（电气工程专业论文）基于rfid变电站电子巡视管理系统的开发.pdf

声明 本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文 基于 邢id 变电站电子巡视管理 系统的开发 ，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研 究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论 文中不包含其他人己经发表或撰写过的 研究成果，也不包含为获得华北电力大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同 工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已 在论文中作了明确的说明 并表示了 谢意。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 狮 日期 : 、 补， 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权 保管、并向有关部门送交学位论文的 原件与复印 件; 学校可以采用影印、缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文; 学校可允许学位论文被查阅或借阅;学校 可以学术交流为目的， 复制赠送和交换学 位论文; 同 意学校可以用不同 方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论 文在解密后遵守此 规定) 作 者签名 :刊 玉 护刃 ). ， 导师签名:少 ， ， ， 1 考于n 日期:日期、 0 华北电力大学 程硕十学位论文 第一章 概述 1 . 1变电 站设备巡视概 述 在电力系统中，由于电能生产、输送、分配和使用的连续性，对系统中各设 备单元的安全可靠运行有很高的要求. 特别是随着电力工业向着大机组、 大容量、 高电压的迅速发展，保障设备运行的可靠性更成为安全生产的突出课题。因此， 电力设备的巡视，特别是变电站设备的巡视对于及时发现电力设备存在的隐患， 避免事故的发生起着非常重要的作用，同时对提高设备运行的可靠性，构建坚强 电网具有十分重要的意义。 设备巡视是变电运行常规工作之一，在变电运行工作中，非常重要的地位， 是确保设备连续安全运行的主要措施.运行值班人员按设备巡视路线进行巡视， 及时掌握设备的运行情况、变化情况以及设备的异常情况，在第一时间发现设备 存在的缺陷，采取有效措施消除缺陷，确保设备的安全、健康、持续运行。 1 . l l变电站设备巡视的分类 变电站的设备巡视可分为三类:日 常巡视、定期巡视和特殊巡视川 。 ( 1) 日常巡视 日 常巡视应每天进行，并按照规定的内容要求进行，日常巡视每天三次，即 交接班巡视、高峰负荷巡视和夜间闭灯巡视。 日常巡视的主要包括以下内容: 令 充油设备有无漏油、渗油现象，油位、油压、油温是否正常。 令 充油设备有无漏气，气压是否正常。 令 设备接头有无发热、烧红现象，金具有无变形和螺丝有无断损和脱落。 今 旋转设备运行声音有无异常 ( 如冷却器风扇、油泵等) 。 令 设备吸潮装置是否失效. 令 设备绝缘子、瓷套有无破损和灰尘污染是否严重。 令 设备计数器、指示器动作和变化指示情况。 令 有无异常放电声音。 令 循环水冷却系统的水位、水压是否正常，有无渗、漏水现象。 令 主控室有关运行记录本、图纸，绝缘工具室内接地线等数目是否正确。 今 继电保护及自动装置的投退是否正常，运行情况是否正常，有无异常掉 牌等。 ( 2 )定期巡视 华北电力大学工程硕士学位论文 定期巡视应按照规定的时间和要求进行。定期巡视是对设备进行较完整的巡 视检查，巡视时间较长。巡视时要求做好详细的巡视记录。 ( 3 )特殊巡视 特殊巡视是根据实际情况和规定的要求而增加的巡视，一般是有针对性的重 点巡视。当设备过负荷或负荷有明显增加时;恶劣气候或天气突变后;事故跳闸 后:设备异常运行或运行中有可疑的现象;设备经过检修、改造或长期停用后重 新投入系统运行时;新安装设备投入运行时以及上级有通知和节假日时应对设备 进行特殊巡视。 特殊巡视的主要包括以下内容: 令 安装或大修后的设备投入运行后 8小时内及满负荷或过负荷的设备，每 次应检查 1 次。 今 事故跳闸后再送电的油开关，应在 3小时内检查 3次，观察有无异常现 象。当系统发生单相接地等故障， 不能立即排除又原因不明应加强巡视， 查明原因。 令 天气突然变化应进行下列项目检查: 温度突然变化时应检查注油设备， 油位是否正常， 导线有无过紧， 过松现 象. 浓雾或小雨时，检查绝缘瓷瓶及套管有无放电闪络，设备接头有无蒸汽。 雷雨， 冰雹过后， 检查室外设备有无放电痕迹， 有无裂纹破损， 基础有无 下沉，电缆沟是否积水及房子有无严重漏雨渗水现象。 下雪时检查设备积雪情况，各接头及瓷瓶有无熔解和发热现象. 大风时检查引线是否摆动过大， 应关闭门窗， 防止杂物影响设备安全运行。 1 . l z设备巡视人员应具备的基本要求 ( 1)变电站巡视人员要具备较强的责任心， 充分认识到设备巡视工作的重要 性。