基于RFID射頻識別的開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)研究

摘 要：常規(guī)的變電站開關(guān)柜設(shè)備定期靜態(tài)人工巡檢方式，由于其存在固有缺陷，在實(shí)時性、可靠性、準(zhǔn)確性等方面，均很難滿足現(xiàn)代變電站智能自動化、網(wǎng)絡(luò)信息化、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化管理需求。本文提出了一種基于RFID射頻識別技術(shù)的變電站開關(guān)柜在線監(jiān)測巡檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用具有RFID射頻識別讀寫器的PDA巡檢終端作為開關(guān)柜狀態(tài)信息采集的巡檢器，應(yīng)用RFID射頻識別技術(shù)、GPRS無線通信技術(shù)、LAN總線技術(shù)、以及嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，不僅可以方便記錄開關(guān)柜設(shè)備巡檢到位情況和運(yùn)行工況狀態(tài)，解決了常規(guī)巡線模式中可能出現(xiàn)漏檢、錯檢、重檢、巡檢不及時等問題，同時結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，大大提高開關(guān)柜狀態(tài)信息巡檢的工作效率和質(zhì)量水平，具有良好的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：變電站 開關(guān)柜 RFID射頻識別 智能巡檢 在線監(jiān)測

中圖分類號：TN820 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0005-01

在變配電所中開關(guān)柜的許多運(yùn)行工況狀態(tài)參數(shù)很難自動采集，需要進(jìn)行人工巡檢，如：開關(guān)柜母線、觸頭溫度等。然而常規(guī)的人工巡檢方式，巡檢人員需要帶著寬大且內(nèi)容較多的報表在現(xiàn)場逐一進(jìn)行抄表，不僅抄表效率較低，工作量較大，同時數(shù)據(jù)不便于保存和統(tǒng)計(jì)分析，故障隱患很難及時發(fā)現(xiàn)[1]。RFID射頻識別技術(shù)利用無線射頻模式在識別器和電子標(biāo)簽間進(jìn)行非接觸式雙向數(shù)據(jù)信息實(shí)時采集傳輸，以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)設(shè)備監(jiān)測對象識別和數(shù)據(jù)信息交換的目的。RFID無線射頻識別與常規(guī)條形碼相比，無需直觀監(jiān)測到對象目標(biāo)，只需在識別器的作用范圍內(nèi)就可以實(shí)時提取電子標(biāo)簽中的相關(guān)信息。

1 基于RFID射頻巡檢器的開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)方案

開閉所智能巡檢系統(tǒng)由安裝在不同設(shè)備巡檢點(diǎn)處的集成KDC-RFID識別卡[2]、PDA便攜式智能巡檢終端、CDMA無線傳輸、Internet網(wǎng)絡(luò)、電力公司內(nèi)部局域網(wǎng)、設(shè)備巡檢信息數(shù)據(jù)庫、設(shè)備管理系統(tǒng)服務(wù)器、工程師工作站等共同組成。開關(guān)柜在線監(jiān)測所有高級應(yīng)用軟件均裝設(shè)在巡檢系統(tǒng)的服務(wù)器中，包括：巡檢數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web網(wǎng)頁瀏覽服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫內(nèi)外網(wǎng)同步協(xié)調(diào)軟件等。

2 開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 基于RFID射頻識別芯片的PDA數(shù)據(jù)記錄終端

開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)智能巡檢終端系統(tǒng)，由智能巡檢PDA終端設(shè)備和設(shè)備巡檢RFID識別標(biāo)簽卡共同組成[3]。采用RFID無線射頻識別技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)柜信息的非接觸自動智能識別?；赗FID技術(shù)的PDA手持智能巡檢記錄終端，利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，通過自動智能識別變電開關(guān)設(shè)備對象并實(shí)時提取出相關(guān)數(shù)據(jù)信息，具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性高、實(shí)時性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、操作便捷、攜帶方面等優(yōu)點(diǎn)[4]。智能巡檢記錄終端備至少可以保存七天的巡視結(jié)果數(shù)據(jù)，以防網(wǎng)絡(luò)通信故障。

2.2 RFID射頻識別電子標(biāo)簽

采用工業(yè)級RFID標(biāo)簽，其在全球具有唯一的RFID射頻識別碼值，結(jié)合GPRS地理信息坐標(biāo)，可將監(jiān)測開關(guān)設(shè)備的相關(guān)信息直接耦合關(guān)聯(lián)到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。在巡檢任務(wù)運(yùn)行中，通過對下傳到PDA手持式記錄終端中任務(wù)攜帶的RFID識別碼值或GPRS地理信息的自動判斷，以確保采集對象的準(zhǔn)確、巡檢人員的就位和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。開關(guān)柜RFID巡檢識別卡集成安裝在設(shè)備巡檢點(diǎn)內(nèi)部（如安裝在開關(guān)柜內(nèi)部），可通過標(biāo)準(zhǔn)插槽與PDA智能巡檢掌終端插接成一個整體，并通過串行口通信實(shí)現(xiàn)兩個系統(tǒng)的集成一體化。

