0 引言

發(fā)電行業(yè)是個(gè)龐大復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，大量使用中低壓開關(guān)柜、高壓電動機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備，對自動化程度和連續(xù)生產(chǎn)的高要求，不僅對其供電可靠性要求越來越高，而且對發(fā)電行業(yè)系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵的配電及高壓電動機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定可靠性也提出了更高的要求。電氣設(shè)備在長期運(yùn)行過程中，電氣一次模塊觸點(diǎn)和連接等部位因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱，進(jìn)而導(dǎo)致接頭異常升溫甚至引發(fā)燃爆事故。電廠電氣設(shè)備安裝密集，電動機(jī)也都是各工藝段的關(guān)鍵設(shè)備，此類設(shè)備損壞及引起的事故可能會引發(fā)下游大范圍供電線路或重要用電設(shè)備突然停電，造成巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。

近年來，傳感器及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)備的在線監(jiān)測，及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的快速發(fā)展，結(jié)合發(fā)電行業(yè)的特點(diǎn)及需求，新技術(shù)的研究與應(yīng)用對解決此類問題提供了新的方案

。

他撐開一把傘，把愁眉不展的母親從醫(yī)院接回來。母親告訴他，羅素青的后事還沒辦，家里已經(jīng)鬧得不可開交。她寫了遺囑，出人意外地把遺產(chǎn)全部給了照顧她兩年的保姆，沒有給她的親屬留一分錢。她的親人是她帶大的一個(gè)侄子和兩個(gè)侄女，現(xiàn)在他們憤怒了，不接受這個(gè)事實(shí)。

Analysis of organization modes and initiation conditions of a heavy-rain-producing mesoscale convective system

1 關(guān)鍵新技術(shù)的研究

針對上述提出的問題，結(jié)合溫度傳感器，Zigbee無線傳輸，云應(yīng)用及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)現(xiàn)狀，提出了多種新技術(shù)的解決方案，并結(jié)合實(shí)際需求提出應(yīng)用方案。

1.1 溫度傳感器選擇

由于測溫傳感器分布區(qū)域廣，數(shù)量多，測溫系統(tǒng)架構(gòu)采用以太網(wǎng)作為主要架構(gòu)，并可使用既有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，節(jié)省成本及極大地降低施工難度。

d：該設(shè)備在樹狀結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)深度；

所以，山東省政府應(yīng)在金融、財(cái)政等方面制定創(chuàng)新制度，著力支持設(shè)計(jì)、研發(fā)、營銷、培育品牌等對結(jié)構(gòu)升級優(yōu)化有重大影響的核心環(huán)節(jié)，積極推動制造業(yè)企業(yè)的自主創(chuàng)新。通過持續(xù)推進(jìn)科研經(jīng)費(fèi)管理改革和科技成果獎勵評價(jià)，著重激勵、引導(dǎo)創(chuàng)新要素匯聚于企業(yè)，加速構(gòu)建圍繞企業(yè)、政府、高校、科研單位等技術(shù)的創(chuàng)新體系，促使科技研發(fā)、經(jīng)濟(jì)市場更好地融合和科研成果更好更快地被轉(zhuǎn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)科研成果的產(chǎn)業(yè)化。

1.2 無線傳輸技術(shù)選用

無線通信是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，其中應(yīng)用較為廣泛及具有較好發(fā)展前景的短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)有Zigbee、藍(lán)牙(Bluetooth)、無線寬帶(Wi-Fi)、超寬帶(UWB)和近場通信(NFC)

。

其中，Zigbee 技術(shù)是一種具有低速率、近距離、低功耗、低復(fù)雜度、通信可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大等特點(diǎn)的無線通信技術(shù)。Zigbee 協(xié)議由 IEEE802.15.4任務(wù)小組與Zigbee 聯(lián)盟共同制定，其PHY 層和MAC 層采用 IEEE802.15.4 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)層由Zigbee 聯(lián)盟制定，應(yīng)用層則允許根據(jù)用戶的應(yīng)用需求進(jìn)行開發(fā)。

Zigbee有三個(gè)工作頻段，本項(xiàng)目采用的無源測溫傳感器采用2.4 GHz 頻段，該頻段的數(shù)據(jù)傳輸速率最大為250 Kbps，其分為16個(gè)信道，目前為全球通用，且免申請免付費(fèi)。在通信上，采用免沖突多載波信道接入(CSMA-CA)方式，有效避免了無線電載波間的沖突，并采用密鑰長度為128 位的加密算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保了通信數(shù)據(jù)的安全保密性。并且，Zigbee 設(shè)備能耗極低，發(fā)射輸出為0～3.6 dBm

