唐澤軍 梁海龍 郭勇 劉云涌

摘要：因?yàn)槭托袠I(yè)供電設(shè)備的工作環(huán)境、操作方式等都會(huì)對(duì)其的性能產(chǎn)生影響，所以在使用的過(guò)程當(dāng)中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些故障，而由于軟件方面存在缺失、硬件方面不足以及人員等多種因素，導(dǎo)致供電設(shè)備故障處理效率不高，存在極大的安全隱患。因此，設(shè)計(jì)了一種基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)供電設(shè)備生命周期管理、提供維護(hù)保養(yǎng)指導(dǎo)，并能對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警，提升供電設(shè)備故障處理的效率，降低故障出現(xiàn)率，為石油企業(yè)的生產(chǎn)提供更穩(wěn)定的電力系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);供電設(shè)備;故障處理;石油企業(yè)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，石油企業(yè)的發(fā)展在其中的作用越來(lái)越重要而石油企業(yè)在相關(guān)的生產(chǎn)管理當(dāng)中，其中一項(xiàng)非常重要的工作就是對(duì)供電設(shè)備的檢查以及故障的維修。這對(duì)石油企業(yè)中的工作效率和生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的安全性能有著直接的影響。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的誕生則代表信息技術(shù)和工業(yè)的結(jié)合，它的先進(jìn)特點(diǎn)使其很適合應(yīng)用于油田供電設(shè)備日常管理與維護(hù)工作中，尤其是針對(duì)供電設(shè)備的故障處理，起到了非常積極的作用。

1石油行業(yè)供電設(shè)備故障原因分析

1.1軟件方面存在缺失

油田供電設(shè)備管理軟件方面，主要指的是國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)安全規(guī)章等。當(dāng)前一些企業(yè)對(duì)安全規(guī)章制度重視不足，沒有樹立起良好的安全生產(chǎn)理念。一般情況下，很多油田對(duì)原由泄露和井噴等事故都比較重視，但卻嚴(yán)重忽略了供電設(shè)備安全問題。同時(shí)對(duì)于安全規(guī)章和管理制度，相關(guān)人員執(zhí)行力度不足，而導(dǎo)致這些安全措施落實(shí)不到位，無(wú)法充分發(fā)揮其應(yīng)有作用。同時(shí)其它小問題的存在，也會(huì)進(jìn)一步加大油田生產(chǎn)安全隱患。

1.2硬件方面不足

油田供電設(shè)備管理中，需要的使用的硬件配置主要是檢驗(yàn)儀器和設(shè)備，以檢驗(yàn)電氣設(shè)備安全性，此外還包括維修工具和保護(hù)裝備等。相關(guān)人員在設(shè)備采購(gòu)過(guò)程中，如果只考慮成本選擇低廉、質(zhì)量差設(shè)備，就會(huì)加大油田安全隱患。供電設(shè)備在使用中，由于保護(hù)裝置不完善，或者檢修工具無(wú)法正常使用，都會(huì)影響到供電工作的質(zhì)量。檢測(cè)設(shè)備配備不完善，就無(wú)法在生產(chǎn)中及時(shí)檢測(cè)供電設(shè)備的安全性，會(huì)加大油田生產(chǎn)的安全隱患。

1.3人員因素

在油田供電設(shè)備安全管理中，人員因素占有重要地位，他們主要負(fù)責(zé)操作進(jìn)行軟硬件操作、執(zhí)行管理等，因此操作規(guī)范性會(huì)對(duì)生產(chǎn)安全產(chǎn)生很大影響。當(dāng)前油田企業(yè)存在不少工作人員水平較低的情況，其掌握的專業(yè)知識(shí)不夠豐富，在實(shí)際工作中也會(huì)出現(xiàn)違反規(guī)章的情況，導(dǎo)致安全生產(chǎn)隱患較大。

2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的供電設(shè)備故障處理

2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求，利用具有感知、通信與計(jì)算能力的智能物體自動(dòng)獲取物理世界的各種信息，將所有能夠獨(dú)立尋址的物理對(duì)象互聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理，構(gòu)建人與物、物與物互聯(lián)的智能信息服務(wù)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為供電設(shè)備的管理帶來(lái)了新概念。物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域而言，射頻識(shí)別技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)，以及應(yīng)用比較廣泛的監(jiān)控視頻、非接觸溫度測(cè)定等，都是這一方面的核心技術(shù)力量。

2.2基于物聯(lián)網(wǎng)的供電設(shè)備故障處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1RFID技術(shù)

RFID技術(shù)是利用無(wú)線射頻信號(hào)空間耦合的方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸的標(biāo)簽信息自動(dòng)傳輸與識(shí)別的技術(shù)。基于法拉第電磁感應(yīng)定律的RFID標(biāo)簽解決了設(shè)備感知的問題。RFID標(biāo)簽由RFID芯片、電路和天線組成。其設(shè)計(jì)的原理是法拉第電磁感應(yīng)定律。按照工作原理可分為被動(dòng)式RFID（無(wú)源RFID）、主動(dòng)式RFID（有源RFID）和半主動(dòng)RFID，RFID標(biāo)簽解決了設(shè)備感知的問題。

