电力设备巡点检系统设计方案.docx
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电力设备巡点检系统设计方案
设备巡(点)检系统设计方案
目录
第1章系统概述3
1.1建设目标3
1.2系统价值4
1.2.1提高巡检质量4
1.2.2及时发现隐患4
1.2.3高效率4
1.2.4管理自动化4
1.3采用的规范标准4
第2章系统功能设计6
2.1功能模块6
2.1.1基础数据管理6
2.1.2任务计划管理6
2.1.3巡点检考核管理7
2.1.4事件管理7
2.1.5知识管理7
2.1.6报表管理7
2.1.7可视化数据7
2.1.8系统管理8
2.2数据交互(通信)8
2.3手持终端(巡检仪)9
第3章系统特点10
3.1软件架构10
3.2灵活定义巡检采集数据10
3.3完善的统计分析功能10
3.4即时的异常提醒10
3.5可扩展能力10
3.6动态流程图11
3.7知识管理11
3.8自动巡检采集数据11
3.9数据转换适配器11
第4章系统安全设计12
4.1安全的数据采集设备12
4.2系统运行的稳定性12
4.3系统的安全性12
第5章硬件配置及运行环境要求13
5.1应用服务器13
5.2无线AP网络接入器最低配置要求13
5.3用户计算机(客户端)最低配置要求13
5.4网络环境14
5.5手持终端(巡检仪)14
5.5.1Its49e功能参数14
5.5.2巡检仪技术规格15
5.6外置传感识读设备(选件)16
5.7全天候巡检号牌17
第6章设备清单18
第1章系统概述
1.1建设目标
为了提高发电企业运行设备的现场巡检质量,提高现场各种运行设备管理水平,满足发电企业对巡检管理的要求,需要建设系统的现场智能巡检管理系统,形成一个设备巡检管理标准化、信息化的管理平台;实现强化数据分析、规范异常处理的管理目标
我们选用的数据采集与巡点检管理系统是一套集企业生产现场管理和安全管理于一体的的管理软件系统。
该系统适用于发电企业的设备巡点检、生产巡检与现场数据采集、安全巡检工作监督检查、考评考核,可彻底避免传统的现场巡检管理工作量化考核难、管理不到位的状况。
发电企业各种设备运行依赖巡回检查能够及时发现生产现场的安全事故、设备运行等隐患,这样可以避免更大事故的发生。
本系统在管理部门制定了完善的巡检制度的前提下,将巡检制度落实到位实行定量考核。
可以根据巡检采集数据,进行各种事件预警处理,采取措施,在事件萌芽状态及早进行处理,做到防患于未然。
本数据采集与巡点检管理系统技术成熟稳定,应用广泛,具有国内大型企业,尤其是在电力行业大型生产装置多年的巡点检管理经验,是解决这巡检管理的首选方案,适用于石油化工、电力、物流运输等对现场管理等级要求较高的行业。
系统融合数据采集和分布式数据处理技术,驱动巡检作业人员按照预先制定的巡检计划任务,采集生产数据(如:
温度、流量、压力、设备运行状态等),记录巡检工作状态;实时考核巡检工作的出勤率和采集的工艺参数合格率。
为发电企业设备运行提供了有效的现场管理手段,建立规范化、标准化的巡检管理体系,提高了管理的力度和效率,消除了管理死角。
我们采用的这套系统在技术上做了多项改进,数据采集与处理能力有了明显提高,增加了自动巡检、流程图设计器、可视化数据、自定义报表等功能模块;更加适用于具有大数据量采集的巡点检管理需求,以及在线数据分析和数据分发的业务需求。
集巡点检与工艺数据管理于一体。
标配的系统可保存长达10年以上的设备状态以及生产工艺数据。
实时分析功能更加能够提供事故判断与工艺改进的决策依据。
1.2系统价值
1.2.1提高巡检质量
采用RFID感应识别技术,对现场巡检点进行编号,编号具有不可替代性和唯一性;必须到现场,才能够识别编号,记录到场时间,进行巡检和抄表管理,既提高了作业效率,同时也杜绝了“人为造假”的事情的发生。