在巡视中富有耐心、做到细心、专心，确保设备巡视不遗漏。同时要有较强 的判断能力，在发现设备缺陷时能够进行正确的分类，甄别轻重缓急，及时准确 上报。 当发现重大设备缺陷时， 迅速、 果断采取有效措施， 隔离或切除缺陷设备， 限制缺陷的进一步发展，从而避免障碍或事故的发生。 ( 2) 必须经过安全知识教育， 熟悉掌握 电业安全工作规程 及有关技术规 范的规定，并经考试合格，持证上岗。正确使用安全工器具和仪器仪表，保持与 带电设备足够的安全距离，不得随意移开或越过遮栏进行工作。 ( 3 ) 巡视人员必须熟悉电 气设备。 变电设备有许多种类， 而一种设备又可能 有不同的型号，即使是同一种型号的设备由于投运时间、负荷大小、所处环境的 华北电力大学t程硕十学位论文 不同，其运行状况一也是千差万别，因此巡视人员不但要熟悉电气设备一般的巡 视要求，更要对所辖设备的基本运行参数了如指掌，有针对性、有重点进行设备 巡视， 避免走马观花式的巡视，从而 提高设备巡视的效率与质量12 . l l 3设备巡视的主要方法 ( 1)充分发挥人的本能。 即充分发挥人的眼、 耳、 鼻、 手等感观器官的作用， 进行巡视检查。用眼睛观察设备的外观有无异状，仪器仪表指示是否正常，如颜 色有无变化， 油位、 气压和电气量是否正常， 有无搭挂杂物， 表针指示是否正常; 用耳倾听设备的声音是否正常:用鼻嗅闻有无异常的气味;用手触摸允许直接接 触的设备外壳的温度、震动是否正常;最后将眼、鼻、耳、手所收集到的情况进 行综合分析，以 判断设备的运行状况是否正常12 . ( 2)充分利用科技仪器。 常用的方法是将试温蜡片粘贴在设备外壳上或接头 处，通过观察蜡片是否熔化来判断温度是否过热。目 前红外线测温仪及红外热像 探测仪在电力系统中得到了广泛使用。它们具有体积小、重量轻、操作简便、 测 温准确等特点，特别是红外热像探测仪己经改变了过去体积大、操作不方便和价 格昂贵等缺点，适宜在变电巡视中使用。利用事故录波器和微机保护录波图进行 分 析 和 判 断 2 。 ( 3 ) 充分利用好自然。 利用气候和借助自 然条件来观察和检查设备。 如在夜 间闭灯检查设备接头有无过热、发红、打火现象，绝缘子表面有无闪络、放弧等 现象的发生;下雨时可以检查接头是否有水蒸气产生，判断设备有无发热现象; 观察绝缘子上是否有水波纹，判断设备是否有裂纹:有阳光时，根据绝缘子因阳 光 产生的聚光点， 检查绝缘子是 否 有裂 纹川 。 1 . 2设备巡视系统的发展概况 1 .2.1人工巡视阶段 在过去乃至现在仍有许多变电站对各种设备缺陷的检查或对路线的常规巡视 是采用巡视人员定时巡视 ( 如每小时一次) ， 根据巡视检查卡所列项目， 对照实际 设备逐一进行检查。每检查一项应立即在巡视检查卡上的相应栏内用笔记录巡视 结果( 如正常打“ 寸 ” ， 异常打“ x ” ) 然后向 上级汇 报. 这样就存在以 下问 题131 141 : ( 1) 思想重视程度不够，责任心不强。 一定程度上讲， 变电站运行工作是比 较枯燥乏味的，因为每天的工作几近相同，只要设备运行稳定，没有操作任务， 大部分时间就是监盘和做一些例行工作，而每天的设备巡视就是例行工作的一个 主要内容。 长期重复， 久而久之在思想上容易造成对巡视工作的厌倦和麻痹大意。 华北电力大学工程硕士学位论文 另一方面，部分运行人员有一种错误的认识，就是把安全生产的责任完全推到站 长和值班长身上，总觉得出了事有站长和值班长负责，在日常工作中站长和值班 长就应该多操心，负全责。结果造成一些运行人员把巡视当作散步，在巡视过程 中拉家常，其巡视质量可想而知13 : ( 2) 不能正确理解巡视工作。在巡视过程中通常要记录一些数据，如 s f 6 压力、油压、主变油温等。于是有些运行人员只把抄这些数据当作巡视的主要内 容，却不知这只不过是巡视工作的一小部分内容，这样就不能保证把全站所有运 行设备巡视到位; ( 3 ) 正常的巡视次数无法保证。 虽然各地区的规定有所不同， 但是基本上每 天的巡视次数应该在5 次左右.另外，在设备新投、负荷比较大或者有重大保电 任务等特殊情况下，还应该有特殊巡视。然而在实际当中，往往正常的巡视次数 无法得到保证。一些人错误地认为现在的自 动化程度非常高，一有异常后台监控 系统会立即发信，过分地依赖于后台监控系统.但是在实际运行过程中，有时现 场设备运行状况和监控系统的实时监控会有一定的误差，而且有的异常情况后台 机是无法监测到的，如地基下陷、瓷瓶裂纹等; ( 4 ) 巡视人员巡视设备时不按规定的巡视路线进行， 有的漏检设备， 有的漏 检项目，巡视不到位现象时有发生; ( 5 ) 巡视人员不按规定时间去巡视设备， 存在补记巡视记录的现象。 因而不 能达到规定的巡视次数，造成收集到的数据分析使用价值不高: ( 6 )目前一些巡视检查卡记录不全面， 如有些设备只是按电压等级填写， 没 有明确具体的巡视设备，造成巡视信息的混乱; ( 7) 纸质的巡视检查卡很容易破损或被污渍弄脏，数据填错不易修改; ( 8)对历史记录的分析统计， 需要查找大量的纸质卡片， 工作量大且效率低. 对于以上一些问题，管理人员在巡视过程中曾采取了一些诸如 “ 连环锁” 、 “ 到位 牌”的措施，虽然起到了一定的作用，但记录的完整性还是无法保证。