。

Zigbee 支持星形和網(wǎng)格對等兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用可將兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)合，使用混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，簇樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1 所示。

簇樹狀網(wǎng)絡(luò)中，采用分布式地址分配方案來分配網(wǎng)絡(luò)地址，即為每一個(gè)父設(shè)備分配一個(gè)有限的網(wǎng)絡(luò)地址段，這些地址在特定網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，并由父設(shè)備分配給其自身。對于給定深度的節(jié)點(diǎn)，作為父設(shè)備所能分配的自區(qū)段地址數(shù)為Cskip(d)，計(jì)算公式為

社會工作者用于給予病人的金錢猶如藥物對于醫(yī)生一樣——是治療中頗具價(jià)值的援助措施。如果沒有社會工作者來管理金錢和提供其他方式的幫助，或者是沒有醫(yī)生開具的處方藥物和提供的其他治療，單純是藥物或是金錢本身，情況要遠(yuǎn)比不足夠更加糟糕。社會工作者最主要的訓(xùn)練需求是發(fā)現(xiàn)、識別、研究和處理問題。

相比其他測溫方式，感應(yīng)供電測溫具有測溫速度快，周期短，免維護(hù)，使用壽命長，故障率低等特點(diǎn)。

C

：父設(shè)備擁有子設(shè)備數(shù)量的最大值；

L

：網(wǎng)絡(luò)的最大深度；

R

：父設(shè)備將路由器作為子設(shè)備的最大數(shù)。

“工商銀行？我聽都沒聽說過，這銀行開在什么地方呀。不對，你剛才說一百四十萬塊錢是我的？我祖墳沒冒青煙吧？”徐天水腦子越來越迷糊。

利用Cskip(d)作為偏移，向子設(shè)備分配網(wǎng)絡(luò)地址。父設(shè)備為它的第一個(gè)子簇頭設(shè)備分配一個(gè)比自己大1 的地址，隨后分配給子簇頭設(shè)備的地址將以Cskip(d)為間隔，以此類推為所有的子簇頭分配地址。

1.3 移動互聯(lián)網(wǎng)與云技術(shù)選用

傳統(tǒng)的系統(tǒng)監(jiān)控及運(yùn)行一般以集中式或者分布式的SCADA 系統(tǒng)應(yīng)用為主，并在控制室內(nèi)由操作員及工程師使用。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)及智能手機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，通過傳感器監(jiān)測到的關(guān)鍵設(shè)備的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)也可以通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)方云服務(wù)器，特別是對于區(qū)域廣，布線困難的區(qū)段，數(shù)據(jù)的獲取將會變得更加方便和容易。其二，傳輸?shù)皆品?wù)器上的數(shù)據(jù)比起傳統(tǒng)專門的服務(wù)器存儲，成本更低，可靠性更高，供不同用戶使用更方便。其三，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆品?wù)器的數(shù)據(jù)，可以通過智能手機(jī)的APP顯示出來，并通過不同的功能模塊定制化實(shí)現(xiàn)。其四，根據(jù)不同用戶的需求和設(shè)備使用情況，可以對存儲的數(shù)據(jù)按照既定算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，及早通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，并給予用戶提示或者告警信息，減少及降低設(shè)備故障甚至事故的發(fā)生。

2 具體應(yīng)用方案

常見的兩臺60 MW 或者100 MW 機(jī)組的火電廠，一般使用數(shù)百臺中低壓開關(guān)柜及使用大量的輔機(jī)電動機(jī)，對開關(guān)柜及高壓電動機(jī)關(guān)鍵部位進(jìn)行智能測溫改造。經(jīng)過技術(shù)對比，使用無線無源“溫度傳感器+Zigbee”溫度監(jiān)測系統(tǒng)，準(zhǔn)確地采集關(guān)鍵設(shè)備及設(shè)備關(guān)鍵部位的溫度信號，通過智能網(wǎng)關(guān)，可以接入既有的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)共享，通過控制中心的無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度信號的實(shí)時(shí)監(jiān)測，超溫部位及設(shè)備精準(zhǔn)定位，超溫報(bào)警，保證關(guān)鍵設(shè)備壽命及生產(chǎn)連續(xù)性，減少及避免潛在事故的風(fēng)險(xiǎn)。并且，依靠云服務(wù)及邊緣系統(tǒng)的云邊協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了測溫信號的移動運(yùn)維，不僅可以通過智能手機(jī)監(jiān)測到關(guān)鍵設(shè)備的溫度信號，并能在超溫時(shí)自動發(fā)出報(bào)警信號，及時(shí)推送到具體負(fù)責(zé)人員的智能手機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)高效的問題處理，極大地降低配電柜設(shè)備事故風(fēng)險(xiǎn)，保證供電可靠性、生產(chǎn)連續(xù)性及安全生產(chǎn)。初設(shè)應(yīng)用方案的基本架構(gòu)如圖2所示。

