水電廠動(dòng)態(tài)化智能設(shè)備手冊研究與實(shí)踐

趙小明，宋雨航，何亞東

（國電大渡河大崗山水電開發(fā)有限公司，四川 石棉625409）

目前國內(nèi)外水電廠所屬的設(shè)備類型多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多且數(shù)據(jù)量大，涉及水電廠的各個(gè)監(jiān)測對象及其子系統(tǒng)，這就造成了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分散，相互之間形成數(shù)據(jù)壁壘，需要建立新的設(shè)備手冊對設(shè)備進(jìn)行管理。傳統(tǒng)的設(shè)備手冊具有很大的局限性，不能滿足智慧水電廠建設(shè)需求。隨著智慧電廠[1]建設(shè)項(xiàng)目的推進(jìn)，水電廠需要匯聚各個(gè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，打通各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的壁壘，從而統(tǒng)一電站數(shù)據(jù)編碼規(guī)則，按照“標(biāo)準(zhǔn)化”的格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，為水電廠動(dòng)態(tài)化智能設(shè)備手冊提供基礎(chǔ)支撐。

1 技術(shù)背景

電站傳統(tǒng)設(shè)備手冊沒有具體分類，不能涵蓋電站所有設(shè)備。設(shè)備手冊大多是Word格式文檔，利用率低，設(shè)備手冊只包含了設(shè)備清單，設(shè)備參數(shù)，設(shè)備照片等內(nèi)容，信息量缺乏，利用現(xiàn)有設(shè)備手冊無法查詢相關(guān)設(shè)備的圖紙、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、檢修維護(hù)記錄等信息。在實(shí)際工作中需要使用設(shè)備手冊時(shí)無法第一時(shí)間進(jìn)行查詢，影響工作效率，同時(shí)設(shè)備手冊無法做到實(shí)時(shí)更新，信息老舊，以上諸多問題已無法滿足智慧電廠相關(guān)要求。

2 總體框架

針對電站傳統(tǒng)設(shè)備手冊的諸多問題，本文研究一種可組態(tài)智能設(shè)備手冊，詳細(xì)闡述其實(shí)現(xiàn)方法，并在某電站實(shí)際應(yīng)用。

智能設(shè)備手冊以水電廠設(shè)備進(jìn)行建模，以建立基于狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及生產(chǎn)管理系統(tǒng)等多系統(tǒng)融合的水電設(shè)備狀態(tài)指標(biāo)體系為目標(biāo)，以電站設(shè)備樹為基礎(chǔ)，將設(shè)備的相關(guān)靜態(tài)參數(shù)、動(dòng)態(tài)參數(shù)、圖紙資料、缺陷記錄、兩票信息、檢修維護(hù)記錄等進(jìn)行歸一化整理。總體的框架結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 總體框架圖

3 基礎(chǔ)支撐

設(shè)備編碼及數(shù)據(jù)編碼是水電站動(dòng)態(tài)化智能設(shè)備手冊的基礎(chǔ)支撐，為滿足各種業(yè)務(wù)需求，對相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的唯一性，便于實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)的信息交換、傳遞和共享，以“一種水廠主設(shè)備模型建立、存儲(chǔ)和同步的方法”[2]來建立完整統(tǒng)一的設(shè)備信息數(shù)據(jù)模型，以方便數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、組織、管理和應(yīng)用。

以大渡河公司使用的PPIS設(shè)備[3]編碼為基礎(chǔ)，編制數(shù)據(jù)編碼，采用分系統(tǒng)、分單元的方法對電站數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，標(biāo)識(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)的所屬設(shè)備和位置，便于管理人員高效、準(zhǔn)確地定位和管理所有設(shè)備數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)編碼采用5個(gè)碼段，共20位字母和數(shù)字組成。

表1 數(shù)據(jù)編碼規(guī)則

下面以“大崗山1 F調(diào)速器壓力油罐油壓”數(shù)據(jù)具體說明：

設(shè)備編碼：DGS1 GGSO大崗山1號(hào)機(jī)組調(diào)速器系統(tǒng)

數(shù)據(jù)編碼：DGS1 GGSODJKS01000209大崗山1 F調(diào)速器壓力油罐油壓

設(shè)備編碼與數(shù)據(jù)編碼作為數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)支撐與橋梁，建立了與水電站設(shè)備模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如圖2。

圖2 關(guān)聯(lián)關(guān)系圖

4 具體實(shí)施方案

動(dòng)態(tài)化智能設(shè)備手冊為電站的各設(shè)備對象及其關(guān)系建立對象模型，形成方便系統(tǒng)查詢和數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，使得各業(yè)務(wù)系統(tǒng)更加透明化。匯編整理后的數(shù)據(jù)，經(jīng)過對象化建模處理，使得平常散落在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的不同種數(shù)據(jù)通過設(shè)備對象關(guān)聯(lián)起來，方便電站設(shè)備的統(tǒng)一管理。

