MS300A條碼巡檢系統在桐柏抽水蓄能電站的應用

王建忠

（華東桐柏抽水蓄能發電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

0 概述

華東桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺縣境內，距天臺縣城約7km，是一座日調節純抽水蓄能電站，安裝有4臺單機容量為300MW的可逆式水泵水輪機和發電電動機組，總裝機容量為120MW，在華東電網中擔負調峰、填谷、調相、調頻及事故緊急備用等任務，電站的主設備均從國外進口，基于抽水蓄能的特性，設備復雜、且較分散，電站的運行管理是按照無人值班模式進行設計。目前地下廠房已無人值班，只有在離廠房1km外的營地中控室有1名運行人員執行監盤及開、停機任務，全廠所有設備的操作、巡檢、工作票許可及事故處理全由5名ON—CALL人員完成，在這種運行模式下，巡檢的到位情況、巡檢質量、實時數據的采集就顯得非常重要，MS300A條碼巡檢系統起到關鍵作用。

兩票三制是電站運行的根本，設備的巡檢是一項最基本，也是最重要的工作，高水平的巡檢能夠將很多事故消滅在萌芽狀態，常規水電站會在設備現場放置設備巡檢薄，運行人員每班都要巡檢并記錄巡檢情況，每月的精細巡檢還要帶上精細巡檢卡，逐項對照設備巡檢并填寫數據、這種巡檢方式需要花費大量的人力、精力和時間，且數據分析統計較難，同時缺少對運行人員巡檢時信息的提示，難以保證巡檢質量，易出現漏檢、錯檢等現象。

MS300A條碼巡檢系統是通過運行人員攜帶便攜式數據采集器讀取貼在需巡檢設備上的條形碼，自動輸入該設備的相關信息（包括模擬量、數字狀態量等）、運行巡檢人員也可手寫有些數據信息，再由數據采集器根據預先設計好的程序判斷輸入的信息是否正確并給出提示，巡定檢結束后，將數據采集器中的所有巡檢數據傳輸給系統工作站，通過該工作站軟件和網絡查詢軟件，全公司人員都可以查詢巡檢情況，得到相關數據的統計、分析、報表和對故障數據或缺陷等進行的巡檢分析報告等。

1 系統結構

MS300A條碼巡檢系統由現場各種需巡檢的設備條形碼、數據采集器（掌上電腦）、數據管理工作站和數據庫服務器等組成，其連接關系見下圖1。

圖1 系統結構圖

桐柏電站的設備巡檢主要按場所進行劃分，地下廠房為一個系統，上、下庫及營地為另一系統，所以在地下廠房值班室和營地ON-CALL室各設有值班員條形碼工作站。管理員工作站和數據庫服務器分別位于運行分場和網絡機房，用于下達任務和接收數據，系統的操作權限分為3級，第一級為運行巡檢人員，其權限為讀取和輸入現場設備的狀態和數據，并通過值班員條形碼工作站將數據送入服務器，既不能改動數據采集器程序，也不能修改數據庫結構；第二級為管理員級，ON-CALL作為管理員經有權修改數據采集器所采集的數據內容，修改后的軟件經測試可下載到工作站；第三級為技術管理級，該級可通過Web瀏覽巡檢數據庫輸出的各種參數、文件等，以便及時掌握設備運行狀態，做出正確決策。

2 系統功能

根據桐柏電站設備的實際情況，該系統主要有五大功能：巡檢實施、數據通信、數據查詢統計分析及報表、資料修改等。

（1）巡檢實施

通過數據采集器讀取條碼后輸入相關信息即采集數據，在利用數據采集器進行設備巡檢時，先要選擇巡檢路線，最大支持10條巡檢路線，目前設置了6條巡檢路線，合理、科學的巡檢路線是保證巡檢質量的前提，再進行員工的選擇，只有具備巡檢資格的人才能進行巡檢，再開始讀取現場設備的條形碼，便攜式數據采集器馬上就顯示出此處設備需巡檢的項目，各參數的上限和下限數值，也可查到歷史數據，同時可以由運行巡檢員在條碼掃描輸入、鍵盤輸入或者兼容方式三種方式中進行選擇一種方式進行數據采集，數據采集時可實現輸入信息是否正常提示；在數據采集器上可實現數據修改，即：輸入設備數據時，在確定某一設備數據之前，若發現輸入的數據有誤，可刪除輸入的數據并重新輸入正確數據；在確定某一設備數據之后，若發現輸入的數據有誤，仍可按返回上一個設備參數條目，輸入正確數據并確認后完成錯誤數據的修改；在完成某一設備巡檢之后，若發現輸入的數據有誤，仍可重新對該設備巡檢一次覆蓋上次巡檢數據。同時為以防萬一即所有的數據采集器均故障時，可直接在工作站軟件上輸入巡檢數據，

