寧夏寧東供熱有限公司 張 鈞

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸煤設(shè)備巡檢管理系統(tǒng)

寧夏寧東供熱有限公司 張 鈞

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。本文針對某電廠輸煤設(shè)備巡檢保養(yǎng)的特點(diǎn)，結(jié)合輸煤設(shè)備檢修保養(yǎng)規(guī)程，采用RFID，WIFI， GPS，GPRS等典型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了輸煤設(shè)備巡檢保養(yǎng)的數(shù)字化與智能化，成功地將下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到某電廠。與目前全社會正在推廣的“智能電網(wǎng)”概念不同，我們是在電力的生產(chǎn)階段，逐步實(shí)現(xiàn)了“感知設(shè)備、智能檢修”。該系統(tǒng)可以很好地解決現(xiàn)有巡檢管理工作中的一些不便與不足，大大提高管理的質(zhì)量和效率。

整個巡檢方案利用RFID技術(shù)或公共通訊網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行人員定位和巡檢數(shù)據(jù)傳輸， 操作人員可以利用就地RFID超高頻讀卡器反饋位置信息，或者通過手持智能終端接收衛(wèi)星發(fā)來的定位數(shù)據(jù)，計算出自身所處地理位置的坐標(biāo)。經(jīng)過處理后與系統(tǒng)地圖客戶端上的電子地圖匹配，在地圖上顯示坐標(biāo)，清楚和直觀的掌握人員的動態(tài)位置信息。 同時，遍布于輸煤現(xiàn)場的RFID讀卡器以及無線網(wǎng)絡(luò)，可將大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)及時有效的反饋至服務(wù)器，便于管理人員作出決策和查詢。此外，該方案為每一臺設(shè)備安裝有RFID標(biāo)簽，并建有完善的后臺數(shù)據(jù)庫，透過唯一的標(biāo)示符，讓巡檢人員必須親自到現(xiàn)場才可以讀取RFID識別碼，從而約束工作人員的到位巡檢，同時為輸煤現(xiàn)場所有設(shè)備的全生命周期管理提供了可能。

1. 系統(tǒng)原理

系統(tǒng)由RFID手持智能終端、RFID標(biāo)簽、超高頻RFID讀卡器以及系統(tǒng)管理平臺利用現(xiàn)場WIFI或GPRS網(wǎng)絡(luò)組成一個實(shí)時巡檢管理系統(tǒng)。輸煤現(xiàn)場利用WIFI或GPRS實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，并在輸煤現(xiàn)場均勻分布超高頻RFID讀卡器。所有人員佩戴RFID有源標(biāo)簽，作為身份識別和權(quán)限授予的依據(jù)，巡檢人員在巡檢時還需攜帶RFID手持終端，只需使用該終端讀取設(shè)備的RFID標(biāo)簽，即可獲知設(shè)備類型以及歷史故障信息，該終端可自動向管理中心通過WIFI或GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送巡檢信息。同時，就地分布的超高頻RFID讀卡器將人員的位置信息反饋至服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)人員的實(shí)時定位。巡檢人員將現(xiàn)場的巡檢數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器后，技術(shù)人員和管理人員就反饋回來的故障信息做出維修決策，并予以發(fā)布。此外，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫可以保留輸煤現(xiàn)場所有的設(shè)備全生命周期的檢修保養(yǎng)數(shù)據(jù)，并提供參數(shù)自動統(tǒng)計和報表生成與分析?，F(xiàn)場人員只需讀取設(shè)備的RFID標(biāo)簽，即可獲知設(shè)備詳細(xì)數(shù)據(jù)以及歷史檢修保養(yǎng)記錄，管理人員也可以通過相應(yīng)的客戶端軟件調(diào)取設(shè)備數(shù)據(jù)信息。 圖1為輸煤設(shè)備巡檢系統(tǒng)。

圖1 輸煤設(shè)備巡檢系統(tǒng)

圖1中，設(shè)備安裝無源RFID標(biāo)簽，巡檢人員則佩戴有源RFID標(biāo)簽并攜帶手持智能終端進(jìn)入現(xiàn)場。所有巡檢產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過建立的無線網(wǎng)絡(luò)回傳至服務(wù)器，并建立后臺數(shù)據(jù)庫，為下一步的分析與決策提供原始數(shù)據(jù)。

2. 設(shè)備巡檢流程

巡檢人員在外出巡檢時，攜帶手持終端巡檢器，自動或者手動向控制中心發(fā)送信息，匯報當(dāng)前巡檢人員所檢查設(shè)備的故障信息，如發(fā)現(xiàn)故障，則把故障類型、設(shè)備編號并結(jié)合當(dāng)前的手持設(shè)備終端RFID信息發(fā)送至控制中心。技術(shù)人員根據(jù)故障類型與嚴(yán)重程度做出維修計劃供維修班執(zhí)行。同時，系統(tǒng)為輸煤現(xiàn)場每一臺設(shè)備建立了檢修保養(yǎng)臺賬，管理人員可隨時調(diào)取任意一臺設(shè)備的檢修保養(yǎng)歷史，并生成報表。并按管理要求作各類分析，包括故障統(tǒng)計，歷史參數(shù)分析等。此外，管理人員可將制定的巡檢計劃導(dǎo)入控制系統(tǒng)，并設(shè)置巡檢周期。系統(tǒng)可按照巡檢計劃或巡檢要求，對巡檢的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行自動比對，判斷巡檢是否合格或自動篩選出沒有按計劃巡查的設(shè)備。同時，系統(tǒng)具備的定時提醒功能，定時發(fā)出巡檢和保養(yǎng)周期性提醒，避免了人為疏漏，導(dǎo)致的漏檢、錯檢。

