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摘 要：煙草物流配送儲存的卷煙具有價值高、易燃等特點，因此加強煙草物流配送的防火是安防的重要工作之一。本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧用電系統(tǒng)，應用于物流園區(qū)，該系統(tǒng)由感知終端層網(wǎng)絡層應用層交百層組成。通過物聯(lián)網(wǎng)技術對物流園區(qū)電氣量進行數(shù)據(jù)追蹤與統(tǒng)計分析及時地發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設備的異常并上送預警信息，工作人員通過交互層遠程控制用電設備，達到消除潛在安全隱患的目的，實現(xiàn)用電設備的智能化管理。通過開展在功能性、非功能性、性能以及應用場景等方面的實驗驗證和試點建設，表明了該系統(tǒng)可以實時地監(jiān)控用電設備，有效地提升了用電設備的安全性、可靠性，降低了用電設備的事故發(fā)生率。 關鍵詞：煙草物流配送:物聯(lián)網(wǎng)；云計算；智慧用電；智能型電路保護空開。 0引言 根據(jù)國家及國家煙草總局頒布的節(jié)能減排、 降本增效指導思想，在智能制造新時代的帶領下，煙草物流應以創(chuàng)新利國家建設帶領和支撐升級發(fā)展,推進現(xiàn)代物流建設。加快建設智慧物流提升倉儲智能化水平實現(xiàn)智能化數(shù)據(jù)化，充分融合國家智能制造大方向。智慧物流指的是以信息技術為支撐,在物流的運輸、倉儲、包裝、裝卸搬運、流通加工配送、信息服務等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)智能化，就卷煙物流配送而言倉儲、分揀作為核心業(yè)務，涉及諸多設備、信息、管理等方面數(shù)據(jù)，為建設智能合儲提供了基礎。在一系列智能化改造過程中增加了大量的自動化設備提高工作效率的同時也增加了電氣設備引發(fā)火災的風險。因此，如何規(guī)避這些風險是從業(yè)者值得思考的問題。 近年來,物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)技術在信息技術方面取得了長足的進步,不少學者利用這些技術實現(xiàn)了設備的智慧化管理。有人提出了基于云技術和物聯(lián)網(wǎng)的綠色空調系統(tǒng)，實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測、空調、通風和溫度控制等功能，有效地降低了機房的能耗。有人通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術對燃煤火電廠中的人員管控、缺陷識別、門禁系統(tǒng)等方面進行改進和升級，以提高安全水平和效率。有人通過試驗證明了LoRaWan電力物聯(lián)網(wǎng)的架構可以對建筑能耗實現(xiàn)可觀的降低。有人通過物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術等新興技術搭建一個智慧用電監(jiān)控系統(tǒng)，對電氣參數(shù)進行監(jiān)控和預警，從而達到預警電氣火災的目的。 在上述背景下，本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧用電系統(tǒng),通過物聯(lián)網(wǎng)技術對物流園區(qū)電氣量進行數(shù)據(jù)追蹤與統(tǒng)計分析，及時地發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設備的異常并上送預警信息，工作人員通過交互層遠程控制用電設備,達到消除潛在安全隱患的目的,實現(xiàn)用電設備的智能化管理。而后通過實驗和試點建設驗證了該系統(tǒng)可以實時地監(jiān)控用電設備，有效地提升了煙草物流配送用電設備的安全性、可靠性，降低了用電設備的事故發(fā)生率。 1物聯(lián)網(wǎng)技術 如圖1所示“物聯(lián)網(wǎng)”是一個集合感知網(wǎng)、傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡，它通過各種信息傳感裝置將現(xiàn)實物品與網(wǎng)絡進行連接。使用互聯(lián)網(wǎng)技術的目的就是讓所有的現(xiàn)實物品與網(wǎng)絡進行連接，可以在網(wǎng)絡上對物品進行自動、實時地定位、識別、監(jiān)控等。因此物聯(lián)網(wǎng)主要有射頻識別技術、傳感器技術、智能技術和納米技術這四個關鍵性應用技術。 
