智能巡點(diǎn)檢技術(shù)在智慧電廠中的應(yīng)用

劉子軍 鄭紅旗 李志剛

[摘 ? ?要]智能巡點(diǎn)檢管理系統(tǒng)，是基于全面的大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)（包括生產(chǎn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)和其他信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)），通過(guò)機(jī)器人、視頻監(jiān)控、傳感器等智能采集終端，實(shí)時(shí)、自動(dòng)、快速搜集設(shè)備點(diǎn)檢數(shù)據(jù)和影像信息，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)獲取的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和智能化分析，包括故障預(yù)測(cè)、圖像識(shí)別、熱成像分析等，給出故障超前診斷和預(yù)警，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，同時(shí)根據(jù)預(yù)警情況提出維修建議和優(yōu)化指導(dǎo)，形成閉環(huán)管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三維視頻融合可視化監(jiān)視和指揮，全方位監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確保設(shè)備安全、高效運(yùn)行。

[關(guān)鍵詞]智能巡點(diǎn)檢;智能巡檢機(jī)器人;移動(dòng)傳感設(shè)備;智慧電廠

[中圖分類號(hào)]TM621 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）01–00–03

[Abstract]The intelligent spot inspection management system is based on a comprehensive big data sharing platform （including production real-time system data， monitoring system data and other information system data）， and collects equipment spot inspection data and image information in real time， automatically and quickly through intelligent acquisition terminals such as robots， video surveillance and sensors， Combined with a large amount of data obtained by the big data platform， data mining and intelligent analysis are carried out， including fault prediction， image recognition， thermal imaging analysis， etc. advanced fault diagnosis and early warning are given to realize condition based maintenance. At the same time， maintenance suggestions and optimization guidance are formed according to the early warning， closed-loop management is formed， and 3D video fusion， visual monitoring and command are realized. Comprehensively monitor the operation status of the equipment to ensure the safe and efficient operation of the equipment.

[Keywords]intelligent patrol inspection;intelligent patrol robot; mobile sensor equipment;smart power plant

電廠安全生產(chǎn)、保障電力穩(wěn)定供應(yīng)的基礎(chǔ)是設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此隨時(shí)關(guān)注設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)上報(bào)設(shè)備的異常情況，并對(duì)設(shè)備的不健康狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)檢修和維護(hù)是保障電場(chǎng)安全生產(chǎn)的重要手段。近年來(lái)大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)迅猛發(fā)展，為了更好監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提高設(shè)備的運(yùn)維效率，降低運(yùn)維成本，保障電廠設(shè)備安全可靠運(yùn)行，智能巡點(diǎn)檢成為設(shè)備管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。

電廠智能巡點(diǎn)檢系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要包括三部分：電腦端網(wǎng)頁(yè)版實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)信息的配置、巡點(diǎn)檢計(jì)劃的制訂及巡點(diǎn)檢結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析;手機(jī)端智能巡檢APP配合移動(dòng)傳感設(shè)備（巡點(diǎn)檢儀）及智能巡點(diǎn)檢卡片，完成巡點(diǎn)檢結(jié)果錄入、缺陷提交、工作票開(kāi)具等環(huán)節(jié);對(duì)于危險(xiǎn)系數(shù)比較高、人員巡點(diǎn)檢困難的巡點(diǎn)檢點(diǎn)（如氫站、油站、變壓器等）采用智能巡點(diǎn)檢機(jī)器人代替人員巡點(diǎn)檢，降低巡點(diǎn)檢人員人身安全的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，同時(shí)可大幅提高巡點(diǎn)檢效率。

1 電腦端網(wǎng)頁(yè)版智能巡點(diǎn)檢系統(tǒng)

電腦端智能巡點(diǎn)檢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)巡點(diǎn)檢工作的管理，使巡點(diǎn)檢工作從基礎(chǔ)信息配置、計(jì)劃管理、現(xiàn)場(chǎng)巡點(diǎn)檢、巡點(diǎn)檢結(jié)果上傳，到巡點(diǎn)檢結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，使巡點(diǎn)檢工作得以閉環(huán)?；谘颤c(diǎn)檢操作的管理要求和特點(diǎn)，要確保流程管理順暢，符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際管理需求，在此前提下應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化和優(yōu)化流程，減少巡點(diǎn)檢人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高巡點(diǎn)檢人員的人身安全系數(shù)。

1.1 巡點(diǎn)檢計(jì)劃管理

巡點(diǎn)檢系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定的路線、周期自動(dòng)生成巡點(diǎn)檢工作任務(wù)，并將這些工作分派給預(yù)設(shè)的負(fù)責(zé)人，巡點(diǎn)檢任務(wù)自動(dòng)同步到智能巡點(diǎn)檢APP，巡點(diǎn)檢人員可持設(shè)備奔赴現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)巡點(diǎn)檢工作。點(diǎn)檢結(jié)果可從實(shí)時(shí)或離線的方式上傳至系統(tǒng)，并對(duì)點(diǎn)檢結(jié)果進(jìn)行多維度統(tǒng)計(jì)分析，使點(diǎn)檢工作閉環(huán)，更加高效，如圖1所示。