1.2.2及时发现隐患
手持终端软件自动比对每一个的抄表记录,对异常记录立即报警提示,辅助巡检人员在第一时间获得异常提醒,有助于现场隐患的进一步被发现。
1.2.3高效率
巡检人员在现场输入到手持终端的数据被多次用于报表、统计分析,替代了传统的纸张记录,效率低的人工抄表方式,避免误抄、漏抄、重复录入现象,记录数据直接通过网络查询,根据需要再打印报表,无疑是大量节约纸张成本、人工成本,同时也积累了宝贵的现场抄表数据,为今后的工作中分析现场问题提供数据依据。
1.2.4管理自动化
改变往日人工安全巡检管理工作繁重的场面,采用规范化、科学化的现代管理手段。
自动考核,自动统计。
无疑是消除各种安全隐患、消除管理死角的有力助手。
1.3采用的规范标准
Ø软件产品采用MicrosoftVisualStudio2008平台开发,严格遵循.Net的相关规范。
Ø系统支持主流的关系型数据库系统,在windows平台上运行,支持ODBC以及OLEDB数据访问。
Ø数据通讯遵循MQ消息队列规范。
Ø客户端软件安装以后,程序升级只在服务器端进行,客户端自动更新无需人工干预。
Ø数据网关的串行通讯插件兼容MODBUS通讯协议
Ø用于自动识别的RFID硬件设备符合ISO15693和ISO14443规范要求
第2章系统功能设计
数据采集与智能巡检系统由RFID巡检号牌、手持终端(巡检仪)、数据网关、应用服务器及应用软件系统等组成。
实现巡检采集的数据的处理、查询最新值、出勤率考评、数据项合格率考评、故障/异常事件记录、自定义实时数据趋势分析、自定义报表等功能。
2.1功能模块
2.1.1基础数据管理
ID标签管理
为现场的每个巡检点分配一个唯一的ID编号,对应一个带RFID标签的巡检号牌
企业部门的管理
创建并维护企业部门的信息管理
设备基础信息管理
创建并维护设备基础信息
分组管理
巡检点的逻辑位置划分,创建多层次的巡检点的树状结构
基本人员信息管理
创建并维护巡(点)检人员的基础信息及登录系统权限
设备巡(点)检标准
建立并维护设备巡(点)检标准明细
定义检查方式
定义设备检查方式,读数、目测、测量等方式
各种检查方式基础数据管理
对于不同的检查方式,制定不同的数据采集方式
角色管理
制定不同角色权限,分配给对应的人员
2.1.2任务计划管理
班别管理
定义倒班表中的各种时段的班别名称,比如早班、中班、晚班等
岗位管理
与实际管理一致的岗位信息管理,每个岗位按照班别排班
班组管理
与实际管理一致的班组信息管理,每个班组负责一个或多个岗位
排班规律管理
按照倒班表规则,系统自动进行排版,精确到个人
责任人管理
参与巡检的人员信息管理
任务例外维护
因特殊情况不能按照任务巡检视作巡检例外,例外数据不纳入考核
2.1.3巡点检考核管理
统计查询
以图表方式显示工作量情况及巡点路线的信息状况
巡检考评
以图表方式实时考评巡检状况,并可以直接挖掘到不合格记录和责任人。
异常信息
显示不正常的数据项记录,包括任务时间,采集时间、采集人、高位值、低位值、正常参考值、实际采集值等
2.1.4事件管理
事件分类维护
按照严重等级自己定义事件的分类
事件维护
针对不同数据项定义各个等级的事件
事件记录维护
查看系统产生的事件记录,如果是处理时间参与者,直接维护事件处理信息记录。
2.1.5知识管理
事件处理流程的过程数据和文字说明被系统记录形成的知识,并通过事件分类形成关联知识;一旦出现类似事件,系统将提供知识帮助作为处理事件的参考,有益于快速处理发生的事件。
2.1.6报表管理
数据报表
按照报表模板显示最新的数据报表,报表可按照时间保存与其他人共享
巡检日报
每个数据项的按照天形成的各时间的数据记录报表
自定义日报
用户自己定义的报表,可按照日期生成
最新数据
当前系统中保存的数据项的最新记录
巡检例外汇总表