①巡檢員按照檢修巡檢規(guī)程，完成巡檢計劃，如發(fā)現(xiàn)“給煤機(jī)內(nèi)有積煤，減速機(jī)內(nèi)油位低”故障，通過手持智能終端將故障信息發(fā)送至服務(wù)器。②控制中心接收機(jī)接收到上報信息并存儲。系統(tǒng)對接收機(jī)收到的信息通過上位機(jī)軟件進(jìn)行讀取，分解出故障發(fā)生的時間、地點(diǎn)、設(shè)備類型、發(fā)現(xiàn)者，并把這些數(shù)據(jù)信息自動存儲至服務(wù)器，技術(shù)人員將接收到的故障信息作為是否維修的判斷依據(jù)，并發(fā)布至檢修班組網(wǎng)絡(luò)顯示大屏。③安裝在檢修班組的顯示大屏將派工單動態(tài)地顯示，相應(yīng)的維修人員按照派工單攜帶維修工具至待維修設(shè)備。④維修員在維修工作結(jié)束后，按照派工單指示，征求驗(yàn)收員的驗(yàn)收意見，驗(yàn)收員負(fù)責(zé)監(jiān)督驗(yàn)收現(xiàn)場維修工作并將消除故障信息發(fā)送至服務(wù)器。⑤技術(shù)人員在收到故障已消除的信息后，記錄備案，以便后期查詢。

在系統(tǒng)運(yùn)行階段，不同級別的管理人員可依照系統(tǒng)授予的權(quán)限，查詢現(xiàn)場實(shí)時數(shù)據(jù)，復(fù)現(xiàn)巡檢人員巡檢路線以及查詢各設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)和報表。系統(tǒng)通過對現(xiàn)場采集的巡檢信息、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)自動匯總與保存，可生成完善的分析報表，使管理者在第一時間輕松獲得真實(shí)完整地巡檢計劃實(shí)施情況，以科學(xué)化，信息化的管理模式對巡檢工作和巡檢人員管理，保證了生產(chǎn)設(shè)施巡檢工作的質(zhì)量。提高了巡檢、保養(yǎng)、維修效率，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備的智能聯(lián)網(wǎng)。

3. 人員定位與危險識別

輸煤現(xiàn)場往往設(shè)備種類繁多，且多為大型機(jī)械，具有一定危險性，因此，如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員實(shí)時定位以及危險區(qū)域識別，本文提出了如下方案。

系統(tǒng)通過超高頻RFID讀卡器，實(shí)時讀取現(xiàn)場工作人員的屬性數(shù)據(jù)和位置信息，可在畫面實(shí)時顯示當(dāng)前輸煤現(xiàn)場的所有人員的姓名、崗位和當(dāng)前位置。并提供危險環(huán)境報警，例如，工作人員誤入危險區(qū)域，系統(tǒng)可在監(jiān)控畫面顯示報警信息，并在就地通過音頻設(shè)備，發(fā)出報警鈴聲，提示工作人員遠(yuǎn)離危險區(qū)域。系統(tǒng)所配備的數(shù)據(jù)服務(wù)器具備大容量存儲能力，可將所有巡檢人員或指定巡檢人員在設(shè)定時間內(nèi)的巡檢軌跡進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，有效避免個別巡檢員巡檢不到位的情況。

4. 可視化故障維修

輸煤現(xiàn)場中，個別設(shè)備被安裝在空間狹小，維修條件惡劣的環(huán)境中。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，現(xiàn)場無法容納多名維修人員，不便于進(jìn)行故障診斷，最后不得不將故障設(shè)備從安裝工位拆解以便維修人員聯(lián)合診斷。而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可輕松實(shí)現(xiàn)故障的可視化診斷與維修?，F(xiàn)場只需少量維修人員佩戴裝有wifi攝像機(jī)和語音對講器的頭盔，利用布設(shè)于現(xiàn)場的wifi基站，將視頻和語音信號傳輸至維修班組或故障診斷小組，即可是實(shí)現(xiàn)故障的遠(yuǎn)程可視化維修診斷。大大提高維修效率和維修水平。同時，系統(tǒng)也可將視頻與語音數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，為以后的故障檢修提供寶貴的資料與經(jīng)驗(yàn)。

5. 小結(jié)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸煤現(xiàn)場設(shè)備以及設(shè)備巡檢、人員定位與危險識別等領(lǐng)域很好的應(yīng)用與拓展，在海量數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)輸煤現(xiàn)場設(shè)備在線診斷、遠(yuǎn)程可視化維修等功能，通過互聯(lián)互通以及實(shí)時的數(shù)字化的展示最終實(shí)現(xiàn)智慧電廠。