水電廠智能巡檢技術(shù)分析

國家能源集團(tuán)海控新能源有限公司大廣壩水電廠 翁 海

水電廠智能巡檢技術(shù)的應(yīng)用過程，要通過所有設(shè)備和整個區(qū)域運(yùn)行狀態(tài)的跟蹤和分析，研究在現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行過程中和相關(guān)資源的使用過程中是否存在極其嚴(yán)重的風(fēng)險，之后把所有風(fēng)險通過人機(jī)交互界面直接展現(xiàn)給工作人員。要求在具體的工作過程中，需通過對科學(xué)監(jiān)管技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的分析和探討，發(fā)掘設(shè)備的運(yùn)行故障并排除。

1 水電廠智能巡檢技術(shù)的監(jiān)管對象

設(shè)備閾值監(jiān)管。設(shè)備的閾值包括多個因素，比如設(shè)備的運(yùn)行溫度、設(shè)備的振動量及相關(guān)設(shè)備的各類信息處理精度等，所有設(shè)備在專業(yè)的監(jiān)管過程主要包括兩個信息：一是針對所有設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的跟蹤，要能使用專業(yè)的傳感器實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的收集，且這類參數(shù)要直接以電信號的模式進(jìn)行相應(yīng)處理，使水電廠各類設(shè)備基礎(chǔ)運(yùn)行參數(shù)可得到持續(xù)性的跟蹤；之后由專業(yè)設(shè)計(jì)人員對相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行要求和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行上限值和下限值的分析，并將產(chǎn)生了下限值和上限值作為閾值進(jìn)行處理，從而建立了參數(shù)的對比工作機(jī)制。

設(shè)備系統(tǒng)監(jiān)管。針對相關(guān)設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)管工作中，一方面要根據(jù)該系統(tǒng)的實(shí)際工作表現(xiàn)和工作方法實(shí)現(xiàn)所有信息的協(xié)調(diào)，另一方面要根據(jù)所有設(shè)備的具體建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)管，需根據(jù)相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行方法對系統(tǒng)的運(yùn)行性能進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)所有資源和設(shè)備的整合，之后根據(jù)設(shè)備的實(shí)際使用工作要求和管理要素實(shí)現(xiàn)對信息的專業(yè)管理，就是說所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都要被整個系統(tǒng)進(jìn)行收集[1]。要建立專業(yè)模型，分析目前的相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否會引發(fā)重大安全責(zé)任事故。

設(shè)備信息處理。設(shè)備運(yùn)行信息的收集和處理過程，要根據(jù)這類設(shè)施的使用規(guī)范、使用原則和使用要求，對相關(guān)的設(shè)備信息按照已設(shè)立的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和工作方法進(jìn)行整理，同時所有設(shè)備的后續(xù)利用過程也需要根據(jù)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)用原理實(shí)現(xiàn)對所有參數(shù)的處理。此外對于得到專業(yè)化處理工作結(jié)果，可認(rèn)為在現(xiàn)有信息處理過程和信息的研究過程，要能夠第一時間了解該系統(tǒng)運(yùn)行過程中的問題，并把故障信息立即投放給針對系統(tǒng)運(yùn)行故障的監(jiān)管類人員，從而讓其做出系統(tǒng)的升級和完善工作。

2 水電廠智能巡檢技術(shù)的覆蓋內(nèi)容

油路系統(tǒng)監(jiān)管。水電廠的智能巡檢技術(shù)運(yùn)行過程，由于考慮到水電廠內(nèi)的油路系統(tǒng)可對所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行方案造成極其嚴(yán)重的影響，因此需配置專業(yè)的油路監(jiān)管設(shè)施。在該系統(tǒng)的具體建設(shè)過程，一方面是針對所有管路系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的記錄，包括系統(tǒng)內(nèi)部的油料資源壓力、溫度以及流量等，需采取專業(yè)傳感器設(shè)備對油路系統(tǒng)的所有運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)管，并將其傳遞給信息處理過程，以研究在現(xiàn)有的工作范疇內(nèi)相關(guān)設(shè)備可以得到科學(xué)專業(yè)的利用成果。另一方面是針對油路系統(tǒng)整體銜接水平的分析，需根據(jù)專業(yè)設(shè)施的故障原因反推當(dāng)前油路系統(tǒng)運(yùn)行中存在的運(yùn)行風(fēng)險，如發(fā)現(xiàn)存在問題時要將其第一時間排除。