——溫度接收裝置通過Modbus RTU 通信協(xié)議將溫度信號傳輸?shù)礁鱾€(gè)現(xiàn)場的網(wǎng)關(guān)。

2.1 無線無源“溫度傳感器+Zigbee”

經(jīng)過技術(shù)對比，選定Easergy TH110溫度傳感器，其主要性能參數(shù)如表2所示。

TH110 采用Zigbee 節(jié)能型通信協(xié)議，Easergy TH110確保有可靠和強(qiáng)大的通信能力，可以用來創(chuàng)建共享的操作解決方案。TH110 的圖片及在項(xiàng)目應(yīng)用中的場景如圖3所示。

Easergy TH110 自供電基于網(wǎng)絡(luò)電流，與測量點(diǎn)直接接觸可以確保高性能的、準(zhǔn)確的溫度監(jiān)測。并且，TH110 非常小巧不占用空間，便于安裝調(diào)試及后期維護(hù)。

建議比較重要的工藝段相關(guān)配電室開關(guān)柜及高壓電動機(jī)都安裝TH110的溫度傳感器，包括各類水泵、風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)等區(qū)間

。

2.2 測溫系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的測溫方法包括通過熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等測溫，溫度傳感器與測溫儀之間采用金屬導(dǎo)線傳輸溫度信號。由于溫度傳感器直接安裝于高壓接點(diǎn)、觸點(diǎn)上，其傳輸溫度信號的金屬導(dǎo)線的絕緣性能無法保證，同時(shí)，對于改造類項(xiàng)目，實(shí)施難度較大。目前無線測溫方法包括感應(yīng)供電無線測溫、CT 取電測溫、電池供電無線測溫方式及紅外在線測溫方式。各無線測溫技術(shù)性能比較如表1所示。

最后，求解Logistic方程。Logistic方程的參數(shù)估計(jì)一般不運(yùn)用最小二乘估計(jì)，而用極大似然估計(jì)。推導(dǎo)過程在此省略，得似然方程：

——現(xiàn)場的各TH110 溫度傳感器通過Zigbee協(xié)議無線傳輸?shù)綔囟冉邮昭b置。

對投影圖像進(jìn)行處理后，便可以獲得軸向離刀具頂端不同位置處刀具的投影寬度。圖15為直徑2 mm平頭銑刀未磨損時(shí)不同位置的投影圖像寬度，橫坐標(biāo)表示刀具在周向的位置，z表示軸向離刀具頂端的距離。當(dāng)?shù)毒甙l(fā)生磨損后，其投影圖像寬度便會發(fā)生變化，將初始狀態(tài)與磨損狀態(tài)下的寬度相減，便可獲得刀具沿軸向不同位置處的徑向磨損量。

2003年，國務(wù)院國資委正式成立，開啟了國企管理體制和國企改革的新階段。國資國企管理形成了新的管理體制和制度。中國加入世貿(mào)組織，對國有企業(yè)特別是央企進(jìn)軍國際市場起到了極大的推動作用；當(dāng)時(shí)的國資委負(fù)責(zé)人提出，“央企要做到（業(yè)內(nèi)）前3名，做不到前3名，我給你‘找婆家’”。196家央企陸續(xù)進(jìn)行合并，業(yè)務(wù)進(jìn)行擴(kuò)張，出現(xiàn)了多元化浪潮。

《種畜禽管理?xiàng)l例》的廢止只是因?yàn)楫?dāng)前種畜禽生產(chǎn)經(jīng)營管理的法律法規(guī)逐步完善，且該條例出臺較早，部分內(nèi)容已經(jīng)與《中華人民共和畜牧法》等上位法相悖，為了推進(jìn)種畜禽管理，進(jìn)行了清理?！吨腥A人民共和畜牧法》仍對種畜禽生產(chǎn)經(jīng)營許可證審核發(fā)放工作作出了明確規(guī)定。