2.3 上位機(jī)管理系統(tǒng)

無人值守變電所中的智能巡檢系統(tǒng)，由PDA手持智能巡檢記錄終端、RFID射頻識別標(biāo)簽、SQL數(shù)據(jù)庫等共同組成，實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備自動巡檢工作的指導(dǎo)、識別判斷、事件記錄，同時完成設(shè)備臺帳信息采集、設(shè)備缺陷查詢、運(yùn)維模式管理等諸多功能。PDA通過LAN總線與中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時通信，再通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)等現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)后臺管理服務(wù)器與PDA智能巡檢終端間的數(shù)據(jù)信息資源的實(shí)時同步傳輸共享和互換。各運(yùn)行管理部門通過Web瀏覽器進(jìn)行網(wǎng)頁任務(wù)設(shè)置和下達(dá)，開閉所配備PDA智能巡檢記錄終端，并通過USB從口等與站內(nèi)PC機(jī)進(jìn)行任務(wù)下載、數(shù)據(jù)交換、回傳巡檢信息響應(yīng)等。

3 開關(guān)柜在線系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

巡檢系統(tǒng)軟件部分主要完成開閉所設(shè)備運(yùn)行工況狀態(tài)數(shù)據(jù)信息的采集傳輸、運(yùn)算處理、統(tǒng)計(jì)分析、存儲查詢、顯示報警、報表生成等諸多功能，并與智能IED電子設(shè)備系統(tǒng)建立相應(yīng)的通信接口，緊密整合為一體。巡檢系統(tǒng)軟件部分包括：數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊、查詢模塊、報表模塊、Web查詢和發(fā)布模塊等多個功能模塊。在對變電所內(nèi)大量開關(guān)柜設(shè)備進(jìn)行智能巡檢過程中，PDA智能識別標(biāo)簽可以代替常規(guī)信息卡片和人工讀寫操作，由RFID射頻識別標(biāo)簽智能提取巡檢設(shè)備信息，對設(shè)備信息進(jìn)行現(xiàn)地處理和缺陷判斷管理，識別出開關(guān)、刀閘等當(dāng)前工作狀態(tài)，母線、設(shè)備溫度等相關(guān)信息數(shù)據(jù)，在站內(nèi)和通過GPRS遠(yuǎn)端通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時共享和互換，以達(dá)到區(qū)域變電所無人值班及集中監(jiān)控中心站集成一體化管理模式的特性要求。

4 結(jié)語

本文所建立的基于RFID射頻識別的開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)，提高了變電站開關(guān)柜巡檢工作的效率和質(zhì)量水平，通過在線監(jiān)測記錄有效避免巡檢不到位、漏檢、重檢等不理情況發(fā)生，具體表現(xiàn)在以下三個方面。

（1）該開關(guān)柜狀態(tài)信息在線監(jiān)測系統(tǒng)，為動態(tài)狀態(tài)檢修管理應(yīng)用系統(tǒng)。巡檢人員通過手持式PDA巡檢終端采集到開關(guān)柜狀體數(shù)據(jù)信息，可以動態(tài)寫入到RFID射頻識別標(biāo)簽中，并隨設(shè)備運(yùn)行工況狀態(tài)的變化而動態(tài)改變，經(jīng)數(shù)據(jù)上傳應(yīng)用軟件的智能分析，判斷出開關(guān)柜設(shè)備運(yùn)行工況狀態(tài)及發(fā)展趨勢。（2）該開關(guān)柜狀態(tài)信息在線監(jiān)測系統(tǒng)，為軟、硬件相互結(jié)合的在線網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用系統(tǒng)。通過RFID射頻識別技術(shù)、GPRS地理信息自動判斷技術(shù)、LAN總線技術(shù)和Web技術(shù)，為開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)檢修提供高效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，并構(gòu)建了開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)檢修智能分析管理網(wǎng)絡(luò)平臺，實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜設(shè)備狀體檢修的動態(tài)信息全方位管理。（3）該開關(guān)柜狀態(tài)信息在線監(jiān)測系統(tǒng)，為現(xiàn)代自動化管理應(yīng)用系統(tǒng)。RFID射頻識別的非接觸、可同時讀多卡等功能特性，為開關(guān)柜設(shè)備的狀態(tài)檢修，提高了安全、可靠、便捷、準(zhǔn)確、實(shí)時的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，規(guī)范了開關(guān)柜設(shè)備巡檢和狀態(tài)檢修管理，及時準(zhǔn)確掌握開關(guān)柜運(yùn)行工況，確保了開關(guān)柜安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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