泵類設(shè)備監(jiān)管。水電廠的運(yùn)行過程自然涉及大量的泵類設(shè)備，這類設(shè)備無論是在穩(wěn)定性方面還是針對處理工藝方面都需進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，此時要根據(jù)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸出的工作信息對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。對于水電廠的智能巡檢技術(shù)使用過程，就需根據(jù)所有不同類型設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)對所有的運(yùn)行信息進(jìn)行調(diào)整。主要的運(yùn)行信息有兩類：一類是設(shè)備的自身安全性，包括運(yùn)行溫度、振動量、設(shè)備的外殼接地情況等，通過使用傳感器檢測運(yùn)行參數(shù)，并通過閾值對比方法，詳細(xì)分析所有參數(shù)是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)；另一類設(shè)備是分析泵類設(shè)備是否接受了控制系統(tǒng)的控制，思路是同時監(jiān)管自動控制系統(tǒng)發(fā)出的指令以及泵體設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，分析兩者是否協(xié)調(diào)。

溫度參數(shù)監(jiān)管。水電廠智能巡檢技術(shù)要分析所有被檢測設(shè)備的運(yùn)行溫度，且所有溫度參數(shù)都要根據(jù)建立的模型進(jìn)行全面處理。在溫度的處理中主要包括各類活動構(gòu)件的檢查，甚至于對某些設(shè)備內(nèi)部的某個子系統(tǒng)也可建立專業(yè)的溫度監(jiān)控設(shè)施，以分析這類設(shè)施是否處于高安全性運(yùn)行狀態(tài)[2]。如某泵體設(shè)備的分析中，就需分析與其連接的供電線溫度參數(shù)、泵體設(shè)備的本身溫度測量裝置，將這兩個裝置所取得的參數(shù)直接傳遞給控制中樞，此時控制中樞通過閾值的對比，發(fā)現(xiàn)設(shè)施的運(yùn)行溫度要高于設(shè)定的參數(shù)值時，就可確定該設(shè)備存在運(yùn)行安全隱患，至于風(fēng)險等級要由設(shè)計(jì)的等級評定系統(tǒng)處理。

振動參數(shù)監(jiān)管。水電廠相關(guān)設(shè)備運(yùn)行中都會產(chǎn)生振動量，各類設(shè)備的運(yùn)行中，在一些特定情況下可允許設(shè)備的運(yùn)行振動參數(shù)超出限制，但并不意味著相關(guān)設(shè)施可長期維持這一運(yùn)行狀態(tài)，而是必須要對振動量超限問題的出現(xiàn)時間控制在一定范圍內(nèi)，要求智能巡檢技術(shù)使用中針對所有能夠產(chǎn)生的振動量參數(shù)進(jìn)行長期監(jiān)管。此外要將產(chǎn)生的所有信息第一時間傳遞給參數(shù)的分析系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對該系統(tǒng)的持續(xù)化跟進(jìn)，了解振動參數(shù)超限問題的成因，并將所發(fā)生的故障第一時間傳遞給專業(yè)故障分析人員和排除人員。

3 水電廠智能巡檢技術(shù)的使用方法

3.1 信息取得裝置

水電廠智能巡檢技術(shù)使用過程，要對信息的取得裝置進(jìn)行充分完善的建設(shè)，而這類設(shè)施主要有兩種，一種是外部性的監(jiān)控傳感器，另一種是相關(guān)設(shè)施的內(nèi)部傳感器[3]。對于外部傳感器要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)視，如針對水泵以及油泵使用的外部傳感器，包括振動測量傳感器以及溫度測量傳感器，傳感器使用中已開發(fā)出多種新型技術(shù)，設(shè)施應(yīng)用中可提高相關(guān)參數(shù)的測量精度。對于設(shè)備的內(nèi)部傳感器，則可在相關(guān)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行自行的分析內(nèi)容，此時將這類傳感器接入智能巡檢系統(tǒng)即可。可以說針對信息的取得裝置，需根據(jù)水電廠的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)對其運(yùn)行方案進(jìn)行整理和協(xié)調(diào)，之后把這類信息以專業(yè)工作效果和專業(yè)處理方案進(jìn)行設(shè)置，不過在所有設(shè)施的具體使用過程和研究過程，要根據(jù)各類設(shè)施的利用方案，實(shí)現(xiàn)所有參數(shù)和所有信息的整理。

