物聯網技術的輸煤設備巡檢管理系統探討

宋立信 馬超 廖方華 李涌斌 張久洲 黎谷云 李永衛 武海澄

摘要：輸煤設備是電廠內重要裝置之一，其運行狀態直接關系著電廠生產安全性及經濟效益創造情況。本文階段某電廠輸煤設備巡視檢查及養護工作特征，基于設備維保規程，在RFID、WIFI、GPS等物聯網技術的協助下，成功設計研發出了巡檢管理系統，這是輸煤設備巡檢管理實現全智能化的重要基礎。解讀了巡檢系統的工作原理，介紹設備巡檢規程，較為詳細的探究系統功能實現情況，希望能在理論層面上對同行生產實踐提供一定幫助。

關鍵詞：發電廠;輸煤設備;巡檢管理系統;物聯網技術;功能實現

引言

將物聯網技術用于輸煤設備巡檢實踐中，和當下外國正在大力推廣的“智能電網”概念相吻合，這樣方能在電力生產中逐步達到實時感知設備運行狀態，智能化檢查維修，借此方式有效解除既往巡檢管理工作中暴露出的一些問題，明顯提升了實際管理工作的質量與效率。基于RFID技術或公共通訊網絡編制設備巡檢方案，能實現對作業人員的精準定位及安全傳送巡檢數據，也可以利用便攜式智能重點設備接收衛星發送的定位數據，測算出自身處于地理方位的坐標，實時掌握人員的位置信息[1]。并且該方案執行階段為各臺設備配備了RFID標簽，建設功能完善的后臺數據庫，巡檢人員只有親自來到現場方能讀獲RFID識別碼，對其巡檢行為起到一定規范作用，使輸煤現場設備全壽命周期管理管理工作開展提供了較可靠支撐。

一、系統原理

RFID便攜式手持智能終端設備、RFID標簽、RFID讀片器及系統管理平臺等是本系統的主要構成。在WIFI或GPRS的協助下，實現對輸煤現場無線網絡的整體性覆蓋，且現場內還均勻部署了高頻RFID讀片器。要求所有管理人員均要身帶RFID有源標簽，這是辨識身份及授予權限的重要依據，巡檢活動中工作人員還需帶上便攜式RFID手持終端，在該終端的協助下能精準的讀獲現場輸煤設備的RFID標簽，實質上就是掌握設備所屬類型及既往故障發生、處理相關信息，該終端能基于WIFI或GPRS網絡自動將巡檢信息傳送給管理中心。與此同時，就地部署的RFID讀片器能把人員的地理方位信息完整的傳輸到服務器，這是實現對人員實時、精準定位的重要基礎位置信息反饋。當巡檢人員把現場輸煤設備的巡檢數據傳送至服務器以后，技術及管理人員就可以結合反饋所得的故障信息編制維修方案，及時上傳、發布。功能強大的數據庫能留存下輸煤現場任何設備整個生命周期中形成的檢修、養護信息，并且還能提供自動統計參數及生成、分析報告數據的功能。在現場人員僅需要讀取運行設備的RFID標簽，便能順利獲得設備運行的細致數據及既往維保記錄;在客戶端軟件的協助下，管理人員也能快去的調取所需的信息 [2]。設備上裝置了無源式RFID標簽，巡檢工作人員身帶這種標簽及手持智能終端進入到輸煤現場，針對巡檢實踐中形成的各種數據，均可以通過前期構建的無線網絡統一傳送到服務器，且還要建設相配套的后臺數據庫，這樣后期分析與決策工作推進時才會獲得更加可靠、全面的原始數據。

二、設備巡檢流程

首先，在設備巡檢活動中，工作人員身帶術手持便攜式終端巡檢器，利用自動或手動的方法將數據信息傳送給控制中心，反饋當下巡視、檢查設備的故障信息，如果探查到其存在著故障異常，則要及時將故障所屬類別、設備編號及手持終端RFID信息統一發送到控制中心。其次，技術人員參照故障類型及嚴重性等編制科學的維修計劃供維修班使用。再者，系統為輸煤生產現場內各臺設備建設了維保臺賬，管理人員可以結合主觀需求調用各臺設備的既往維保信息，生成相應的報表。并依照現實管理要求進行分類分析，涵蓋了統計故障發生次數、分析歷史參數信息等。可以在輸煤集控室內建設后臺管理平臺系統，確保棧橋本地智能巡檢數據精準、動態傳送到機器人后臺管理平臺系統，且和輸煤控制系統相互銜接，兼容互通。最后，管理人員能夠把編制好的巡檢方案整合至控制系統內，科學設定巡檢周期，系統能依照巡檢計劃或者要求，實現智能化對比巡檢活動中形成的數據，據此判斷出巡檢工作的合理性及智能甄別出未依照計算進行巡檢的設備。系統還有定時提醒功能，即定時傳送出巡檢與保養周期性提醒信號，規避人為疏漏引起的漏檢、錯檢問題[3]。

（1）巡檢人員依照巡檢規定要求、程序等執行巡檢計劃，如果探查到“給煤機中存有積煤”、“減速機中油位偏低”等故障問題，則可以應用手持終端把故障信息完整的發

送到服務器。

（2）控制中心接收機的職責主要是接收、存儲上報信息。針對接收機收到的信息，系統利用上位機軟件讀取，智能解離出故障具體發生時間、部位、設備類型及發現人員等信息，將以上數據智能分類存儲到服務器中，技術人員實踐中可以把故障信息設定為維修決策的重要依據，確認后將其完整的傳輸至檢修班組網絡顯示屏上。