按照组织结构或岗位统计当月发生的巡检例外记录数据
异常信息
同考核管理的异常数据功能。
2.1.7可视化数据
趋势图
用户创建任意树状层次的数据项分组,显示此节点以及下属节点的全部数据项的趋势曲线
设备的异常统计
根据设备检查标准和异常标准统计设备异常数据
趋势分析
将多个数据项的趋势曲线放在同一张趋势图中做比对分析,趋势图的时间区间可由用户任意设置。
振动分析
自动采集设备振动数据,即时做时域、频域分析,即时分析峰值、峭度、均方差等11个数据指标。
(可选)
2.1.8系统管理
角色管理
系统中定义不同角色(用户组),便于权限划分管理
组织结构管理
用户可以创建任意层次的组织机构
用户管理
在组织机构中创建用户信息和账户信息
权限管理
按照组织机构和用户角色划分模块的使用权限
用户菜单管理
自定义系统的快捷菜单
任务规则管理
定义巡检作业的时间规则,包含周期、非周期循环任务、定点巡检任务以及不间断巡检任务的规则定义
系统日志管理
系统操作日志的管理
数据备份与恢复
备份/恢复系统数据。
2.2数据交互(通信)
基于网络的自动安装与运行的主体框架
无人工干预,自动运行更新,保持与应用服务器的通讯连接,应用RDA方式与服务器数据交互
2.3手持终端(巡检仪)
RFID识别自动登录
通过识读用户卡,实现终端的自动登录
数据采集
识读巡检号牌,根据任务计划提示逐一录入数据,数据通过选择键选定;
数据查看
浏览数据记录和巡检任务
硬件设备环境测试
独立的RFID读卡测试、WIFI网络环境测试
通讯管理
下载更新配置,上传巡检数据记录
用户注销
退出巡检状态
使用帮助
功能以及按键帮助说明
第3章系统特点
3.1C/S软件架构
系统前端数据采集软件(数据网关)分布于现场不同区域,通关数据网关将智能终端采集获得的数据上传到应用服务器实时处理,并通过网络进行数据发布;用户可以在网上任意一台可以连接到服务器的电脑上,执行客户端软件,进行查询数据、打印报表等操作;最终实现“无纸化抄表管理”。
C/S架构的软件系统增加系统的可靠性,以程序集ID码方式升级,大大提升了系统的可维护性,将系统的建设成本和维护成本降到最低。
3.2灵活定义巡检采集数据
系统提供强大灵活的配置功能模块,可以任意定义多层次的组织机构、角色和用户;在软件的许可数量允许的情况下任意定义巡检路线、巡检点以及每个巡检点采集的数据项;每个巡检点可设置采集数据项没有限制。
安装在现场的巡检点可被多条巡检路线共用,大大节省系统投入。
3.3完善的统计分析功能
公司-运行部-装置-岗位-巡检点的多层次的巡检和数据采集考评;抄表记录、考评结果实时在线统计,巡检点数据项的多时段的趋势图表。
图示化显示出勤率和工艺参数合格率,任意做横向和纵向的比较;
实时查看参数的趋势和异常报警。
3.4即时的异常提醒
通过设定抄表数据的最大、最小值,并保存到手持终端,在巡检时输入抄表数据的同时,根据设定值进行判断处理,超限立即报警,在下载数据时形成异常数据报告,汇总到服务器。
3.5可扩展能力
系统基于.Net规范开发实现,具有良好的兼容性和跨平台能力;模块化软件设计的特点便于系统的功能扩展。
3.6动态流程图
将采集获得的数据动态显示到流程图模板,可以直观地反映实际生产工艺状态,动态查看流程图上的任意数据点的历史趋势分析图。
3.7知识管理
事件处理流程的过程数据和文字说明被系统记录形成的知识,并通过事件分类形成关联知识;一旦出现类似事件,系统将提供知识帮助作为处理事件的参考,有益于快速处理发生的事件。
3.8自动巡检采集数据(选配)
系统通过插件,按照定义的时间周期间隔自动从数据源采集数据,实现自动巡检;数据源可以是DCS、OPCServer、PLC、智能仪器仪表等。
3.9数据转换适配器
系统具有良好的可扩展性,通过适配器,能够将整个企业的巡点检数据记录,同步更新到SAP或其他EAM系统中的技术测量点数值,为系统产生设备预防性维护计划提供数据测量依据。
