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动环监控系统调研报告

hanghai tian

13 Jun 2026 • 阅读时间 7 分钟

动环监控系统调研

文档版本: V1.0
编写日期: 2026-06-12
类别: 技术调研

1. 概述

1.1 定义

动环监控系统（Power & Environment Monitoring System，PEMS）是对通信机房、数据中心、工业现场（煤矿、电力等）的动力设备（供配电、UPS、蓄电池、发电机组等）和环境参数（温湿度、漏水、烟感、门禁、视频等）进行实时监测、控制、告警和管理的综合自动化系统。

核心目标： 保障关键设施安全稳定运行，实现无人值守或少人值守。

1.2 发展历程

阶段	时间	特点
起步	1990s	分立仪表 + RS232/RS485 点对点采集，无统一平台
联网	2000s	Modbus/SNMP 为主，单中心集中监控，C/S 架构
标准化	2010s	YD/T 1363 等国标出台，组态软件普及，支持 WEB/APP
智能化	2020s至今	AI 预测、数字孪生、边缘计算、物联网云平台

2. 监控对象分类

类别	具体内容	煤矿场景特殊说明
供配电	市电进线、配电柜、电压/电流/功率、谐波、功率因数	井下需防爆配电柜
UPS	输入/输出参数、旁路状态、电池电压/内阻/负载率	双路供电保障
蓄电池	单体电压、内阻、容量、充放电电流	井下电池需防爆认证
空调	回风/送风温度、压缩机状态、告警	井下用防爆空调或水冷
温湿度	各区域温湿度、露点	井下可能达 90% 湿度
漏水	定位式漏水绳、点式漏水探头	井下排水监测联动
烟感/温感	烟雾浓度、温度异常	可与井下消防联动
门禁	门状态、刷卡/指纹/人脸、防胁迫	井下重要硐室门禁管理
视频	网络摄像机、NVR，联动抓图	矿用防爆摄像仪
发电机	油位、转速、电压、输出功率	备用电源保障
新风/排风	风机状态、风压、CO₂ 浓度	煤矿通风系统关键参数
气体监测	CH₄、CO、H₂S、O₂	与安全监测系统(KJ系列)对接

3. 硬件设备

设备类型	说明	常见接口
智能采集器 (RTU/DTU)	传感器信号数字化，协议转换	RS232/485, Ethernet, 4G/NB-IoT
多功能电表	三相电力参数测量+谐波分析	RS485, Modbus-RTU, DL/T645
温湿度传感器	室内/室外型，精度±0.3℃/±2%RH	0-10V, 4-20mA, RS485
漏水检测	漏水控制器+感应绳/定位模块	干接点, RS485
烟感探测器	光电/离子式	开关量
门禁控制器	单门/多门，IC卡/指纹/人脸	RS485, TCP/IP
摄像头	高清网络球机/枪机，POE	RJ45, ONVIF
环境监控一体机	集成屏幕+IO，本地显示+采集	触摸屏+多种 IO
蓄电池巡检仪	在线监测单体电压、内阻、温度	RS485, CAN
智能 PDU	机架式电源分配，每路电流监测+通断	SNMP, Modbus TCP
防爆传感器	矿用本安型传感器	4-20mA, CAN, RS485
边缘计算网关	本地判断告警、联动，断网运行	多协议汇聚+上云

4. 软件平台架构

4.1 架构演进对比

架构	优点	缺点	适用场景
C/S (传统)	实时性好，适合大量采集	部署麻烦，跨平台差	单数据中心
B/S (主流)	跨平台，PC/手机/大屏	依赖网络	多站点集中管理
组态软件	图形化拖拽，驱动库丰富	定制成本高	工业现场定制
边缘计算	本地联动，断网可用	管理复杂	煤矿/井下场景

4.2 系统总体架构

┌────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    云平台 / 运维中心                                │
│  (Web界面、报表、AI分析、远程控制、APP)                             │
└──┬───────────────────────────────┬────────────────────────────────┘
   │  HTTPS/WebSocket               │  4G/NB-IoT/光纤
   ▼                               ▼
┌──────────────┐           ┌──────────────┐
│  区域汇聚主机  │           │  区域汇聚主机  │
│  (B/S 服务器)  │           │  (B/S 服务器)  │
└──┬──────┬─────┘           └──┬──────┬─────┘
   │      │  RS485/TCP/IP      │      │
   ▼      ▼                    ▼      ▼
┌──────┐ ┌──────┐        ┌──────┐ ┌──────┐
│ 采集  │ │ 采集  │        │ 采集  │ │ 采集  │
│ 单元  │ │ 单元  │        │ 单元  │ │ 单元  │
└─┬─┬──┘ └─┬─┬──┘        └─┬─┬──┘ └─┬─┬──┘
  │ │      │ │             │ │      │ │
  ▼ ▼      ▼ ▼             ▼ ▼      ▼ ▼
┌──┐┌──┐  ┌──┐┌──┐     ┌──┐┌──┐  ┌──┐┌──┐
│感││智│  │感││智│     │感││智│  │感││智│
│应││能│  │应││能│     │应││能│  │应││能│
│器││设│  │器││设│     │器││设│  │器││设│
│  ││备│  │  ││备│     │  ││备│  │  ││备│
└──┘└──┘  └──┘└──┘     └──┘└──┘  └──┘└──┘
(温湿度)(UPS)(烟感)(空调) (门禁)(电表)(发电机)(摄像头)