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2.2智慧用電系統(tǒng)架構 本文設計的智慧用電系統(tǒng)架構如圖3所示。智慧用電系統(tǒng)的架構可以劃分為四個層次:感知終端層、網(wǎng)絡層、應用層、交互層。 感知終端層主要作用是信息感知與采集，主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器。RFID標簽、電壓電流傳感器等，是智慧用電系統(tǒng)的底層部分。技術方面，絕大部分傳感器技術基本成熟，可以做到實時在線準準探測，但在低壓斷路器方面卻是無法很好的滿足系統(tǒng)智慧用電管理的需求。 低壓斷路器是低壓配電系統(tǒng)中較重要的開關電器設備之一，在供配電系統(tǒng)中起著供配電線路的控制和故障保護的作用，對電網(wǎng)的安全，穩(wěn)定以及經(jīng)濟運行起著十分重要的作用。針對煙草物流配送儲存卷煙具有價值高、易燃等特點，需要加強防火工作，因此本文提出和設計了一種智能型電路保護空開(即俗稱的“空氣開關”)來替代微型斷路器，從而解決傳統(tǒng)空開安全的效率低、無法配合智慧用電系統(tǒng)的問題，提高煙草物流配送用電的安全性。
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圖4平臺多途徑推送用電狀態(tài) 高可靠性:在智慧電源箱內(nèi)置防雷模塊，具有可靠的防雷接地保護；對過流、過溫、過載、超負荷、短路、缺相等危險用電行為進行預警和保護，對線路接頭打火情況進行預警。 實時監(jiān)控性：系統(tǒng)可對每一用電回路的電流、電壓、功率、接頭溫度等用電指標參數(shù)情況進行實時監(jiān)測與預警。 （4）易管理性：電源自控技術、物聯(lián)網(wǎng)技術與報 警技術的集成，系統(tǒng)具有遠程實時監(jiān)測、控制、 預警、管理功能。集中管理、多級聯(lián)網(wǎng)、分析決策, 為客戶實現(xiàn)了安全用電、規(guī)范用電、節(jié)能用電、智慧用電的智能化管理。 （5）降低能耗、節(jié)能減排:對每一回路靈活設置分區(qū)、分時供電管理，以適應前端各種長期、臨時、 營業(yè)、非營業(yè)等情況下的供電需求，可對每一回路設置定時供電管理，減少不必要電力消耗。 （6）易維護性：前端設備單路故障斷電不影響其他回路工作，系統(tǒng)維護方便，即裝即用，簡化維護工作。 （7）高兼容性：安防工程的安全性和可靠性很 大程度上取決于所選設備的性能、質量。但高質量設備組合在一起，并不一定能構成高質量的系統(tǒng)，根據(jù)實際情況考慮設備相互間的兼容性，以保證系統(tǒng)的正常運行。 此外本系統(tǒng)還有著可擴展、操作簡便、易于掌握等特點。 3 試點應用分析 為了驗證本系統(tǒng)的有效性和適應性，廣西壯族自治區(qū)某公司自2021年9月起便從系統(tǒng)功能、性能、非功能性和實際應用性四方面開展了實驗驗證和現(xiàn)場的試點建設。試點建設分為試點推廣階段、分區(qū)域試點推廣階段、全物流園區(qū)推廣階段三個階段，經(jīng)過三個階段的應用與推廣，驗證了本文所提的智慧用電系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性。 首先對物流所有用電設備、設施的功率、 電壓電流等資料進行調研和收集；然后向市場采購已有的物聯(lián)網(wǎng)用電模塊進行更換配電箱的空開模塊;接著根據(jù)項目物流聯(lián)合工房的設備使用情況調整物聯(lián)網(wǎng)智慧用電模塊的靈敏度、各種閥值等參數(shù)，同時設計煙草專用物聯(lián)網(wǎng)智慧用電管理平臺軟件;然后通過調正參數(shù)和運行測試，在線實時監(jiān) 測所有用電情況，反復調試后，選取安全、穩(wěn)定、可靠的參數(shù)方案寫入硬件用電模塊，完成物聯(lián)網(wǎng)智慧用電管理平臺的開發(fā)，實現(xiàn)對該煙草公司物流園區(qū)重要用電設備設施的智能化監(jiān)測、管理、預警、控制等功能，實現(xiàn)高度集成的電源智慧管理。本文開發(fā)實現(xiàn)的智慧用電系統(tǒng)性能測試結果如表1所示。 ] 說明：故障電弧探測器和滅弧式保護器通過485接口連接網(wǎng)關，由網(wǎng)關上傳到平臺，一個網(wǎng)關下面可以接入30塊設備。 安裝實例
8.典型業(yè)績 中鐵某局安全用電管理云平臺 云南玉溪某電力安全用電管理云平臺 某地強制戒毒所智慧用電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 響水某畜牧改造安全用電管理系統(tǒng) 天津某電子有限公司安全用電管理云平臺 某冰川遺跡陳列館安全用電管理云平臺 承德某網(wǎng)絡科技有限公司安全用電管理云平臺 復旦大學某校區(qū)安全用電 廣東某能源科技有限公司安全用電管理云平臺 湖南某智慧消防科技有限公司安全用電管理云平臺 9結束語 電氣火災往往具有很強的隱蔽性，通過人工觀 察較難發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)生火災，煙草物流工作人員的生命財產(chǎn)安全將受到巨大威脅。本文為消除煙草物流配送潛在的安全隱患，設計和開發(fā)了煙草專用物聯(lián)網(wǎng)智慧用電管理云平臺系統(tǒng)。 同時，以物聯(lián)網(wǎng)技術的輕簡化、實用化以及運營成本低為前提，以成熟技術和產(chǎn)品作為支撐，針對性的根據(jù)物流園區(qū)用電設備提岀技術集成方案,具有很強的安全性。智慧用電系統(tǒng)能在火災事故初期發(fā)岀警報，即使沒有工作人員值班也能通過手機APP發(fā)出對應事故警報(如開關漏電、線路過載等)，適宜于煙草行業(yè)所有的用電設備并進行推廣。 |
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