第4章系统安全设计
4.1安全的数据采集设备
信息标签采用RFID技术,无电源,不受环境影响、寿命长、便于使用。
智能手持终端设备工业级设计,具有全天候工作适应性。
4.2系统运行的稳定性
数据库支持ORACLE、MSSQLSERVER等大型关系数据库。
支持多用户的高性能的事务处理。
并执行数据存取语言、操作系统、用户接口和网络通信协议等工业标准,实现数据的安全性控制和完整性控制,支持分布式数据库和分布数据处理。
模型层对数据库访问采用ODBC技术,满足频繁访问需求以及并发数据处理;采用多级缓存技术,提高系统整体访问性能。
系统架构专为企业应用和数据中心设计的,安全可靠,可以运行在Windows操作系统平台,确保服务器全天7X24运行的全年不间断工作模式。
服务器可通过集群技术提升系统的可靠性和运行效率
基于消息队列的分布式数据处理和异步数据传输,即使在网络断开的情况下仍然可以上传数据,网络一旦恢复,数据立即自动传送到服务器。
系统基于.Net技术开发。
具有面向对象特性,安全特性。
4.3系统的安全性
整个系统具有很高的安全机制,主要体现在如下几个方面:
1.数据硬件加密,采用世界领先的SafeNet硬件AES加密技术,确保加密后的数据不被破译。
2.硬件数字签名,根据需要,通过SafeNet硬件内置的数字签名算法,保证数据的完整性以及合法性
3.用户身份验证AES加密算法,保证用户密码的安全性。
4.角色权限管理,确保数据操作的可控制
5.系统具有高可靠性集群功能(HA)
6.脱机采集数据,分布式采集处理机制,即使在服务器完全停止的情况下,系统仍然可以采集数据,服务器恢复后,数据自动上传处理;脱机时间不受限制,万一服务器发生故障,可以有足够的时间处理问题,而不会造成数据的丢失。
7.异地备份,通过制定备份策略,将数据做异地备份。
第5章硬件配置及运行环境要求
5.1应用服务器
系统采用最新的数据采集与巡点检管理系统2.0版本,应用服务器推荐最低配置:
ØCPU:
2块Intel至强,主频2.0GHz
Ø内存:
16GDDR2ECC
Ø存储:
4块SAS15KRPM146GRAID5+HotSpare
为确保系统高效稳定运行,用户可根据实际需求配置开发测试服务器硬件。
5.2无线AP网络接入器最低配置要求
Ø符合IEEE802.11g/b/n标准
Ø无线传输速率高达54Mbps—100Mbps
Ø支持SSID隐藏、无线MAC地址过滤、64/128/152位WEP加密及WPA-PSK/WPA2-PSK、WPA/WPA2安全机制,保障无线网络不被侵犯或盗用。
Ø支持PassivePoE网线供电。
让AP摆脱电源接入点的限制,通过网线进行供电。
简化安装,AP布设位置更自由。
Ø采用域展™无线传输技术,最远传输距离可达室外830米,室内200米
5.3用户计算机(客户端)最低配置要求
ØCPU:
赛扬1G以上
Ø内存:
256M
Ø10/100M网卡
ØWINXP以上操作系统
5.4网络环境
用户计算机、应用服务器和无线AP网络接入器之间有稳定的不低于100K网速的连接,无线AP网络接入器和用户计算机(客户端)的位置、数量均无限制,工作在局域网环境。
5.5手持终端(巡检仪)
手持终端我们推荐国产ITs49e,我们选用的系统具有良好的手持终端的兼容性,软件支持基于DOS\Linux\WindowsCE(Mobile)以及针对ARM7\AVR等单片机开发的终端应用程序;该产品采用嵌入式WindowsCE操作系统,防水、防摔等工业设计,并可扩充GPS\GPRS等模块。
5.5.1ITs49e功能参数
Ø处理器:
MarvellXSCALEPXA270 520MHz高速CPU;
Ø操作系统:
微软WinCE5.0图形操作系统;