特别是一 些严重缺陷未能及时上报和处理，延误处理从而发生严重事故，造成不必要的损 失。 在事故发生后缺乏故障分类、统计分析易造成责任不清。这样很难满足对安 全生产日益增高的要求，对人员是否到位检查，很难把关，巡视质量不高. l 2. 2半自 动化的设备巡视管理系统 在这个阶段最为典型的就是信息钮设备巡视管理系统该系统由管理主机、安 装在工作现场的钮扣式信息钮、巡视人员所持的手持式巡视仪、用于计算机下载 数据的通信插座以及配套软件组成4 。 这种信息钮是一个被密封在防蚀不锈钢底座中的电子记忆芯片，每个信息钮 华北电力大学工程硕士学位论文 都有唯一的编号，这个编号可以作为设备的识别号码。它的巡视流程为:巡视人 员到现场用巡视仪接触一下信息钮( 与巡视设备对应) ，在声光的提示下，表明识 读成功，即将该信息钮编号读入巡视仪中，并与巡视仪内置时钟记录的时间一起 构成有效的巡视数据记录在巡视仪中. 之后将巡视结果( 设备的运行情况) 添入与 人工巡视阶段一样的巡视记录卡中。巡视人员定期将巡视仪和巡视记录卡交给管 理人员，管理人员将巡视仪插入与计算机串口相连的专用通讯插座中，通过计算 机内的软件将巡视仪内的巡视数据读入计算机中，然后手工将巡视记录卡内容录 入到计算机中。 这样所有的数据存储在计算机中， 根据考核标准进行分析、 处理、 统计、制作报表、打印输出，给管理者提供考核依据。 该系统将信息采集技术与计算机技术结合，提高了巡视工作的规范化及科学 化水平，确保了巡视人员巡视到位。但是，它还是存在很多问题:首先，这种系 统的手持式巡视仪只能存储少量的信息，而且没有可视化的界面，所以只实现了 部分信息的自 动录入， 如日期时间， 工号等。 其他一些重要信息. 还需采用原始的 方法录入，比如设备的缺陷内容还需要人工记录在巡视检查卡上。因此它并没有 解决人工巡视阶段的第 7 、第 8 条问题，而且巡视结果还必须手工录入到计算机 中，给巡视人员的操作造成了不方便。其次，因为巡视仪和信息钮每次巡视均需 要接触才能采集到数据，所以 大大降低了仪器的使用寿命，同时给用户的使用带 来了不便。 1 . 2. 3智能化的设备巡视系统 随着科技的进步出现了新的数据采集器，这种采集器由于加入了 许多新的功 能，所以它很快被引入到了设备巡视系统中。这种数据采集器可以存储更多的数 据，拥有人机交互的屏幕，这样巡视人员就可以在巡视仪上获得更多的信息，方 便了巡视人员的使用，而且还解决了接触式仪器所带来的使用寿命的问题，它可 以自 动识别条码，不需要接触就可以读取数据，延长了仪器的使用寿命。该系统 由管理主机、安装在工作现场的条码、手持巡视仪( 数据采集器) 、用于计算机下 载数据的通信插座以及配套软件组成l 。 这个阶段巡视系统流程与半自 动化阶段的流程基本相似，但是采集数据和上 传数据时完全自 动化，在巡视现场巡视人员不再需要手工填写巡视记 录卡，只需 要在数据采集器上进行选择或进行一些简单的数字录入操作即可;在管理主机方 面也不需要手工录入巡视结果，基本上实现了智能化。较之半自 动化阶段取得了 很大改进。 但是在实际应用中， 这种基于条码的巡视系统还有一些问 题需要解决， 例如:手持巡视仪对条码标签表面印刷的完整性及清洁度的要求非常高，常年处 在外界的条码标签经常由于标签外部的磨损或污浊而导致无法识读，而且手持巡 华北电力大学工 程硕十学位论文 视仪功能单一，界面单调，屏幕太小，给巡视人员的使用带来了不便. 1 ， 3课题的提出 由变电站设备巡视系统的发展过程可以看出，变电站设备巡视系统随着计算 机技术和微电子技术的发展取得了长足的发展，改变了过去人工巡视工作中存在 的不足，但在实际应用中变电站设备巡视系统还存在一些问题需要解决，本文针 对上述问 题提出了 一种基于rfi d( r adinf r e q ue n cyl de nt ifi c atio n ) 的 变电 站电 子 巡视管理系统。该电子巡视管理系统较之基于信息钮、条码的巡视系统具有以下 优点: ( 1) 确保巡视到位，管理规范。 巡视过程中巡视员必须使用r fid巡视器对 粘贴在设备上的相应 rfi d卡进行识别后，方能根据手持巡视设备的提示进行巡 检，从而保证了巡视到位率，确保生产现场工作状态和质量的达标，将企业管理 要求真正落实到日 常工作中，从根本上杜绝了巡视人员不到位、作业报表杜撰、 任意修改等生产中的漏洞。 ( 2 ) 记录电子化。 巡视人员在生产现场就把各种巡试信息输入r fid巡视器， 直接转换成电子信息，不再需要在纸上进行记录。在每次巡视完成后，将 rfi d 巡视器通过数据线连接到计算机上，进行数据传输，无需再进行人工输入，使企 业的信息处理纳入计算机管理轨道， 更好地对数据进行客观的统计、 研究和分析， 使得管理工作轻松、高效，为迅速、准确的判断和决策提供科学依据。 ( 3) 具有读取速度快、 工作距离远、穿透性强工作环境适应性强和可重复使 用等多种优势。读取速度快:可在瞬间完成对成百上千件物品标识信息的读取， 从而提高工作效率;工作距离远:可以实现对物品的远距离管理:穿透能力强: 可以实现透过塑料和金属等包装材料获取物品信息，能够适应变电站现场的恶劣 的户外环境。 ( 4) 信息共享。 