1.2 巡點(diǎn)檢數(shù)據(jù)采集

巡點(diǎn)檢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三個(gè)主要來(lái)源，分別是生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、巡點(diǎn)檢人員使用點(diǎn)檢儀現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)、設(shè)備的基礎(chǔ)資料。

來(lái)自生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的巡點(diǎn)檢數(shù)據(jù)利用通訊接口自動(dòng)采集;巡點(diǎn)檢人員通過(guò)手持點(diǎn)檢設(shè)備對(duì)巡點(diǎn)檢內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，巡檢機(jī)器人通過(guò)機(jī)載點(diǎn)檢設(shè)備對(duì)巡點(diǎn)檢內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步至工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái);設(shè)備的設(shè)計(jì)資料可手工錄入至點(diǎn)檢系統(tǒng)并支持指定格式的批量導(dǎo)入功能。該系統(tǒng)同時(shí)支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（音頻、視頻、圖片等），巡點(diǎn)檢員可通過(guò)手機(jī)等工具拍攝照片、視頻、音頻等，傳入巡點(diǎn)檢數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)巡點(diǎn)檢平臺(tái)進(jìn)行巡點(diǎn)檢數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)展示，巡點(diǎn)檢員或管理者只需通過(guò)瀏覽器輸入網(wǎng)址即可對(duì)全廠設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)于部分不能由實(shí)時(shí)采集獲得的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以開(kāi)放通過(guò)Web頁(yè)面離線手動(dòng)錄入的接口。還可建立手機(jī)查看模式，用戶按權(quán)限登錄，隨時(shí)隨地查看權(quán)限內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)容，如圖2所示。

1.3 巡點(diǎn)檢過(guò)程管理

記錄到位時(shí)間、人員。系統(tǒng)為每個(gè)設(shè)施安裝NFC電子標(biāo)簽，工作人員只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)讀取該電子標(biāo)簽才能得到有效的巡點(diǎn)檢信息，包括巡點(diǎn)檢的時(shí)間和數(shù)據(jù)等。所以可以最大程度地保證巡點(diǎn)檢時(shí)間的客觀可靠性，并作為巡點(diǎn)檢管理的基礎(chǔ)。根據(jù)巡點(diǎn)檢周期的標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)計(jì)算日巡點(diǎn)檢項(xiàng)目。

（1）設(shè)備狀態(tài)。記錄設(shè)備狀態(tài)并根據(jù)設(shè)備狀態(tài)確定本設(shè)備巡點(diǎn)檢內(nèi)容。

（2）項(xiàng)目?jī)?nèi)容記錄。記錄巡點(diǎn)檢結(jié)果內(nèi)容和時(shí)間。

（3）拍照、錄像功能。拍照、錄像功能是本系統(tǒng)針對(duì)巡點(diǎn)檢日常工作的需要?jiǎng)?chuàng)新性提出的，用于保存巡點(diǎn)檢時(shí)設(shè)備的圖像及視頻信息，改變了傳統(tǒng)巡點(diǎn)檢只依靠點(diǎn)檢儀數(shù)據(jù)和文字?jǐn)⑹稣故驹O(shè)備狀態(tài)的現(xiàn)狀。巡點(diǎn)檢人員可以使用手機(jī)對(duì)檢查設(shè)備進(jìn)行拍照或者錄像，使管理人員直觀地看到設(shè)備的狀態(tài)，拍照功能不是孤立的，而是和巡點(diǎn)檢模塊配合使用。本系統(tǒng)將拍照程序嵌入巡點(diǎn)檢功能，在巡點(diǎn)檢功能界面選擇此功能，進(jìn)入功能界面進(jìn)行拍照/錄像，系統(tǒng)會(huì)將巡點(diǎn)檢員確認(rèn)后的照片/視頻保存到本地SD卡，同時(shí)將保存路徑存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，上傳巡點(diǎn)檢數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)同時(shí)上傳該次巡點(diǎn)檢的照片/視頻，并在拍攝/錄制時(shí)添加上時(shí)間戳，以顯示照片/視頻生成時(shí)間，與到位統(tǒng)計(jì)、工時(shí)統(tǒng)計(jì)、漏檢統(tǒng)計(jì)等聯(lián)系起來(lái)，方便考核管理，如圖3所示。

1.4 巡點(diǎn)檢統(tǒng)計(jì)與分析

對(duì)每條巡檢路線、巡檢點(diǎn)、巡檢設(shè)備的巡點(diǎn)檢結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄，并分別對(duì)班組和個(gè)人的巡點(diǎn)檢工作的開(kāi)展情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括巡點(diǎn)檢率、總?cè)蝿?wù)數(shù)、實(shí)際完成數(shù)、漏檢設(shè)備數(shù)量、漏檢率等指標(biāo)，對(duì)設(shè)備異常、設(shè)備缺陷數(shù)據(jù)及時(shí)上傳系統(tǒng)，可直接在手機(jī)端操作提交缺陷，并具備多維度查詢、統(tǒng)計(jì)功能，按照日、月、年提供統(tǒng)計(jì)報(bào)表，如圖4所示。