3.2 信息傳遞裝置

水電廠智能巡檢技術(shù)在使用中，從其運(yùn)行原理上來看，需通過所有設(shè)備運(yùn)行信息的獲得、處理和跟進(jìn)，讓監(jiān)管信息可被控制中樞所計(jì)算，之后通過使用建立的模型分析當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行問題，并將處理結(jié)果展現(xiàn)給專業(yè)管理人員，以排除現(xiàn)有故障。要求系統(tǒng)的建設(shè)中要配置專業(yè)的信息傳遞裝置，在信息傳遞過程和參數(shù)分析過程，已通過開發(fā)出多種通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對所有信息的傳遞。本文認(rèn)為在今后具體建設(shè)過程中，可通過這類通信裝置的科學(xué)化利用讓所有信息可第一時間傳遞，同時考慮到水電廠系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)施的數(shù)量較多，則需對通信技術(shù)進(jìn)行合適的選擇，以滿足相關(guān)信息的大容量傳遞需求和時效性的處理需求。

3.3 參數(shù)處理系統(tǒng)

水電廠智能巡檢系統(tǒng)運(yùn)行中，需通過所有運(yùn)行參數(shù)的獲得后對其進(jìn)行處理，全面了解被檢測裝置是否存在運(yùn)行問題，參數(shù)的處理系統(tǒng)可分成兩個模式，一個是直接性的參數(shù)對比，另一個是所有參數(shù)的結(jié)合使用[4]。參數(shù)對比需根據(jù)設(shè)定的閾值進(jìn)行比較即可，比如對某區(qū)域泵體設(shè)備的正常量參數(shù)和振動參數(shù)，已通過對該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、比較和設(shè)計(jì)方案的分析，將相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的下限值和上限值納入分析中樞，并控制各類設(shè)備的振動量參數(shù)，并讓裝置得到記錄和比較即可。參數(shù)的綜合分析需建立專業(yè)的模型，比如針對水電廠內(nèi)相關(guān)安全事故的發(fā)生概率和能夠造成的影響，可根據(jù)事件樹和事故樹模型建立數(shù)學(xué)模型，對當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的所有參數(shù)都納入管理系統(tǒng)內(nèi)，可以探討某個故障及運(yùn)行參數(shù)可能對整個系統(tǒng)造成的負(fù)面影響效果。

3.4 信息顯示系統(tǒng)

在相關(guān)信息的展示系統(tǒng)中，主要是通過建立人機(jī)交互界面對各類信息進(jìn)行綜合性的展示，從而在具體的系統(tǒng)建設(shè)過程中，針對智能訓(xùn)練系統(tǒng)可依托于PLC控制系統(tǒng)，借助系統(tǒng)中配置的人機(jī)交互界面，一方面直接顯示所有子系統(tǒng)，以及整個水電廠運(yùn)行過程所存在各類問題，此時可對于高風(fēng)險性的信息分析體系，通過設(shè)立專業(yè)的安全評定等級，將系統(tǒng)的運(yùn)行問題直接通過人機(jī)交互界面，讓所有人員第一時間了解所有參數(shù)，并主動參與故障的排除工作。另一方面在相關(guān)信息的具體處理過程，也可支持專業(yè)控制人員通過對人機(jī)交互界面內(nèi)相關(guān)信息的輸入、使用和調(diào)整，讓整個系統(tǒng)可全面處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，之后對這類信息進(jìn)行進(jìn)一步的整理，讓所有得到的信息可得到完善性的展現(xiàn)，并得到精準(zhǔn)控制。

3.5 其他信息處理

水電廠的日常運(yùn)行過程也包括一些設(shè)備運(yùn)行，出于空間位置的限制以及整個系統(tǒng)復(fù)雜度方面的要求，無法在其中配置傳感器以及相關(guān)的通信系統(tǒng)，不過這類設(shè)施也具有極高的巡檢工作要求，此時就需使用其他的技術(shù)對整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。比如可選用無人機(jī)技術(shù)，通過拍攝的模式直接實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備目前運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)管，并通過配置的云臺實(shí)現(xiàn)實(shí)時運(yùn)行畫面的傳遞，并讓專業(yè)監(jiān)管人員了解相關(guān)被監(jiān)管區(qū)域是否存在安全運(yùn)行隱患，如發(fā)現(xiàn)存在隱患時要立即處理。

綜上，水電廠的智能巡檢技術(shù)在使用過程需完成的工作任務(wù)包括對于泵體設(shè)備的監(jiān)管、設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)管、系統(tǒng)運(yùn)行溫度和振動參數(shù)的監(jiān)管等。在相關(guān)系數(shù)的具體利用中，要實(shí)現(xiàn)對所有信息的利用，可使用傳感器取得效果，之后進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞和分析，并研究設(shè)施運(yùn)行過程所存在問題，這類信息需通過人機(jī)交互界面進(jìn)行展示，對于無法實(shí)施傳感器的設(shè)施可使用無人機(jī)進(jìn)行拍攝。