电子巡视管理系统与站内管理信息系统进行有机的结合， 用 户可通过we b服务器， 使用 we b浏览器访问巡视信息数据库， 并可对数据库进 行查询、 统计， 使企业生产管理信息系统的功能大大加强， 提高了生产管理水平。 ， .4课题的主要内容 主要内容: 按照国网公司 变电站标准化巡视作业指导书 ( 范本) ， 采用b/s 网络结构，开发出一套基于 rfi d射频识别技术的变电站电子巡视管理系统，并 进行现场运行试验。 一一一一一一一一一一进逃鱼丝进三位 兰 文 22r f i d的分类 根据不同的分类标准， rfi d有以 下几种分类151 15 : ( 1) 根据标签的供电形式分类 依据射频电子标签工作所需能量的供给方式，灯i d系统可分为:有源、无 源和半有源系统。有源系统即标签工作能量来自 卡内的电池，因此标签工作能量 较高，识别距离比较长，可以达到几十米甚至上百米，但是寿命有限且标签体积 比较大， 成本比较高， 不适合在恶劣环境下工作。 无源系统中的标签中没有电池， 利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为卡内电路供电，标签体 积小、重量轻。其作用距离相对有源系统短，一般只有几十厘米到数十米，但寿 命长且对工作环境要求不高。半有源系统介于两者之间，虽然带有电池，但是电 池的能量只激活系统，激活后无须电池供电，进入无源标签工作模式。 ( 2) 根据工作频率分类 盯i d系统的工作频率即发送无线信号时所用的频率，一般可以分为低频、 中频和高频。用于门禁控制和需传送大量数据的应用系统。高频系统主要为 4 3 3 m h z 、 9 1 5 m h z 、2 ，4 5 g h z 、5 8 g h z 等，天线波束方向较窄且价格较高，应用 于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其在火车监控、高速公路收费等系 统中广泛应用。 阅读器发送无线信号时所使用的频率称为 rfi d系统的工作频率，基本上划 分为:低频 ( l f ，3 0 2 0 0 k h z ) 、高频 ( h f ，3 3 0 mh z ) 、超高频 ( u h f ，3 0 0 9 6 8 mh z )和微波 ( p wf ，2 鸿 5 一5 . s g h z ) 。低频系统主要有 1 2 5 k h z 和 1 3 4 2 k h z 两种，主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、动物监 管、货物跟踪等。低频系统防撞性能差，多标签同时识读慢，性能容易受其他电 磁环境的影响; 高频系统频率主要为1 3 . 5 6 mh z ， 1 3 . 56mh z 高频r fid速度较快， 可以实现多标签同时识读，形式多样，价格合理，但是对可导媒介 ( 如液体、高 湿和 炭 介 质 等) 穿 透性 很 差。由 于 其 频率 特 性， 识 读 距离 较短: 超高频常见的 工 作频率为869. 5 mh z 和915 . 3 m h z ， 超高频识读距离长， 能够实现高速识读和多标 签同时识读，但是对金属等可导媒介完全不能穿透;微波射频识别系统工作在 2 4 5 g h z 的微波段。 ( 3 )根据标签的数据调制方式分类 标签的数据调制方式即标签和之间进行数据交换的方式，据此 r f i d可分为 主动式、被动式和半主动式。 主动式 r pid系统为有源系统，即主动式射频卡用自身的射频能量主动地发 送数据给阅读器，在有障碍物的情况下 作的射频卡主要用于有障碍物的应用中 只需穿过障碍物一次。因此主动方式工 距离更远( 可达3 0 米) 。 ， 一一一一一一一一一一一兰竺些些竺鱼 诊 文 被动式系统利用阅 读器的 载波 来调制自 己的 信号， 标签产生电 能的装置是 天 线 和 线圈。 标 签进 入r fi d系 统 工 作区 域 后， 天线 接 收到 特定 频率的电 磁波， 线 圈 产生 感 应电 流 给 标签 供电 ， 在 有障 碍物 的 情况下， 读写 器的 能 量必须 来去 穿 过 障碍物两次。 半 主 动式r fi d系 统本身带 有电 池， 但是 标 签并 不 通过自 身能 量主 动 发 送数 据给阅 读器，电 池 只负责 对标 签内 部 电 路 供电 。 标签 需要 被阅 读 器的能 量激 活， 然后通过反向散射调制方式传送自 身数据。 ( 4 )根据标签的可读性分类 电 子标签内 部使 用的 存储器 可以 分为可读写卡 ( r w ) ， 一次写 入多次 读出 卡 ( w o r m ) 和只 读卡 (r 0 ) 。 只 读卡 标 签内 一 般只 有 只读 存 储器( r o m) 和随 机存 储 器( r a m) 和缓冲 存储器， 而可读 写 卡一 般还有非活动可编程记 忆存储器。 这 种 存储器除了 存储数 据功能外， 还具 有 在适当 条 件下允 许多次 写入 数据的功能。 可 读写卡 成本最高， 其次是一次写 入多次 读出 卡， 最便宜的是只读卡。 ( 5) 根据标签和读头之间的通信工作时序分类 时序是指标签和读头的工作次序问 题，即是阅 读器主动唤醒标签 ( rtf ， r e ad e r talk f i r s t ) 还是标签首先自 报家门( t t f ， tag tal k f i r s t ) 的 方式. 