2 手機(jī)端智能巡檢APP及智能傳感設(shè)備、智能巡點(diǎn)檢卡片

手機(jī)端智能巡檢APP配合移動(dòng)傳感設(shè)備（無(wú)線藍(lán)牙點(diǎn)檢儀）及智能巡點(diǎn)檢卡片，完成巡點(diǎn)檢結(jié)果錄入、提交缺陷、開(kāi)工作票等環(huán)節(jié)。

利用手機(jī)終端在智能巡點(diǎn)檢卡處進(jìn)行NFC打卡簽到，系統(tǒng)自動(dòng)記錄巡點(diǎn)檢人員軌跡。巡點(diǎn)檢人員到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)后，仔細(xì)查看設(shè)備運(yùn)行狀況，然后根據(jù)其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況，錄入設(shè)備各巡點(diǎn)檢項(xiàng)的巡檢結(jié)果;對(duì)于設(shè)備的溫度、振動(dòng)等重要參數(shù)，可將移動(dòng)傳感設(shè)備置于被測(cè)位置處，與手機(jī)通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙進(jìn)行連接，將傳感器測(cè)得的溫度、振動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街悄苎颤c(diǎn)檢APP中，便捷記錄設(shè)備各重要運(yùn)行參數(shù)。巡點(diǎn)檢數(shù)據(jù)通過(guò)VPN+4G/5G網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場(chǎng)部署的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)同步到后臺(tái)服務(wù)器。如巡點(diǎn)檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，可利用移動(dòng)終端提交設(shè)備缺陷、開(kāi)據(jù)工作票等，通知檢修組進(jìn)行設(shè)備維修。

3 智能巡檢機(jī)器人

智能巡點(diǎn)檢機(jī)器人系統(tǒng)通常有兩種操控方式，包括自主或遙控方式。在電腦端系統(tǒng)中對(duì)巡檢機(jī)器人單獨(dú)配置巡檢計(jì)劃，定期生成巡檢任務(wù)，在自主或遙控狀態(tài)下根據(jù)巡檢任務(wù)的時(shí)間要求和路線設(shè)備要求，在無(wú)人監(jiān)管的情況下，對(duì)室內(nèi)外的高壓、危險(xiǎn)設(shè)備進(jìn)行巡點(diǎn)檢作業(yè)，主要包括紅外溫度監(jiān)測(cè)、儀表讀數(shù)人工智能算法圖像識(shí)別，設(shè)備異常自動(dòng)拍照、錄像等工作，替代巡點(diǎn)檢人員完成巡點(diǎn)檢任務(wù)中比較危險(xiǎn)、困難和重復(fù)性的工作，保證巡點(diǎn)檢人員的人身安全，同時(shí)提高巡點(diǎn)檢效率。

智能巡點(diǎn)檢機(jī)器人的巡檢方式主要有定點(diǎn)巡檢、定路徑巡檢、遙控巡點(diǎn)檢等多種方式或其組合，巡檢機(jī)器人可完成的巡點(diǎn)檢內(nèi)容包括實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控錄像、重要設(shè)備噪聲監(jiān)測(cè)、SF6泄漏檢測(cè)、紅外測(cè)溫與超溫報(bào)警、儀表讀數(shù)智能圖像識(shí)別等功能，另外在電腦端實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人巡點(diǎn)檢結(jié)果進(jìn)行報(bào)表分析與歷史數(shù)據(jù)分析等功能，減輕巡點(diǎn)檢人員工作量，危險(xiǎn)區(qū)域徹底替代人工進(jìn)行巡檢，保障巡點(diǎn)檢人員的人身安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能巡點(diǎn)檢系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，結(jié)合智能移動(dòng)手機(jī)終端APP、移動(dòng)傳感設(shè)備、智能巡點(diǎn)檢卡及智能巡點(diǎn)檢機(jī)器人等，改變巡點(diǎn)檢工作難以監(jiān)管、工作無(wú)法閉環(huán)的工作現(xiàn)狀，將所有巡點(diǎn)檢工作統(tǒng)一定義，按照計(jì)劃定時(shí)自動(dòng)派發(fā)到移動(dòng)APP端，并將巡點(diǎn)檢人員記錄的各設(shè)備的巡點(diǎn)檢結(jié)果自動(dòng)保存，并匯總統(tǒng)計(jì)分析，使業(yè)務(wù)操作變得更加科學(xué)、智能、簡(jiǎn)單、快捷、安全，從而更大程度上將現(xiàn)場(chǎng)工作人員從信息系統(tǒng)的操作上解放出來(lái)，使得現(xiàn)場(chǎng)管理工作更加高效，設(shè)備管理更加全面立體。

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