巡檢完后要求在規定時間前倒入值班員條形碼工作站，超過時間就無法倒入，防止漏檢的發生。

（2）數據通信

數據通信是指利用紅外線通過相關通訊軟件（MULTIDROP）實現數據采集器與數據庫之間的數據交換，交換方式分為上傳與下傳兩類。上傳即為數據采集器與工作站之間的串行通訊，工作站獲得的數據以隨機紀錄的形式存放于工作站硬盤，通訊完畢后，自動讀取新生成的隨機記錄文件，并處理讀取數據，隨后將數據經局域網錄入SQL SERVER數據庫，并根據新數據對SQL Server數據庫進行必要的更新，在數據上傳時，工作站軟件可根據上傳的數據進行分類，對于不正常數據，還可以給出提示，要求輸入這些不正常數據的詳細相關信息，以便生成巡檢分析報告。下傳部分用于下傳巡檢任務，并對數據采集器中的信息進行初始化，通信方式還支持電纜和藍牙，當通信方式設置為藍牙時，需要設置藍牙服務器等信息。

（3）數據查詢

通過數據采集器可以按照“指定（即當前條碼）查詢”或“順序（即按照巡檢的時間先后順序）查詢”進行歷史數據查詢。

通過工作站軟件和網絡查詢軟件的查詢系統模塊均可實現各種指定條件的數據查詢，隨時了解全廠各設備的最新巡定檢情況。該模塊功能靈活、強大，可以實現實際工作中可能遇到的各類數據檢索，可按照指定人員ID、設備類別、設備參數或以上三者的結合（不指定查詢條件時，查詢結果為所有紀錄）、設備參數、指定查詢時間段或按照設備的正常與否等條件進行查詢，查詢結果中存在問題的項目還會自動報警，對于出現的故障可以進行故障說明，以生成巡檢分析報告。

（4）數據統計、分析

通過網絡查詢軟件可以實現對巡檢設備日、周、月度、年度報表查詢，基于抽水蓄能機組的特點，各報表均可按照工況如抽水工況、發電工況等條件進行選擇報表，在年度報表中還可按照最大值或平均值等統計方式進行統計；為了加大對巡檢數據的分析功能，在該網絡查詢軟件中還可任意選擇多個不同數據進行參數變化趨勢分析，為電站的經濟運行提供參考。同時其各類報表均進入數據庫作為文件備份，作為被巡檢設備的歷史資料，便于實現查詢、檢索。

（5）資料修改

通過工作站軟件，可以實現數據庫中現有資料的修改、添加以及刪除，當新增巡檢設備、運行巡檢人員或現有巡檢設備、運行巡檢人員有變動或巡檢周期變化時，管理員可以在聯網的工作站上，通過權限認證后，進行資料的修改，資料的修改包括巡檢設備資料的修改、添加及刪除、序號、參數類別、參數和參數內容、參數類型、某一參數的巡檢頻率、上、下限、備注說明等、運行巡檢人員資料的修改、班次/頻率的修改、管理員密碼的修改和記錄的刪除。

3 系統性能

軟件主要有以下6大模塊組成，即數據采集模塊、通訊模塊、查詢模塊、報表模塊、系統維護模塊等。共有3個主要的數據庫：歷史數據庫、操作人員數據庫、設備數據庫。

（1）采集模塊

該模塊用來采集設備參數，巡檢人員通過數據采集器激光掃描設備條碼，手工輸入設備參數，該模塊設有參數輸入、參數限提示、越限報警、查詢、修改、巡檢設備數量統計、顯示等功能（見表1）。