对于无 源标签来讲，一 般是阅 读器先讲的 形 式: 对于多 标签同 时识读来讲，可以 采用阅 读器先讲的形式， 也可以 采用标签先 讲的形式。 对于多标签同时 识读， 也只 是相 对 的概 念。为了实 现多 标签无冲撞同 时 识读， 对于阅 读器先 讲的形式， 阅读器先 对一批标签发出间隔 指令， 使得阅 读 器识读范围内的多 个电 子标签被隔离， 最后 只 保留 一个标签处 于活动状态与阅 读 器建立无冲 撞的 通信联系。 通信结束后指令 该 标 签 进入 休眠， 然后指 定一 个 新 的 标签 执行无 冲 撞通 信指 令。 如此往复， 完 成 多 标签同时识读。 对于标签先讲的 方 式， 标签随机在随 机的时间 反复的 发送自 己 的 识别i d ， 不同 的 标签可在不同 的时间 段最终 被阅 读器正确识读， 完成多标签的 同时识别。 2 . 3本章小结 本章对自动识别技术进行了系统的介绍，并对几种常用的自 动识别技术进行 了比较，r f i d 射频识别技术具有自身的优势，较之其它几种识别技术更适合应 用在变电站设备巡视中;同时对rfi d射频识别技术的种类进行了介绍。 华北电力大学工程硕士学位论文 第三章 电子巡视管理系统的开发 3 . 1系统建设目标 在现实工作当中，通过不断跟踪分析我们不难发现，面对电力系统巡视管理 当中存在的种种问题，使用传统的手段加强对巡视工作的监督和管理需要投入很 大的人力和时间来开展工作，而且最终对于改善巡视工作的实际效果意义不大。 电子巡视管理系统采用最新移动计算技术和信息识别技术，结合数据库技术，旨 在解决传统巡视方式当中存在的弊端和问题，达到以下目 标: ( 1) 实现巡视过程的可控、在控。巡视管理系统采用先进的r fid系统，利 用其特定的电子识别代码，实现对生产现场巡视区域、设备位置的描述、定义， 在系统中建立起唯一的对应关系，杜绝巡视人员不到位、作业报表杜撰、任意修 改等漏洞;具有抗电磁干扰、耐腐蚀等特征，在工业现场应用的可靠性、方便性 远胜于其他形式。 ( 2) 巡视工作标准化。 系统参照国家电网公司下发的 变电站巡视作业指导 书开发而成 ，针对现场的不同设备编制详细的、标准的巡查计划，规定不同 设备的标准缺陷。 这样， 巡视人员在巡视工作中有了具体的巡视规范和巡视标准， 主要缺陷采取选择录入，操作简单、方便，速度和准确性远高于手工录入，保证 工作人员的巡视效果。 ( 3 ) 生产管理一体化。 通过调用原有的设备台帐和设备编码， 将巡视结果包 括缺陷数据直接提供给生产管理系统使用，把生产运行、设备维护、设备检修等 诸多部门的业务紧密联系起来，形成一套完整的闭环管理系统，随时直观反映电 力设备的修改、维护等状况，保持设备资料信息完整、统一、规范，实现巡视资 料信息化和生产管理系统的一体化。此外，企业的各级管理人员和技术人员可以 对历史巡视记录做各种比较分析，改善运行方案和检修方案，提高经济效益。 3 . 2系统设计原则 考虑到系统开发背景、用户实际需求以及系统建设目 标，变电站智能化综合 管理信息系统的设计遵循以下原则: ( 1) 先进性:系统基于先进的硬件构架和软件平台， 集成了当今计算机、网 络通信和嵌入式技术的最新应用，最大限度地保证了系统的整体先进性。 ( 2) 可靠性: 系统硬件均选用成熟、稳定的产品，经过严格的测试，能满足 恶劣工作环境下长时间可靠运行的要求;在系统软件设计中充分考虑信息安全、 用户接口管理等相关技术，进一步保证系统具有超强容错性和长期稳定性. 华北 电力大学工程硕士学位论文 对b/s 模式而言，其在逻辑上采用三层结构，它在前台 浏览器和后台数据库 服务器之间增加了一个we b 服务器， 所有的应用程序模块都安装在它上面. 在浏 览器上只需安装一个通用的浏览器 ( ie6. o等) 。因此，这种模式简化了客户端， 使用户的 操作更加方便，降低了系统的开发和维护开销111 。 所以我们选用 b/ s网 络模式作为电子巡视管理系统的网络结构。 13. 2电子巡视管理系统的硬件构成 变电站端巡视设备由电子标签、 p d a式巡视器、 数据传输电缆和数据存储卡 等设备组成。变电站端巡视设备主要完成信息采集、信息存储、数据交互以 及数 据校验等功能。电子标签安装在关键的巡视点附近，如主变压器、断路器、电容 器组等电力设备，代表不同的巡视点，具体参数见表3 一 1 。 表 3 一 1电子标签的具体参数 工作频率工作温度有效距离防冲撞功能 内部安全 机制 外部安全 机制 r f调制指标 1 3 56 m he一20斗70电 m有 嵌入 安全应用 管理支持 1 诀 尹夕1 口 另 p d a式巡视器采用英特尔x s c a l e 处理器， 具有操作系统wi n d o w s mo b i l e z o o 3 s o n w a r e fo : p o c k e t p c ;显示屏为透反式 q v g t r t 显示屏，带l e n背光 和节电 模式 ( 6 4 k色彩)，分辨率可达2 4 0( 宽)x 3 2 0( 高)像素; 自带 1 个 1 位s d i o 、 4 位5 0 脱m c 插槽和 1 个t 即e l l c f 插槽; 具有蓝牙功能; 支持1 3 . 