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百读不厌造句:基于物联网技术的电力安全工器具系统研究

时间: 2018-12-05阅读:

摘要:针对电力安全工器具管理现状,阐述了以物联网技术为核心的电力安全工器具系统的解决方案,解决了目前存在的采用传统柜式存储存取不便、借入借出以及检验依赖纸质文档且缺乏规范、大批量工器具定期检查缺乏有效监管、工器具状态无法远程监控、同一批次工器具使用频率不一致导致损耗差异大等问题。满足了国家电网规范化、智能化的管理需求。

关键词:物联网;安全工器具

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)06-0036-02

安全是电力生产的第一要素,一旦发生安全事故,伤害将难以弥补,而安全工器具是电力职工进行日常操作/维护的必备用品,确保工器具的安全性尤为重要。目前的电力安全工器具系统仍存在诸多缺陷,例如使用传统柜式存储,存取和查询不便;借入借出检验依赖纸质文档和人工管理,各种工器具使用权限模糊,规范化程度低;大批量工器具定期检查/保养缺乏有效的监管机制,超期未检、漏查情况时有发生;运维部门无法远程监控和查询各变电站(无人值守变电站最为典型)的工器具状态,无法及时制定维护策略;相同批次工器具由于使用频率不一致导致损耗差异大等。因此构建先进的基于物联网技术的电力安全工器具管理系统,实现管理信息化、可视化、远程化、规范化具有重要意义。

1基于物联网技术的电力安全工器具系统分层架构

电力安全工器具管理系统采用先进的物联网技术,集射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)、视频监控、红外感应、嵌入式控制等技术于一体,对工器具进行智能规范化的管控,是物联网的典型应用。系统架构遵循物联网三层结构:感知层、网络层和应用层。感知层负责信息采集与鉴别,包括人员/32器具进出库信息采集、庫房环境信息采集、智能电动密集架仓储信息等。感知层数据经网络层进行传递和处理;应用层面向用户,针对系统管理员、库房管理员、维修作业员等多种角色,系统提供PC Web和移动终端系统,负责各种类型作业数据的输入/输出以完成各项工作。

2实现结构

根据国家电网相关标准结合上海某电力库房的具体需求和实施部署要求(系统部署在多个工作间),整个系统的实现结构图如图1所示。系统从功能上可划分为:环境调控、内部操作间(监控)、智能密集架仓储、烘干平台、检验平台、人员出入库监测等。

人员出入库监测可通过人脸/指纹/门禁卡三合一门禁识别系统,同时配合红外监测和视频录像技术,实时监控人员(含工器具)进出;智能环境调控满足国家电网对电力库房恒温恒湿等的要求,可进行温湿度数据、设备电流状态数据、烟雾数据、高温极限数据、红外防盗数据、水漫数据、继电保护数据等的采集,并控制热风机、空调、照明灯、排气扇、除湿机、报警系统等设备开始/停止工作,实现环境自动调控与警报;智能电动密集架仓储,取代传统储物柜,结合RFID超高频电子标签智能识别技术,实现智能化的工器具查询和存取。

系统中的嵌入式底层控制板均采用类似的硬件架构,其中,环境调控主控板、电气控制板、智能密集架主控板和节点板、烘干平台操作按键板和烘干设备控制板,均采用飞思卡尔MC9S08DZ60作为主控芯片,该芯片外设资源丰富且内置控制器局域网络(Controller Area Network,CAN),应用十分广泛。出入库RFID识别,通过四通道RFID读写器进行控制。

3系统控制软件设计

管理系统实现全自动标准化的工器具生命周期管理(从申购、审批、领取、使用、存储、试验、报废)、库房环境调控、烘干/检验平台控制、电动密集架控制、视频监控等功能。软件分为C/S软件(基于.NET平台,使用C#实现)和B/S软件(使用PHP实现)两部分,使用SQLServer数据库进行数据存储。软件设计采用典型的三层架构,分为基础数据层、系统服务层和应用层。基础管理层操控数据库和各硬件设备。系统服务层提供工器具安全预警/登录验证/授权等服务。应用层同时提供PC WEB和移动终端管理系统,提供各种管理功能。软件功能模块包括:工器具生命周期管理、环境调控管理、烘干平台管理、检验平台管理、智能密集架管理等。