水電廠設(shè)備手冊系統(tǒng)包括靜態(tài)數(shù)據(jù)管理單元、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理單元、兩票信息管理單元、缺陷信息管理單元、圖像信息管理單元和數(shù)據(jù)交互單元。靜態(tài)數(shù)據(jù)管理單元用于實(shí)現(xiàn)將電廠傳統(tǒng)的儀器設(shè)備手冊中各儀器或部件進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并儲(chǔ)存各設(shè)備標(biāo)識(shí)信息；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理單元用于完成監(jiān)控端實(shí)時(shí)采集的各設(shè)備信息的標(biāo)識(shí)和儲(chǔ)存；兩票信息管理單元用于實(shí)現(xiàn)兩票信息數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)；缺陷信息管理單元用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備缺陷信息的采集和儲(chǔ)存；圖像信息管理單元用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備圖像信息的儲(chǔ)存；數(shù)據(jù)交互單元用于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的人機(jī)交互，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入或?qū)С觥?/p>

靜態(tài)數(shù)據(jù)管理單元基于收集的若干設(shè)備信息及代碼分類表完成各個(gè)設(shè)備廠區(qū)代碼、專業(yè)類型代碼、設(shè)備類型代碼、設(shè)備代碼、部件代碼、參數(shù)類型代碼和參數(shù)代碼的標(biāo)識(shí)，并以XML格式保存至靜態(tài)數(shù)據(jù)管理單元。通過對各個(gè)設(shè)備以統(tǒng)一的分類表進(jìn)行標(biāo)識(shí)編碼，從而形成了以標(biāo)識(shí)編碼為設(shè)備模型的設(shè)備樹體系，完成了對廠區(qū)所有設(shè)備及設(shè)備零部件的歸屬統(tǒng)一。根據(jù)相同的編碼類別將電力企業(yè)的所有主要對象與設(shè)備樹下各單元進(jìn)行關(guān)聯(lián)歸類，方便統(tǒng)一的查看與管理。

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理單元中由監(jiān)控端完成各設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集，并基于代碼分類表完成監(jiān)控端模擬量測點(diǎn)和開關(guān)量測點(diǎn)的標(biāo)識(shí)，并以XML格式保存至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理單元。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理單元基于監(jiān)控端模擬量測點(diǎn)和開關(guān)量測點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息完成與水電廠設(shè)備手冊系統(tǒng)各單元模塊相關(guān)聯(lián)，采集的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)基于監(jiān)控端模擬量測點(diǎn)和開關(guān)量測點(diǎn)的標(biāo)識(shí)自動(dòng)根據(jù)編碼類別與設(shè)備樹下各設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

兩票信息管理單元、缺陷信息管理單元、圖像信息管理單元分別完成各設(shè)備的兩票信息、缺陷信息、圖像信息數(shù)據(jù)采集與儲(chǔ)存，并基于對應(yīng)設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息完成與水電廠設(shè)備手冊系統(tǒng)各單元模塊相關(guān)聯(lián)。

數(shù)據(jù)交互單元用于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的人機(jī)交互，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入或?qū)С?。?shù)據(jù)交互單元包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，用于實(shí)現(xiàn)文字、數(shù)據(jù)和圖像等信息的采集和導(dǎo)入。數(shù)據(jù)輸出模塊用于完成對系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)的文字、數(shù)據(jù)和圖像等信息進(jìn)行信息展示或數(shù)據(jù)輸出。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)的兩票信息、缺陷信息和圖檔管理單元的圖紙資料由于已經(jīng)和自己對應(yīng)設(shè)備樹進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，而各設(shè)備樹間的編碼統(tǒng)一，所以只需將生產(chǎn)管理系統(tǒng)和圖像信息管理單元關(guān)聯(lián)，信息同步，即可查詢到各設(shè)備相關(guān)資料。

創(chuàng)建WEB界面進(jìn)行查看，設(shè)備樹具備檢索功能，點(diǎn)擊需要查詢的設(shè)備即可查看該設(shè)備的所用相關(guān)信息；同時(shí)創(chuàng)建手機(jī)APP，實(shí)現(xiàn)方便快捷，隨時(shí)隨地查看。

5 總結(jié)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，水電站動(dòng)態(tài)化智能設(shè)備手冊有以下優(yōu)點(diǎn)：基于統(tǒng)一的代碼分類表使用通用設(shè)備模型，可在同行業(yè)推廣，可移植性強(qiáng)；設(shè)備模型的建立使設(shè)備信息全面，涵蓋了電站所有生產(chǎn)設(shè)備；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了跨安全區(qū)數(shù)據(jù)傳輸，多單元數(shù)據(jù)融合，打通了數(shù)據(jù)壁壘。同時(shí)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)刷新，定期更新，保證設(shè)備手冊的時(shí)效性，且具有展示方式多樣性，滿足多種需求的特點(diǎn)。