泛在物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)備運(yùn)維檢修階段的應(yīng)用分析

王川川 王奧運(yùn) 徐超 袁龍華 楊清 張儒軒 張彥謀 王盧軍

摘要：如今，各種新型電力設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，因此，完善電力設(shè)備的檢修與運(yùn)行維護(hù)，不僅能夠確保電力設(shè)備運(yùn)行的性能，而且還能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將變電設(shè)備與它的各類數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，通過臺(tái)賬數(shù)字化管理來提高設(shè)備運(yùn)維檢修的效率。本文就對(duì)泛在物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)備運(yùn)維檢修階段的應(yīng)用有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討，可供參考。

關(guān)鍵詞：泛在物聯(lián)網(wǎng);設(shè)備;運(yùn)維檢修

1智能終端與泛在物聯(lián)網(wǎng)感知層的關(guān)系分析

1.1智能終端

本文用到的智能終端包括移動(dòng)式平板電腦、無線頭盔通信裝置、混合現(xiàn)實(shí)MR穿戴式電腦。移動(dòng)式平板電腦：完成設(shè)備識(shí)別和數(shù)字臺(tái)賬的輸入和查詢。無線頭盔通信裝置：遠(yuǎn)程連接工作現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心，提供實(shí)時(shí)高清視頻通信服務(wù)。MR穿戴式電腦：克服設(shè)備拆解過程的時(shí)空障礙。其中，無線頭盔通信裝置是物聯(lián)網(wǎng)中具備視頻信息聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)囊惶自O(shè)備，具備物聯(lián)網(wǎng)典型特征。高清視頻的傳輸是與5G通信發(fā)展緊密相連的，直接關(guān)系到視頻是否流暢。移動(dòng)式平板電腦和MR穿戴式電腦是綜合功能強(qiáng)大并具有獨(dú)立操作系統(tǒng)的智能設(shè)備，較單一功能的物聯(lián)裝置，它們具有綜合信息分析和提供多種服務(wù)功能的特點(diǎn)。

1.2二維碼和RFID的使用

結(jié)合國網(wǎng)公司推行的設(shè)備唯一ID，使用二維碼或射頻識(shí)別技術(shù)RFID來實(shí)現(xiàn)設(shè)備與智能終端的連接。它記錄了變電設(shè)備的身份信息，讀取它就可以快速完成物與數(shù)字臺(tái)賬之間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確登記和查詢。在物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器提供的是物體或環(huán)境的狀態(tài)信息，二維碼提供的是物體的身份信息。它們雖然構(gòu)成形式和裝置復(fù)雜程度不同，但在物聯(lián)網(wǎng)中功能卻是相似的，都是提供物體（環(huán)境）的信息以便與相關(guān)物體產(chǎn)生連接。

1.3用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)完成設(shè)備拆解

借助增強(qiáng)技術(shù)，可以在很狹窄的空間完成大型設(shè)備的拆解，幫助工作人員直觀、快捷地進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)分析，輔助完成故障位置的定位和檢修方案的制定。物聯(lián)網(wǎng)具有極大的拓展性，可以將各類不同功能的設(shè)備連接在一起。使用者可以選擇自己需要的設(shè)備，設(shè)備也可以通過智能終端的邊緣計(jì)算，得到其他輔助設(shè)備的服務(wù)。比如，變電設(shè)備的測(cè)溫裝置獲取了設(shè)備的高溫?cái)?shù)值，內(nèi)置的程序判斷該溫度需要啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻，于是發(fā)出指令啟動(dòng)了風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了變電設(shè)備和風(fēng)機(jī)之間的連接。

2泛在物聯(lián)網(wǎng)在電力設(shè)備運(yùn)維檢修階段的應(yīng)用

2.1數(shù)字管理信息框架分析

臺(tái)賬數(shù)據(jù)以設(shè)備為主體，圍繞設(shè)備建立巡視記錄、缺陷記錄、檢修記錄、基礎(chǔ)參數(shù)以及備品備件等數(shù)字臺(tái)賬。這些臺(tái)賬在運(yùn)維檢修工作中會(huì)經(jīng)常用到。此外還有設(shè)備結(jié)構(gòu)圖紙、變電站建設(shè)圖紙等，由于它們屬于圖紙類信息，所以在本文中未做數(shù)據(jù)分析，僅對(duì)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索的臺(tái)賬進(jìn)行管理。臺(tái)賬信息的輸入通過固定的操作界面進(jìn)行登記，其記錄對(duì)象通過上文提到的智能終端獲得身份信息，所填寫的其他臺(tái)賬內(nèi)容來自于實(shí)踐需求，將設(shè)備運(yùn)維關(guān)鍵信息進(jìn)行記錄，并在應(yīng)用過程中不斷完善并固化。