Ø内存:
64MFlash,64MSDRAM;
Ø显示屏:
高亮度真彩色320X240TFT触控屏幕,支持手写功能;
Ø激光扫描引擎(选配):
一维条码/二维条码;SymbolSE955/SymbolSE4400
ØRFID读卡:
支持TI-Tagit、ISO15693、ISO14443A/B、18000-6/GEN-2标准;
Ø外部存储介质:
1个TF记忆卡插槽,
Ø无线通讯(选配):
内置式WIFI/GPRS/CDMA/GPS模块;
Ø拍照(选配):
200万象素低照度摄像头,用于现场拍照;
Ø键盘/按键:
带背光;
一个12键标准键盘,可输入英文、数字、符号;
4个标准方向键;
1个Reset键
4个侧面触发按键;
Ø声音:
内建MIC和喇叭,可实现录音、声音播放功能,具备外部耳机/MIC接口;
Ø电池:
3.6v3000mAH/4500mAH大容量充电式锂电池,外部可快速充电,适合野外长时间使用;
Ø蓝牙无线(选配):
内置含天线的蓝牙无线,蓝牙1.2兼容版本
Ø通讯:
USB数据传输接口;
Ø无线网络:
IEEE802.11b/IEEE802.11gWirelessLAN
Ø大小及重量:
193mm(L)×87mm(W)×33mm(H)
重量:
600g
Ø环境:
操作温度:
-20℃至+50℃
保存温度:
-20℃至+70℃
操作湿度:
10%至80%RH(无冷凝)
保存湿度:
5%至90%RH(无冷凝)
防水防尘:
IP64防尘防水设计;
抗摔冲击:
工业级1.2米耐摔防护;
5.5.2巡检仪技术规格
参数
指标
识别方式
高频RFID
识别时间
<150ms
工作电流
<300mA
系统/显示
WINCE/3.5英寸VGA图形方式
内存
8M+256M
防护等级
IP54
数据传输
\WIFI\3G(GSM)\串口\蓝牙\USB等
工作温度
-30~70摄氏度
重量
600g
5.6外置传感识读设备(选件)
手持终端配置WindowsCE操作系统,具有良好的扩展性,通过蓝牙、USB通讯接口,连接外置的检测设备,获得外部测量数据,比如温度、振动、有毒有害气体浓度等。
5.7全天候巡检号牌
巡检号牌安装于巡检现场,内置一个全球唯一的ID号,采用可以存储数据的非接触式自动识别的RFID芯片,可以存储高达64K的数据,便于离线获得数据的变化量,获得判断隐患依据,实践证明:
接触式的巡检点的寿命约为3年左右,识别率低,容易受到破坏;非接触式巡检点的寿命在10年以上,有效范围内的识别率在99%以上,且没有磨损,可安装于墙体内。
RFID巡检号牌和巡检仪全天候工况设计,不受恶劣天气的影响。
巡检号牌可以安装固定在墙壁、地面、钢结构、混领土内等各种场合。
第6章设备清单
序号
设备名称
规格型号
配置描述
单位
数量
1
智能巡检终端
(PDA)
Its49e
标配:
UHF(RFID读卡器)、WIFI、USB;选配:
蓝牙、GPS、CAMERA;系统:
WINCE6.0、DEMO;密封:
IP64
附件:
直充、数据线、单电单充、皮套(包含客户端应用软件)
套
15
2
电子标签
工作频率:
13.56MHz;标准:
ISO15693/ISO14443A;内容容量:
1Kbits外形尺寸:
46*31*3mm
个
1000
3
无线AP接入器
符合IEEE802.11g/b标准,并采用业界领先的无线芯片方案,充分保证无线局域网的高效稳定性能。
无线传输速率高达54Mbps,是普通11b产品的5倍。
台
5
4
设备点检管理系统
设备点检管理系统2.0
套
1
5
Sqlserver数据库
server2000,或2005
套
1
6
实施工具、材料等
员工卡(200个)、实施工具材料等
批
1
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