基于RFID手持式數(shù)據終端的電力設備巡檢系統設計

　　随着社會的不斷發展, 對電力資源的需求與日俱增。為(wèi)了(le)确保電力設備的安全、可(kě)靠和(hé)經濟運行(xíng), 減少(shǎo)事故的發生, 定期定時(shí)對設備進行(xíng)巡檢是一(yī)種行(xíng)之有效的方法。目前, 我國(guó)的電力設備巡檢主要(yào)依靠巡檢人(rén)員(yuán)定期進行(xíng)人(rén)工(gōng)巡檢。由于受氣候條件、環境因素、人(rén)員(yuán)素質和(hé)責任心等多方面因素的制約, 巡檢質量和(hé)到位率無法保證。同時(shí), 對反映運行(xíng)狀态和(hé)設備缺陷等的信息得不到及時(shí)的反饋和(hé)統計, 造成缺陷不能(néng)及時(shí)處理, 設備隐患不能(néng)及時(shí)發現, 引發設備故障。另外(wài), 利用傳統的巡檢管理方法難以有效監督巡視(shì)人(rén)員(yuán), 巡檢不到位而引發的設備事故屢見(jiàn)不鮮。為(wèi)了(le)提高設備管理水平, 規範運行(xíng)設備巡檢作(zuò)業, 提高巡檢效率, 本文提出了(le)一(yī)種采用射頻(pín)标簽識讀(RFID) 和(hé)計算機信息管理技術(shù)的巡檢作(zuò)業和(hé)管理方法。

該系統的實際應用, 不僅可(kě)以減少(shǎo)巡檢工(gōng)作(zuò)量而且可(kě)有效提高巡檢到位率, 同時(shí)可(kě)為(wèi)設備缺陷管理提供可(kě)靠信息, 從(cóng)而提高設備的可(kě)用率, 杜絕設備事故, 保證電力生産的安全運行(xíng)。同時(shí), 可(kě)通(tōng)過Web 查詢和(hé)發布巡檢信息, 供運行(xíng)和(hé)管理人(rén)員(yuán)決策參考。

1 RFID原理及組成

RFID 技術(shù)利用無線射頻(pín)方式在識讀器和(hé)射頻(pín)标簽之間(jiān)進行(xíng)非接觸雙向數(shù)據傳輸, 以達到目标識别和(hé)數(shù)據交換的目的。識讀器通(tōng)過發射天線發送一(yī)定頻(pín)率(低(dī)頻(pín)、高頻(pín)或超高頻(pín)) 的射頻(pín)信号, 當射頻(pín)标簽進入發射天線工(gōng)作(zuò)區(qū)域時(shí)産生感應電流, 射頻(pín)标簽獲得能(néng)量被激活; 射頻(pín)标簽将自(zì)身編碼等信息通(tōng)過卡內(nèi)置發送天線發送出去; 系統接收天線接收到從(cóng)射頻(pín)标簽發送來的載波信号, 經天線調節器傳送到識讀器, 識讀器對接收的信号進行(xíng)解調和(hé)解碼, 然後送到後台主系統進行(xíng)相關處理; 主系統根據邏輯運算判斷該标簽的合法性, 針對不同的任務設定做(zuò)出相應的處理。與傳統的條型碼、磁卡及IC 卡(或IC 鈕) 相比, 射頻(pín)标簽具有非接觸、閱讀速度快(kuài)、無磨損、壽命長(cháng)、便于使用的特點, 可(kě)以在油漬、灰塵污染等惡劣的環境使用。

最基本的RFID 系統由以下(xià)3 個部分組成。

a. 射頻(pín)标簽。由耦合元件及芯片組成, 每個标簽具有唯一(yī)的電子編碼, 附着在設備上(shàng)标識目标對象。

b. 識讀器。讀取(有時(shí)還可(kě)以寫入) 标簽信息的設備, 一(yī)般采用手持式。

c. 天線。在标簽和(hé)識讀器間(jiān)傳遞射頻(pín)信号。

2 巡檢系統結構

系統由需要(yào)巡檢的現場設備及射頻(pín)标簽、便攜式數(shù)據采集器(掌上(shàng)電腦+ 識讀器) 、數(shù)據管理工(gōng)作(zuò)站(上(shàng)位機) 和(hé)數(shù)據服務器等組成。系統結構如(rú)圖1 所示。