4.3 煤矿井下动环监控架构

                    ┌──────────────────────────┐
                    │  地面调度中心             │
                    │  (综合管控平台)           │
                    └──────────┬───────────────┘
                               │ 万兆光纤环网
                               │
                    ┌──────────▼───────────────┐
                    │  地面变电所 / 机房         │
                    │  (UPS/空调/配电/温湿度)    │
                    └──────────┬───────────────┘
                               │
          ┌────────────────────┼────────────────────┐
          │                    │                    │
  ┌───────▼───────┐   ┌───────▼───────┐   ┌───────▼───────┐
  │ 井下中央变电所  │   │ 井下水泵房     │   │ 井下采区配电点 │
  │ 防爆高压柜     │   │ 排水泵状态    │   │ 本安传感器    │
  │ 防爆低压馈电   │   │ 水位监测      │   │ 温湿度/气体   │
  │ 防爆UPS       │   │ 流量监测      │   │ 防爆摄像仪    │
  │ 温湿度/烟感   │   │ 电动阀门     │   │ 门禁控制     │
  └───────────────┘   └───────────────┘   └───────────────┘

5. 主要通信协议

协议	类型	典型应用
Modbus RTU / TCP	串行/以太网	智能电表、UPS、温控器、RTU
SNMP v1/v2c/v3	以太网	交换机、路由器、智能 PDU、UPS
BACnet	以太网	楼宇自控（空调、照明）
DNP3	串行/以太网	电力自动化（配电站）
DL/T645	串行	中国多功能电表（电监局标准）
IEC 61850	以太网	数字化变电站、煤矿智能供电
OPC DA / UA	以太网	组态软件互操作，上层集成
M-Bus	串行	热量表、水表、气表
私有协议	各厂家	维谛、华为、中兴力维等
MQTT / CoAP	物联网	边缘网关到云平台上传

协议选型建议

场景	推荐协议
现场传感器/仪表	Modbus RTU（RS485 总线）
网络设备/智能 PDU	SNMP
楼宇空调/照明	BACnet
电力计量仪表	DL/T645
组态软件集成	OPC UA
边缘→云平台	MQTT

6. 主要厂家

6.1 国内厂家

厂家	代表产品	主要领域
维谛技术（Vertiv）（原艾默生）	Trellis, RDU 监控主机	通信/数据中心一体化龙头
华为	NetEco, iManager M2000	通信电源+动环+DCIM 生态
中兴力维	iView, ZSmart DCIM	电信级动环，强在通信基站
共济科技	CM 系列, 机房监控软件	金融/政府数据中心
大唐电信	动力环境监控系统	基站/机房，服务运营商
深圳英维克	XRow, 微模块监控	精密空调+动环一体化
上海安科瑞	Acrel-6000	电力监控仪表+能源管理
广州杰创	JET-EMS	智慧城市、IDC 机房
陕西通茂 / 北京易智	煤矿专用动环	井下防爆传感器，瓦斯联动

6.2 国外厂家

厂家	代表产品	特点
施耐德（Schneider）	EcoStruxure IT, StruxureWare	全球数据中心能效管理领导者
西门子（Siemens）	Building X, Desigo CC	楼宇自控+工业环境
罗克韦尔（Rockwell）	FactoryTalk Energy	工业环境（含煤矿）集成
霍尼韦尔（Honeywell）	WEBs	消防+环境监控

7. 煤矿场景特殊要求

维度	要求
防爆等级	井下传感器需 Ex d I / Ex ib I（本安型）
供电保障	双路供电 + UPS + 发电机
瓦斯联动	CH₄ 超限 → 自动断电、撤人
安全监测对接	需与 KJ95/KJ102 等瓦斯监控系统对接
视频联动	报警时自动弹出对应区域视频画面
长距离传输	光纤环网（千兆/万兆）+ 隔爆交换机
环境适应性	高湿度（可达 90%）、粉尘、振动

8. 总结

动环监控系统已从简单的传感器采集演变为综合化的物联网管控平台。在煤矿领域，它不仅管理动力和环境，还需融入安全生产（瓦斯、通风、排水）和智慧矿山整体架构。

当前主流方案： 边缘网关 + 云平台 + AI 分析

硬件趋势： 高可靠、防爆、易维护

软件趋势： B/S 化、可视化、可扩展

厂商格局： 国内厂商在通信基站和数据中心领域占主导，煤矿专用市场由传统安全监测厂商和系统集成商共同覆盖。