4管理系统工作流程

系统启用前,工器具管理员在系统中注册工器具并配置权限,对工器具统一编码、配置基本属性(如设备编号、类型、责任人等),建立一对一绑定关系表将工器具与每个RFID标签绑定,为系统运行提供基础数据。正常工作时,基本工作流程如下:

1)工作负责人通过系统开具带电工作票,作业员携带工作卡以及个人身份卡至库房。作业员走近库房大门,通过门禁系统识别其身份,符合权限则准人否则拒入。准入,则系统启动视频监控,对工作区域进行监控。工作人员根据工作任务中所列工器具清单和存放位置,从电动密集架中,取出所需要的工器具。系统自动统计出库品类型、数量、领取人、时间等信息并上传至远程数据库,方便管理查询。同时对库存状态进行调整。

2)作业员进入检验平台,依次检验每个工器具的信息,是否合格,不合格需要及时更换。

3)作业员出库,经过库房大门时,系统通过RFID读卡器自动读取即将带出库的所有工器具信息,并依次进行语音播报。

4)作业员操作完成,首先进人烘干平台,将工器具进行清洁、烘干,然后将归还的物品置于指定区域,根据归还物品清单,将物品归还原位,系统自动更新库存状态。归还过程中一旦出现违规操作,比如工作人员归还数目与实际借出数目不符等,系统及时将违规信息以短信方式发送给指定负责人。

5)工作负责人在内部操作间,可以查看实时监控视频画面,或通过手机在线查看视频监控,并可通过对讲系统,发号施令。

5技术要领与创新

1)智能电动密集架存储,集多功能于一体,兼容电脑/电动/手动控制方式,且每个柜体都装有显示触摸屏,方便工具器的查询与存取,集约高效。底层密集架控制板使用CAN网络通信,稳定可靠。

2)先进的移动终端管理,每个工器具上都内置柔性RFID标签和防水二维码标签。RFID技术的引人实现了工器具管理的信息化和无纸办公。系统既可使用RFID手持机查询工器具状态,也可随时随地手机扫码查询工器具状态、过期时间等,方便快捷。

3)工器具试验智能提醒与监控。工器具负责人在后台设置工器具的试验周期、日期、提醒方式、提醒人员等,系统会根据要求自动发送提醒信息,过期未试验也会向负责人发送警示信息,避免人员疏忽导致的安全隐患。

4)系统嵌入了一套工具器使用损耗优化算法,根据每次使用时长、使用次数等数据,生成一个损耗因子,每次根据损耗因子选择使用的工器具,确保同一批次的工器具损耗值相当,防止工具使用不均或过度使用。

5)智能环境调控,远程操控和自动控制兼容。远程模式,可通过手栅远程主机实时查看/控制环境参数;脱离远程主机时,可以按预定程序自动控制。

6)使用人脸/指纹/门禁卡三合一门禁识别系统,确认操作权限,防止越权操作。同时辅以高清实时视频监控,实时监控人员动作。

7)故障预警与检修策略改进。电力故障数据是电力数据的重要组成,通过工具票数据统计分析,挖掘异常故障分布,针对性的跟踪设备运行状态,剖析潜在的不安全因素,可以协助运维人员进行安全评估和故障预警与诊断,同时利用历史信息指导设备检修。

6结论

本文阐述的电力安全工器具系统设计理念先进,在满足国网标准前提下,解决了现有系统的多种问题,具有智能、远程可控、标准化等特点,通过电动密集架仓储、智能环境调控、智能检验/烘干平台、RFID出入库监测、门禁与实时视频监控、移动终端管理等技术创新,使得工器具使用更加规范、高效和安全。

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