5 6 m hz 无线频率;可连续工作 巧 个 小时。 信息网络设备包括 we b 服务器、数据库服务器、站端计算机、管理用户计 算机和通讯网络设备等。变 电站电子巡视管理系统网络结构采用 b/s( 浏览器/ 服 务器) 模式. 数据库选用大型商用数据库mi cr oso ft s q l s e rver z o o o ， 管理员或用 户可以对数据库进行查询访问，支持开放的数据访问 标准接口o d b c ;可对数据 库进行在线监视和维护:可对数据库中的数据制定有效的备份策略，以便在计算 机系统出现故障后的数据快速恢复;对数据库文件的读、修改和删除均配置了用 户管理权限，防止非法用户的侵入. 3. 3.3电子巡视管理系统的软件开发 ( 1) 巡视管理系统的开发环境 p d a端开发语言 vb p c端开发语言 c # 服务器端数据库为mi c r o s o fts q l s e rv e r z 0 0 0 华北电力大学工程硕十学位论文 p d a端数据库为m i c r o s o fts q l s o rv e r 2 0 0 0 win d o w s c e ( 2 )软件结构 软件部分主要完成数据信息的采集、 传输、 处理、统计、 分析、查询等功能， 由计算机端管理程序及p d a端巡视应用程序两部分组成。 计算机端管理程序提供 数据 服 务， 包 括为web 端查 询、 统计 、 管 理 提 供数 据 服务， 以 及为p d a 端s q l c e 提供数据同步。 p d a端巡视应用程序完成巡视工作的身份验证，数据采集、 传输 等功能。电子巡视管理系统功能列表如表3 一 2 所示。 3. 3 .4 电子巡视管理系统的数据库设计 数据 库 系统 可以 说是 电 子巡 视管 理 系统的 心脏， m i er os o fts q ls e rv erz o o 0 作为一个性价比很高的系统，完全可以担负关键性任务，所以 我们选择 s q l s e rv e r z 0 0 0 作为后台数据库服务器。s q ls e rv e r z 0 0 0 在 s q ls e rv e r 7 o 的 基础上 增加了许多新的功能， 使用户能更方便更快捷地管理数据库和开发应用程序。 s q l s e rv er2000 使用了工业界最先进的数据库构架，它与 w i n d o w s d n a2 0 00 平台紧 密集成， 具有强大的w e b 功能， 通过对高端硬件平台以及最新网络和存储技术的 支持， 可以为最大的w e b 站点和企业级的应用提供可扩展性和高可靠性， 使用户 能 够在 i nt e oet商业领域快速创建应用从而减少了 建立电子商务应用、商业智能 数据仓库和商业线路应用所需的时间。 此外， s q l s e rv e r z 0 0 0 提供了重要的安全 性方面的增强， 保护防火墙内 和防火墙外的数据。 s q ls e rv erz o 0 0 还支持强有力 的灵活的基于角色的安全，拥有安全审计工具并提供高级的文件加密和网络加密 功能. s ql s e rv er2 0 0 o 的数据库服务器自动调整和自动管理技术在数据库领域中 处于领先地位，使客户可以 不用去细微调整数据库服务器的各项参数112i1 习 。 数据库是电子巡视管理系统所有功能的核心。数据库的设计是数据生存周期 中一 个重要的阶段，其质量对数据库系统影响颇大，因此数据库的设计是管理信 息系统开发中一个至关重要的环节. 在数据类的设计过程中我们遵循以下原则: ( 1)在数据库设计过程中， 应考虑到所设计的数据库由谁来维护， 即数据库 的权限管理。 原则上谁生成的这个数据库就由谁来维护。数据库的权限设置在数 据库的设计中是十分重要的。 华北电力大学工 程硕士学位论文 表 3 一 2系统功能列表 模块功能 备注 p d a 端巡视应用程序 用户登录 接收路线 读取r fid 卡 录入巡视内容 回传巡视数据 数据备份与恢复 计算机端 管理程序 日常操作 当日信息 系 统预 先 根据 项目 任务指导书 建立标准的巡视项 目模板库，巡视项目 . 可以从标准巡视项 . 目 库中 直接导入， 使 巡视项 目的建立标 准，快捷。 巡视 计 划 管 理 中的设备定 义可 以 . 直接从生产管理系 . 统中的设备管理模 块提取设备参数: 缺 陷 管 理 具 备 和生产管理系统中 缺 陷管理模 块 直接 . 交换数据的能力。 巡视点评 编制计划 巡视路线定义 巡视点定义 设备定义 标准巡视项目模板库维护 巡视项目维护 缺陷管理异常结果浏览 结果查询 结果数据 时间检查 统计分析 工时统计 缺陷统计 设备统计 标准化作业 指导书 作业指导书范本 标准指导事项 巡视事项结果 作业指导书报表 巡视路线图巡视路线图 华北电力大学 l 程硕十学位论文 ( 2 )子系统接口设计原则 各子系统之间的接口 要尽可能简单化且标准化. 例如要以规定每个子系统把 允许其它子系统共享的数据集中 在一个数据库之中， 字段尽可能统一 这样各子 系统之间接口 就是一个数据库文件，只需了解这一个数据库文件结构就可以 进行 数据通讯了， 系统维护比较方便。 并且与现有mls管理系统和其它电力自 动化系 统的数据库相结合，实现数据库间的平滑过渡和无缝连接。 ( 3 )图形软件接口设计准则 电子巡视管理系统需要一些统计图形和其它图形，这些图形软件大多是用图 形软件工具或高级语言编写的， 它需要调用数据库的数据或者进行数据转换，这 些图形数据库就是与图形软件的接口，它的设计也应该标准化。 ( 4 )路径名、数据库名、模块名统一 不但要在子系统内而且尽可能在整个系统内部统一名称，这样不但使系统容 易识别，维护方便，而且将给系统决策管理的综合查询带来方便。 ( 5) 有关报表、 表格， 以 及相互交流的综合信息数据库的设计， 采用国网公 司、省网公司统一规定的格式. 以下为系统所涉及到的部分数据表: 表3 一 3部门信息表 字段名称字段类型字段长度主键值设计说明 部门引用号i n t e g e r 4 * 部门编号v a r c h a r 1 0 部门名称v a r c h a r3 0 表3 一 4路线名称信息表 字段名称字段类型字段长度主键值设计说明 路线名引用号i n t e g e r 4 . 路线名称v a r c h s r 3 0 路线说明 v a r c h a r3 0 删除标记 b i t1 0 / 1 :未删除/ 删除 路线类型i n t e g e r 4巡检/ 点检 异常程度 v a r c h s r2 1 0 处理措施v a r c h a r 2 1 0 路线次序 c h a r1 0有序/ 无序 华北电力大学工程硕士学位论文 表3 一 5员工表 字段名称字段类型字段长度主键值设计说明 员工引用号i n t e g e r 4 今 员工工号i n t e g e r 4 员工姓名 v a r c h a r1 0 员工性别 b i tl 0 / 1 : 男/ 女 员工职务 v a r c h a r2 0 员工类型 c h a rl 0 / 1 / 2:专职/ 运行/ 生产 密码v a r c h a r 2 0 值别i n t e g e r 4 表 3 一 6 p d a信息表 字段名称字段类型字段长度主键值 设计说明 p d a 引用号i n t e g e r 4 * p d a 标识符i n t e g e r 4 购买日期 d a t e t i m e8 启用 日期d a t e t i m e8 保管员v a r c h a rl 0 备注v a r c h a r 5 0 华北电力人学_ 1 几 程硕十学位论文 表3 一 7设备信息表 字段名称字段类型 字段长度主键值设计说明 班组编号 i n t e g e r 4 部件c h a r3 0 评级时间d a t e t i m e8 部门编号 i n t e g e r 4 投运 日期d a t e t i m e8 投运性质编号i n t e g e r 4 设备c h a r3 0 . 设备编码c h a r2 0 评级编号 i n t e g e r 4 设备idc h a r1 2 设备名称c h a r3 0 设备编号 i n t e g e r 4 设备专责c h a r1 0 设备类型编号i n t e g e r 4 上次大修时间 d a t e t i m e8 规格型号c h a r3 0 下次大修时间d a t e t i m e8 原编码c h a r2 0 序号i n t e g e r4 出厂号c h a r2 0 出厂日期d a t e t i m e8 供货国家c h s r5 0 供货厂商c h a r5 0 备注c h a r5 0 检修周期 c h a rl 0 检修专业c h s r5 0 类别编号i n t e g e r 4 专业c h a r1 0 子设备 c h a r3 0 子系统 c h a rl 0 系统c h a t 1 0 华北电力大学工程硕士学位论文 表3 一 8巡检设备表 字段名称字段类型字段长度主键值 设计说明 设备引用号i n t e g e r 4 * 设备编号v s t c h a r 2 0 设备名称 v a r c h a r4 0 设备型号v a r c h a r 4 0 重要程度v a r c h a r2 0 生产厂家v a r c h a r5 0 代理商v a r c h a r3 0 安装位置v a r c h a r3 0 购买日期d a t e t i m e8 投产日期d a t e t i m e8 序号i n t e g e r 4 删除标记b i tl 表 3 一 9用户表 字段名称字段类型字段长度主键值 设计说明 用户引用号i n t e g e r 4 . 用户名称v a r c h a r1 0 名称简写v a r c h a r1 0 登录口令v a r c h a r1 0 所属部门i n t e g e r4 所属专业i n t e g e r4 所属路线i n t e g e r 4 权限类型v a r c h a r2 0 公告栏状态 b i tl 0 / 1:关闭/ 显示 公告栏定时显 示时间 i n t e g e r 4 用户类型v a r c h a rl 0 0/1/2:管理员/ 高级用户/ 普 通用户 表 3 一 10 计划表 字段名称字段类型字段长度主键值 设计说明 计划号i n t e g e r 4 * 计划名称v a r c h a r 5 0 计划性质 c h a r1 0 / 1 :检查/ 定位 数据类型 c h a r1 启停标志 b i tl 0/1 :非启停/ 启停控制 补充说明v a r c h a r 2 0 周期i n t e g e r 4 周期代码 c h a r1 最近修改时间 d a t e t i m e8 运行上限 n u m e r i c1 2 . 