The mobile device communicated with the monitoring host through a Web server,enabling real-time monitoring of key operational data and alarm information from the power supply system.It allowed remote control of the power supply system equipment at any time.By utilizing mobile devices as clien
5、ts,this system ad-dressed the limitations of portability and timely detection of unforeseen circumstances in power monitoring systems.It effectively reduced costs in terms of human resources and time,while enhancing safety.Through rigorous testing,this mobile monitoring sys-tem has demonstrated stab
6、ility,reliability,and significant practical value.Keywords:remote monitoring;LabVIEW;web server;mobile terminal;0 引言稳态强磁场实验装置是我国自主研制的能提供稳态强磁场实验条件的国家重大科技基础设施,其包含水冷磁体系统、超导磁体系统、混合磁体系统、技术装备系统及实验测试系统等1。28 MW 高稳定度电源系统是水冷磁体的核心技术装备系统之一,由 2 组 14 MW 电源并联组成,每组电源额定输出电压 700 V,额定输出电流 20 kA,输出电流稳定度优于 10 ppm(1 ppm=
7、10-6)。每组电源由10 kV 高压开关柜、整流变压器、无功补偿器、可控硅整流桥、滤波系统、换向开关及母排、控制保护系统及后台监控系统等构成。电源监控系统用于对电源的运行数据实时监测,对电源子系统及各设备的运行状态实时监控,一旦电源设备或磁体出现故障,控制保护系统须立即执行相对应的保护动作,避免造成设备或磁体的损坏2。因此电源监控系统对电源和磁体的稳定可靠运行、实验故障排查解决具有非常重要的意义。现有电源监控系统安装在中央控制室,只有在控制室才能观察到实验数据与运行信息,因而运行人员需要一直在中央控制室现场监守和操作。随着强磁场装置用户数量和实验机时的不断增加,工作日平均实验机时已达到 12
8、 h 以上,这对电源运行人员的工作量和工作任务都提出了较高要求。为了降低电源运行人员的工作量,能随时随地掌控电源的运行状态,对实验和电源设备的突发状况能及时发现和处理,降低电源运行过程中的安全隐患,本文设计了稳态强磁场电源移动端远程监控系统,让运行人员可以随时随地在移动端设备上查看电源运行的关键数据和运行状态(电压、电流、报警记录等),并通过移动端设备对电源系统设备进行遥控,快速解决电源运行过程中的故障,提高电源运行效率和实验效率。26 第 3 期陈庆武等:稳态强磁场电源移动监控系统设计 1 研究背景1.1 监控对象电源监控系统的监控对象主要包括 2 组 14 MW整流电源系统和 10 kV
9、开关柜。每组整流电源系统由8 台电源柜体组成:4 台整流电感柜、1 台滤波电容柜、1 台有源滤波柜、1 台 DCCT 柜、1 台控制保护柜,S7-300 PLC 作为整流电源系统的主控制器起到保护和控制作用。电源系统共计 6 台 10 kV 开关柜,CB0 开关柜为 10 kV 母线的总进线开关,CB1、CB2 分别是10 kV 母线接入 2 组电源的开关,CB3CB5 是 3 组无功补 偿 PFC 设 备 的 开 关,由 微 机 综 保 测 控 装 置(PSC691、PST693)采集开关柜的数据,对整流变压器、无功补偿电容器的运行状态进行监测,对每台开关柜的电压、电流等参数进行采集。CB1
10、 和 CB2 开关柜还同时执行 2 组电源的故障分断保护。1.2 监控系统的组成现有电源监控系统以 300PLC 和开关柜综保装置作为下位机,负责采集电源和开关柜的数据,控制分合 10 kV 真空断路器、分合油泵、PLC 远程复位、系统本/远控切换。上位机使用 LabVIEW 编程的监控界面,负责与下位机通信,展示获取的电源运行和状态数据,并下发遥控命令至下位机,实现遥控功能。本文以现有电源监控系统为基础,通过 Web 服务器,设计实现电源移动监控系统3。移动端同时使用C/S(客户端/服务器)结构与 B/S(浏览器/服务器)结构4,C/S 结构中以 Android APP 为客户端。电源监控系
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