——網(wǎng)關(guān)將協(xié)議轉(zhuǎn)換為Modbus TCP 規(guī)約，并經(jīng)現(xiàn)場的以太網(wǎng)交換機(jī)，通過光纖通道傳輸?shù)娇刂浦行牡墓ぷ髡局小?/p>

——現(xiàn)場的千里眼服務(wù)器也接入通信網(wǎng)絡(luò)，將各TH110的測溫?cái)?shù)據(jù)上傳到云平臺，以供智能手機(jī)的千里眼APP使用。

2.3 測溫監(jiān)測系統(tǒng)SCADA的設(shè)計(jì)

測溫監(jiān)測系統(tǒng)SCADA操作員工作站可以置于控制中心內(nèi)，通過既有網(wǎng)絡(luò)由現(xiàn)場測溫接收裝置上傳的溫度數(shù)據(jù)。監(jiān)測工作站可以通過簡潔明了的一次系統(tǒng)，清晰地顯示各監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，及各個(gè)區(qū)間的具體架構(gòu)。所有區(qū)間測溫傳感器的歷史數(shù)據(jù)都可以通過SCADA 系統(tǒng)顯示出來，便于用戶與常規(guī)溫度數(shù)據(jù)相比較。當(dāng)傳感器測溫?cái)?shù)據(jù)高于設(shè)定的報(bào)警值，SCADA 系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警指示給操作員，并可以定位到具體的設(shè)備及安裝部位，方便工程師去現(xiàn)場進(jìn)行查看及風(fēng)險(xiǎn)評估，消除潛在故障的風(fēng)險(xiǎn)

。

2.4 云平臺“千里眼”系統(tǒng)的應(yīng)用

IOT由IT信息技術(shù)和OT運(yùn)營技術(shù)深度融合，千里眼APP 系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)IOT 技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)之一。圖4為千里眼APP在其他行業(yè)的應(yīng)用截圖。

設(shè)計(jì)方案中，通過既有電力設(shè)備關(guān)鍵部位加裝測溫傳感器，獨(dú)立測溫SCADA 系統(tǒng)及千里眼APP云邊端協(xié)同應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步透明化，并提高系統(tǒng)管理水平。將電廠內(nèi)各安裝TH110溫度傳感器的開關(guān)柜、變壓器及高壓電動機(jī)關(guān)鍵部位的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、運(yùn)行維護(hù)作業(yè)管理和設(shè)備資產(chǎn)管理提供“互聯(lián)網(wǎng)+”靈活應(yīng)用方案。而且，千里眼可以提供報(bào)警管理，可以根據(jù)嚴(yán)重程度區(qū)分不同等級的報(bào)警，并通過短信通知用戶，讓用戶在第一時(shí)間獲取報(bào)警信息，并可以通過手機(jī)APP 確認(rèn)和記錄報(bào)警事件，篩選和導(dǎo)出報(bào)警信息，形成專門的報(bào)告，預(yù)防事故及故障的發(fā)生。除了智能手機(jī)端顯示溫度型號及提供報(bào)警之外，千里眼還可提供資產(chǎn)快查及工單派工的功能，提高用戶的運(yùn)維效率及智能化程度。其他行業(yè)的試點(diǎn)應(yīng)用，監(jiān)測到了數(shù)次設(shè)備的異常溫度信號，并且及時(shí)檢修維護(hù)，成功避免了重大事故的發(fā)生。

3 總結(jié)及應(yīng)用

無線測溫系統(tǒng)在發(fā)電行業(yè)的應(yīng)用方案，配套管理系統(tǒng)及千里眼APP提供溫度異常告警、實(shí)時(shí)設(shè)備溫度采集、周期性溫度監(jiān)測及報(bào)表、設(shè)備狀態(tài)評估等功能，能減少及避免因溫度導(dǎo)致的重大故障的發(fā)生。其次，隨著技術(shù)的發(fā)展，其他傳感器的應(yīng)用，從不同角度獲得關(guān)鍵設(shè)備及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，從而更客觀地進(jìn)行設(shè)備及系統(tǒng)監(jiān)測，可以作為下步研究工作方向之一。而且，智能化、萬物互聯(lián)等新技術(shù)的應(yīng)用，會對運(yùn)維人員的能力及習(xí)慣提出更高的要求，智能化系統(tǒng)需要進(jìn)一步提高用戶的實(shí)際體驗(yàn)，開發(fā)更多更貼近用戶的功能，比如資產(chǎn)管理，工單處理，故障排除等，得到更多的應(yīng)用。

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