現場設備的标識采用無源的RF 感應标簽, 利用波束供電技術(shù)将接收到的射頻(pín)能(néng)量轉化為(wèi)直流電源為(wèi)卡內(nèi)電路供電, 其作(zuò)用距離相對有源标簽短, 但(dàn)壽命長(cháng)且對工(gōng)作(zuò)環境要(yào)求不高。便攜式數(shù)據采集器由掌上(shàng)電腦和(hé)射頻(pín)識讀器構成, 具有便于攜帶、數(shù)據存儲量大、程序可(kě)編程的優點。

a. 非接觸式RF 标簽識别：巡檢人(rén)員(yuán)現場作(zuò)業時(shí), 采集器與設備标簽的識讀為(wèi)非接觸式, 從(cóng)而有效地(dì)解決了(le)接觸式智能(néng)卡(如(rú)IC 鈕) 使用機械電氣觸點産生的靜電擊穿、機械磨損、易受污染和(hé)潮濕環境影響等問(wèn)題, 同時(shí)巡檢人(rén)員(yuán)操作(zuò)不會觸碰設備, 也不會對現場設備産生電磁幹擾, 工(gōng)作(zuò)安全可(kě)靠。

b. 數(shù)據傳送：利用與采集器配套的通(tōng)訊充電座, 采用基于RS2232 的通(tōng)訊方式, 可(kě)簡捷而迅速地(dì)将采集器內(nèi)的巡檢數(shù)據上(shàng)傳至數(shù)據管理微(wēi)機中。

3 巡檢系統功能(néng)

3.1 軟件模塊

軟件主要(yào)分為(wèi)數(shù)據采集、數(shù)據管理(包括數(shù)據通(tōng)信、查詢、報表和(hé)數(shù)據維護等) 和(hé)Web 查詢模塊。

數(shù)據采集模塊安裝于掌上(shàng)電腦采集器中, 用于進行(xíng)現場設備射頻(pín)标簽識讀及設備狀态數(shù)據采集。巡檢人(rén)員(yuán)可(kě)依據操作(zuò)提示進行(xíng)巡檢操作(zuò), 或者根據設備狀态問(wèn)題進行(xíng)回答(dá), 或者直接輸入設備參數(shù)數(shù)據進行(xíng)抄表記錄。

數(shù)據管理模塊安裝于數(shù)據管理工(gōng)作(zuò)站中, 可(kě)對采集器采集回來的巡檢數(shù)據進行(xíng)接受、分類存儲、查詢, 并可(kě)生成相關報表, 對其中的設備異常可(kě)進行(xíng)統計或轉入檢修管理系統中生成設備缺陷卡。該模塊還具有數(shù)據庫維護功能(néng), 可(kě)進行(xíng)巡檢地(dì)點、巡檢項目、巡檢周期、巡檢線路自(zì)定義等。Web 查詢模塊安裝于MIS 網絡Web 應用服務器中, MIS 網絡上(shàng)的任一(yī)工(gōng)作(zuò)站均可(kě)透過網絡Web應用服務器對運行(xíng)巡檢數(shù)據進行(xíng)查詢, 并根據需要(yào)進行(xíng)統計, 生成相關報表。

3.2 軟件功能(néng)特點

a. 設備屏蔽功能(néng)：可(kě)定義設備指定工(gōng)況下(xià)的巡檢屏蔽, 如(rú)備用、檢修、臨檢、運行(xíng)、發電等, 對于不同設備的相應工(gōng)況可(kě)自(zì)動跳(tiào)過該巡檢點; 對室外(wài)設備具有雷雨天屏蔽功能(néng)。

b. 巡檢線路控制功能(néng)：根據巡檢要(yào)求,在管理工(gōng)作(zuò)站可(kě)定義固定巡檢線路,在完成一(yī)個巡檢作(zuò)業後,系統提示下(xià)一(yī)個巡檢地(dì)點或巡檢設備,如(rú)果路線不符采集器會自(zì)動提示,防止設備漏檢。根據特殊需要(yào)也可(kě)定義随機巡檢點。

c. 動态工(gōng)作(zuò)表生成功能(néng)：每次巡檢工(gōng)作(zuò)開(kāi)始, 由采集器根據巡檢路線定義、巡檢周期定義和(hé)設備屏蔽條件定義動态生成當次巡檢工(gōng)作(zuò)表。

4 系統安全性

系統采用了(le)角色及權限分級管理, 能(néng)有效地(dì)保證巡檢信息的可(kě)靠性和(hé)安全性。系統還具有數(shù)據非法提示功能(néng), 對于數(shù)據記錄項目, 可(kě)定義數(shù)據有效範圍, 如(rú)上(shàng)限、上(shàng)上(shàng)限、下(xià)限、下(xià)下(xià)限等, 在巡檢過程中有針對性進行(xíng)數(shù)據有效性檢查, 保證數(shù)據有效性。

5 結束語

該巡檢系統已應用于某發電廠運行(xíng)設備巡檢。本巡檢系統以其先進的智能(néng)識别技術(shù)與計算機管理有效結合起來, 克服了(le)傳統巡檢方式的種種弊端,對巡檢人(rén)員(yuán)實行(xíng)有效的監督, 從(cóng)而杜絕了(le)事故隐患, 提高了(le)設備管理水平和(hé)設備可(kě)用率。該系統的推廣應用必将提高電力生産的安全運行(xíng)水平。