2.2各類信息聯(lián)結(jié)方式分析

各臺(tái)賬之間通過設(shè)備的唯一ID作為辨識(shí)標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)各臺(tái)賬的信息關(guān)聯(lián)，使得應(yīng)用過程中可以自由地在各類表單中獲取需要的信息。擁有變電設(shè)備的綜合信息后，借助軟件可以快速查看設(shè)備的缺陷記錄、檢修記錄，確定設(shè)備的故障原因。有很多設(shè)備故障是上次故障分析不到位遺留下來的，根據(jù)數(shù)據(jù)的查詢就可以有效避免錯(cuò)誤分析定位，提高檢修的準(zhǔn)確性。數(shù)字臺(tái)賬能橫向比對(duì)，可以方便地在數(shù)據(jù)庫中得到檢索結(jié)果，通過比對(duì)可以找到同類故障，得到有效準(zhǔn)確的處理方案。

2.3數(shù)字臺(tái)賬的價(jià)值發(fā)掘

數(shù)字化后的設(shè)備臺(tái)賬，可以借助數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，高速地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過編寫程序?qū)?shù)據(jù)篩選分析策略轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語言，能在計(jì)算機(jī)后臺(tái)完成數(shù)據(jù)處理并在操作界面顯示最終分析結(jié)果。在積累記錄的同時(shí)，完善檢修策略庫，讓運(yùn)維檢修從人工編制走向人工智能，準(zhǔn)確定位，快速?zèng)Q策。

3應(yīng)用實(shí)例分析

3.1二維碼識(shí)別變電設(shè)備

用移動(dòng)PC掃描設(shè)備二維碼，在彈出的界面上登記檢修記錄。在登記時(shí)，將檢修關(guān)鍵環(huán)節(jié)的影像資料上傳于服務(wù)器。查詢?cè)O(shè)備檢修記錄時(shí)，只需要在查詢界面掃描設(shè)備二維碼就可以獲得設(shè)備的歷史檢修記錄，還可獲取同類設(shè)備的檢修記錄進(jìn)行參照。

3.2數(shù)字化檢修記錄的信息類型

設(shè)備信息有檢修人員登記的檢修記錄，也有運(yùn)維人員登記的缺陷記錄。為了直觀便捷地開展一次設(shè)備的故障排除，在服務(wù)器中還存儲(chǔ)了設(shè)備的三維模型信息（如圖1）與設(shè)備設(shè)計(jì)階段的數(shù)字化移交對(duì)接，將設(shè)備信息的復(fù)用價(jià)值提高。也可以借助MR設(shè)備獲得變電設(shè)備結(jié)構(gòu)模型并實(shí)時(shí)進(jìn)行拆解，獲得故障位置三維空間信息。

3.3檢修記錄數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘

在移動(dòng)PC上可以通過掃碼查看本設(shè)備的歷史檢修記錄，在總的設(shè)備管理界面，還可以顯示出各類設(shè)備檢修的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（例如圖2）。查看統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的分布情況。由于數(shù)字記錄詳盡，通過查看歷史檢修記錄中的影像資料，通過總結(jié)分析，就可以將該類設(shè)備的高頻故障進(jìn)行總結(jié)并添加到設(shè)備故障典庫中，為后期智能分析提供數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)的積累，可以使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)智能分析，減少人為操作。

4結(jié)語

總之，在我國電力企業(yè)的發(fā)展過程中對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)維檢修工作是其中最為關(guān)鍵的工作內(nèi)容之一。設(shè)備運(yùn)維檢修階段進(jìn)行泛在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，通過增加設(shè)備的物聯(lián)設(shè)備，既可多方位提供設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)，也可以在物聯(lián)裝備之間通過物與物之間自主完成功能動(dòng)作，提高設(shè)備自動(dòng)化水平，可以進(jìn)一步提高工作質(zhì)效。

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