4 华北电力大学工程硕十学位论文 运行下限 n u m e r i c1 2 4 运行典型值 n u m e r i c 1 2 . 4 运行输入上限 n u m e r i c1 2 . 4 运行输入下限 n u m e r i c1 2 . 4 停机上限 n u m e r i c1 2 . 4 停机下限 n u m e r i c1 2 . 4 停机典型值 n u m e r i c1 2 ， 4 停机输入上限 n u m e r i c1 2 . 4 停机输入下限 n u m e r i c 1 2 . 4 备用上限n u 爪 e r i c 1 2 . 4 备用下限n u m e r i c 1 2 。 4 备用典型值n u m e r i c 1 2 . 4 备用输入上限n u m e r i c 1 2 . 4 备用输入下限 n u m e r i c1 2 4 其它上限 n u m e r i c1 2 . 4 其它下限 n u m e r i c1 2 . 4 其它典型值 n u m e r i c1 2 . 4 抄错上限 n u m e r i c1 2 . 4 其它输入上限 n u m e r i c1 2 ， 4 其它输入下限 n u m e r i c 1 2 . 4 单位引用号i n t e g e r 4 考勤标志 b i t1 0 / 1:不考勤/ 考勤 设备流水号i n t e g e r 4 部件流水号i n t e g e r 4 项 目流水号i n t e g e r 4 删除标志 b i tl 删除( 0 八:未删除/ 删除) 启停控制点i n t e g e r 4 停用或状态设置 开始时间 d a t e t i m e8 停用或状态设置 截止时间 d a t e t i 田 e8 启动状态设置 b i t1 0 / 1:禁止/ 启用 停机状态设置 b i tl0 / 1:禁止/ 启用 备用状态设置 b i t10 / 1:禁止/ 启用 其它状态设置 b i t10 / 1 : 禁止/ 启用 关联查询号i n t e g e r 4 部件顺序号i n t e g e r 4 默认值 v a r c h a r 2 0 默认值 v a r c h a r2 0 默认值 v a r c h a r 2 0 默认值 v a r c h a r 2 0 华北电力大学 f 乙 程硕十学位论文 . 表 3 一 1 丁时表 字段名称字段类型字段长度主键值 设计说明 对应路线i n t e g e r4 * 起始时间d a t e t i m e8 结束时间d a t e t i m e8 耗费时间i n t e g e r4 值别v a r c h a r4 班次v a r c h a r4 p d a 标识 i n t e g e r 4 查询日期d a t e t i m e8 轮次 i n t e g e r 4 值别数字表示i n t e g e r 4 表 3 一 12 结果表 字段名称字段类型字段长度主键值 设计说明 查询号i n t e g e r4 * 巡检时间d a t e t i m e8 员工工号i n t e g e r 4 值别v a r c h a r 4 班次v a r c h a r 4 结果类型 b i tl 0 / 卜正常/ 异常 数据类型i n t e g e r 4 巡检器标识i n t e g e r 4 运行状态c h a r l 0 / 1 / 2 / 3:启动/ 停机/ 备用/ 其它 上限n u m e r i c1 2 . 4 下限n u m e t i c1 2 . 4 关联查询号i n t e g e r 4 查询时间d a t e t i m e 8 备注v a r c h a r1 0 0 异常程度v a r c h a r 2 0 处理措施v a r c h a r 2 0 值别i n t e g e r 4 结果日期d a t e t i m e 8 华北电力大学工程硕十学位论文 表 3 一 13 异常表 字段名称字段类型字段长度主键值 设计说明 巡检时间d a t e t i m e 8 * 员工工号i n t e g e r 4 巡检结果v a r c h a r1 6 值别v a r c h a r 4 班次v a r c h a r 4 运行状态c h a r 1 0 / 1/2 / 3 : 启动/ 停机/ 备用/ 其它 上限n u m e r i c1 2 . 4 下限n u m e r i c1 2 . 4 关联查询号 i n t e g e r 4 查询时间d a t e t i m e8 备注v a r c h a r1 0 0 异常程度v a r c h a r 2 0 处理措施v a r c h a r2 0 值 别数字