（3）檢修班組內顯示屏最大的作用功能是實時呈現派工單信息，維修技術人員依照派工單提示，攜帶檢查、維修工具到待維修設備開展工作。

（4）在設備維修工結束后，維修員可以依照派工單指示，主動征求驗收員的檢測、驗收意見，設為驗收員，其職責主要是監查、驗收輸煤現場設備維修情況，并在限定期限中把解除故障信息傳送到服務器。

（5）設備技術員在接收到故障己解除的信息后，將其完整的記錄備案，為后續查閱創造便利條件。

在系統投用過程中，級別不同的人員可根據系統的授權情況，查閱生產現場內數據信息，再現巡檢工作人員的巡視、檢查路線及查詢部分輸煤設備的既往數據與報表。系統能夠采集輸煤現場的巡檢、設備運行數據，并且實現智能化統計和存儲，生成完整的分析報表，借此方式幫助管理者能盡早獲得詳實、完整的巡檢計劃執行狀況，利用科學、智能化的管理模式管理巡檢工作及相應的人員，使生產設備巡檢工作質效得到更大保障，這是輸煤現場設備管理實現智能化聯網的重要基礎，真正實現了輸煤棧橋工作現場無人化巡檢、智能化告警、可視化管理。

三、人員定位與危險識別

眾所周知，輸煤現場內通常布置了類型、數目繁多的生產設備，并且通常是大型機械，在使用過程中有較高的危險性。在這樣的工況下，怎樣合理使用物聯網技術實現對工作人員的實時、精準定位及辨識危險區，是安全生產管理工作中需重點落實的內容，本課題中設計了如下方案[4]。

系統應用超高頻RFID讀片器，動態讀獲現場作業人員的屬性數據與方位信息，能夠在畫面上動態化呈現出當下參與輸煤現場生產活動的所有人員名字、崗位及即時地理位置信息，也能傳送出危險環境預警信號，比如當有部分人員誤闖進危險區時，系統便能快速在監控畫面上呈現出報警信息，就地利用音頻裝置傳送出報警鈴聲，提醒作業人員盡快遠離危險區。系統內置的數據服務器持有大容量存儲能力，能夠完整的再現全部巡檢或指定巡檢員在某時間段中的巡檢行跡，這是規避出現個別巡檢員巡檢部全面問題的有效方法之一。

四、可視化故障維修

受場地、資金等因素的限制，部分輸煤設備被安裝在空間狹窄、檢修條件惡劣的環境內。一旦設備運行階段突發故障問題，現場很難容下數名檢修人員，給故障檢查、診斷等工作的開展帶來很多不便，最后采用的方法通常是由安裝工位上拆卸故障設備，供維修人員進行聯合診斷。但是如果在以上過程能配合使用物聯網技術，便能實現對故障的可視化診斷和維修。輸煤現場僅需少量維修人員佩戴裝設wifi攝像機和語音對講器的頭盔，應用部署在現場的wife基站，把視、音頻信號完整的傳送到維修班組或故障診斷小組，這樣便能達到對設備故障問題的遠程、可視化維修診斷，明顯提升了檢修工作效率[5]。系統也具備自動保存視、音頻數據，能為后期相同或相似故障檢修、處理等提供可靠依據。

五、設備的狀態管理

巡檢系統內布置了設備狀態管理模塊，其功能以監測設備狀態為主。先是用戶設計被監測設備狀態的指標;希望在執行監測指標時選擇接收指標[selectMonitoringIndex（）]，在此基礎上執行設備狀態監測過程并生成generateEquipmentMonitoring（），調取狀態監測控制類區處理監測申請，最后形成的結果會通過狀態監測數據類返回。

在分析設備缺陷故障時，要科學設計缺陷的分析條件并由系統統一接收，具體實踐中通常要自行設備缺陷故障分析法analysisDefectFault（），調取的類以控制類及數據類為主 [6]。

六、輸煤設備壽命周期管理

系統在執行該項管理工作中，能夠完整的探查到運行時間、故障發生率等信息，執行設備選用selectEquipment（）方法去確定設備，執行viewTroubleFree（）查看故障運轉狀況，viewFailureRate（）查看故障率，隨后便能返回輸煤設備壽命周期的詳細信息，通過訪問設備周期數據類LifeCydeBeans獲得最后結果 [7]。

測試系統輸煤設備的效率性時，應把本日巡檢記錄查詢、當下缺陷異常查詢、設備運行狀態監測、缺陷分析作為基礎，系統返回查詢結果的響應時間平均是1.65s。測試設備的安全性時，需要將用戶登錄App端為基礎，仿真模擬WIFI網絡連接中斷現象，如果10min內網絡中斷造成賬號出現3次以上的離線情況，則要強制性下線該賬戶，用戶重新登錄，借此方式確保用戶身份及操作過程的安全性。

結束語：

輸煤現場巡檢管理工作中合理應用物聯網技術，能明顯提升設備巡檢工作效率，確保工作人員及危險點辨識的精準性，實現了對設備全生命周期的管理、控制，在挖掘海量數據的基礎上，在線診斷輸煤設備，遠距離可視化檢查維修等，最大限度的提升電力巡檢工作效率及精準性，創造更多的效益。

參考文獻：

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[7] 江濤， 劉洋， 唐知涵. 泛在物聯網下電力營銷稽查管理模式的構建[J]. 通信電源技術， 2020， 037（005）：265-266，268.

作者簡介：馬超，1986年3月，男，漢族，遼寧阜新人，本科，中級職稱，自動化。

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