軟件提供了設置操作人員ID號功能，管理部門可對每個操作人員分配一個ID號，每一次程序下傳時會自動提醒員工輸入自己的ID號。當巡視完畢后，上傳的數據會自動根據員工的ID號分類存放，以考核員工的工作業績。

（2）通訊模塊

通訊模塊分上傳和下載兩部分，上傳模塊的功能是將數據采集儀中的數據讀入歷史數據庫中，而下載模塊的作用則是將不同巡視周期的掃描條目送入掃描儀中。

（3）查詢模塊

查詢模塊可查詢設備歷史數據、操作人員的歷史業績、設備的參數要求等。指定查詢日期范圍后，可選定設備、操作人員查詢，也可按照設備缺陷查詢。

（4）報表分析模塊

可生成選定時間段的指定設備或指定操作人員或任何設備的報表，并提供報表分析、打印、存儲等功能。

（5）系統維護模塊

系統維護模塊給系統管理員提供了一個修改數據庫的接口。系統管理員可以修改設備數據庫、操作人員數據庫、歷史數據庫。當歷史數據庫記錄數比較大時，查詢速度會比較慢，為此，它具有刪除歷史數據庫部分記錄的功能。

表1 便攜式數據采集器通用功能及指標

（6）工作站軟件

工作站軟件采用WinCE5.0系統環境下的開發軟件和Client/Server網絡體系結構，組建了一個巡定檢數據庫系統。SQL ServerCE2.0使用ODBC驅動程序，通過運行在SQL Server系統上的服務器組件，將客戶機與服務器通過以太網有機地連接在一起，方便數據錄入、查詢和綜合利用。

（7）網絡查詢軟件

網絡查詢軟件的操作系統為WinCE5.0，，采用TCP/IP通信協議，進入企業內部網，客戶端只需安裝瀏覽器即可訪問相關資源。而作為數據服務器，主要是用來存儲各種數據。至于Web服務器，則用來向客戶端提供訪問界面，并通過該界面實現對數據的訪問。這樣各部分分工明確，維護起來方便簡單。當數據庫中的數據發生變化時，客戶端的環境無須做任何改動即可實現數據的更新。同時也隔斷了客戶端與數據庫的直接聯系，增強了數據的安全性。具體訪問過程如下圖2所示。其對數據庫的訪問。

圖2 信息訪問過程圖

4 系統的應用

MS300A巡檢系統在桐柏蓄能電站的應用已有半年多，有效確保了電站生產現場設備的巡視檢查工作，杜絕巡檢人員不到位、抄“飛表”、任意修改等現象，使生產現場設備信息更真實可靠。總結MS300A巡檢系統有以下特點：

（1）定點，科學地分析，找準設備容易發生故障和劣化的部位。

（2）定標準，按照設備維護標準，確定每一個設備參數（間隙、溫度、壓力、振動、流量、絕緣等）的正常工作范圍。

（3）定人，按區域、按設備、按人員素質，明確設備巡檢人員。

（4）定周期，制定設備的巡檢周期，按分工進行日常巡檢、專業巡檢和精細巡檢。

（5）定方法，根據不同設備和不同的點檢要求，明確點檢的具體方法，如用“五感”（視、聽、觸、味、嗅），或用儀器、工具等。

（6）定量，采用技術診斷和劣化管理方法，進行設備劣化的量化管理。

（7）定巡檢流程，明確巡檢作業的流程，包括巡檢結果的處理程序，實現閉環管理。

（8）定點檢要求，做到定點記錄、定標處理、定期分析、定項設計、定人改進、系統總結。還為管理規范化、數據有效化、巡檢方便化、記錄無紙化、分析科學化作出有益的探索。

5 結束語

MS300A巡檢系統自投產以來，使桐柏抽水蓄能電站設備巡檢工作得到了有序化管理和人性化管理，成績是肯定的，而且應用它分析出因主變冷卻水電動閥卡住不能全開，引起主變溫度不斷上升的隱患等。但任何事物都有兩面性，MS300A巡檢系統的采用確實給運行人員增加了一定的工作量，也有為了巡檢而巡檢的現象，在此只想說，培養人的責任心和技能是最主要的，再好的設備只是一種輔助工具，運行人員聽、視、、觸、味、嗅的水平不能降低。只有一流的人員素質，加上一流的設備才能保證安全生產。