2.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

針對(duì)供電設(shè)備管理中存在的問題，研發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的供電設(shè)備管理系統(tǒng)，使用支持供電RFID標(biāo)簽的供電移動(dòng)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供供電設(shè)備預(yù)警信息對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行管理，根據(jù)用戶不同權(quán)限完成數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)與報(bào)表生成等工作。依據(jù)對(duì)系統(tǒng)規(guī)模、監(jiān)管結(jié)點(diǎn)數(shù)量等要求設(shè)計(jì)云平臺(tái)。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的供電設(shè)備管理系統(tǒng)的實(shí)施步驟為：首先將廠區(qū)的供電設(shè)備進(jìn)行RFID標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)，RFID標(biāo)簽中包含設(shè)備的位號(hào)、名稱、防爆標(biāo)志、防爆合格證號(hào)、防護(hù)等級(jí)、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家信息;然后將廠區(qū)內(nèi)供電設(shè)備的信息錄入服務(wù)器;設(shè)備管理時(shí)通過(guò)防爆終端識(shí)別RFID標(biāo)簽進(jìn)行設(shè)備的管理，每天將巡檢設(shè)備的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器，在B/S端可以查看設(shè)備的管理信息。

2.3系統(tǒng)的功能描述

2.3.1實(shí)現(xiàn)供電設(shè)備生命周期管理

該系統(tǒng)可以收集供電設(shè)備的所有信息，實(shí)現(xiàn)了供電設(shè)備從采購(gòu)到安裝直到報(bào)廢的整個(gè)生命周期內(nèi)狀態(tài)清晰可查、可追溯。因此可以規(guī)避采購(gòu)過(guò)程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量差、性價(jià)比不高等問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障，隨時(shí)掌握設(shè)備狀態(tài)和信息，直到其結(jié)束使用壽命。

2.3.2提供維護(hù)保養(yǎng)指導(dǎo)

該系統(tǒng)可以根據(jù)供電設(shè)備的信息，引導(dǎo)安裝人員、維保人員和審查人員定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行各種級(jí)別的檢查工作，并記錄詳細(xì)過(guò)程;指導(dǎo)維保人員對(duì)設(shè)備開展專業(yè)級(jí)的維護(hù)保養(yǎng)工作，并記錄詳細(xì)過(guò)程，提升設(shè)備的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

2.3.3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

油田所有供電設(shè)備的工作正常，必須在適宜的工作環(huán)境下進(jìn)行。由于油田工作環(huán)境的某些特殊因素，所以有時(shí)一些供電設(shè)備并不能正常使用，一旦工作環(huán)境發(fā)生變化，供電設(shè)備帶來(lái)的影響將不僅僅是工作的效率，而且對(duì)安全生產(chǎn)也有著一定的影響。該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以通過(guò)設(shè)備上傳感器對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)溫度壓力等進(jìn)行監(jiān)測(cè)的同時(shí)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保留，以便設(shè)備正常運(yùn)行和工作人員及時(shí)的監(jiān)管。這樣對(duì)設(shè)備的使用效率和保養(yǎng)帶來(lái)很多好處。設(shè)備上安裝的傳感器也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的問題，這樣會(huì)保證設(shè)備狀態(tài)的穩(wěn)定而保證設(shè)備的使用安全。物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)備的工作環(huán)境和狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候，會(huì)大大提高生產(chǎn)安全和工作效率，對(duì)油田的工作帶來(lái)很大的幫助。

2.3.4故障處理

基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備信息包括設(shè)備維護(hù)狀態(tài)信息、運(yùn)行狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息。為簡(jiǎn)化輸入模型信息，加快數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)處理速度，可建立設(shè)備和供電饋線的多對(duì)多的映射關(guān)系。設(shè)備維護(hù)狀態(tài)信息由設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)讀取。設(shè)備運(yùn)行信息采用二維碼掃描上送主站平臺(tái)、APP巡檢通知上報(bào)、報(bào)警平臺(tái)及地方報(bào)警平臺(tái)的數(shù)據(jù)記錄等方式來(lái)輸入。設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控信息為SCADA監(jiān)測(cè)信號(hào)，由傳統(tǒng)的電力通道獲取。運(yùn)行信息上傳到監(jiān)控主站后，通過(guò)設(shè)備映射關(guān)系形成故障信息處理的輸入信號(hào)。在線故障信息處理實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)主站監(jiān)控平臺(tái)收到運(yùn)行信息時(shí)，需要結(jié)合維護(hù)狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)故障信號(hào)加以判斷，以準(zhǔn)確找到故障位置，并且輸出故障處理結(jié)果。

3結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)是一種跨學(xué)科的綜合產(chǎn)業(yè)，是決定將來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的核心決定力?？梢哉f(shuō)將來(lái)誰(shuí)掌握了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展技術(shù)。對(duì)于石油企業(yè)來(lái)說(shuō)，供電設(shè)備是穩(wěn)定生產(chǎn)的前提和保障，因此借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以較低的投資和使用成本實(shí)現(xiàn)對(duì)供電設(shè)備的全流程管理，加強(qiáng)故障的預(yù)警及處理效率，獲取傳統(tǒng)管理方式無(wú)法獲得的重要參數(shù)，并以此為基礎(chǔ)實(shí)施優(yōu)化控制，確保供電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，為石油企業(yè)的生產(chǎn)提供更安全穩(wěn)定的電力支持。

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