基于ERP和GPRS的电力生产智能全方位巡检控制系统.pdf

9 8 工业仪表与自动化装置 2 0 1 1 年第 1期 基 于 EI 和 GP RS的 电力 生产 智 能全 方位 巡检 控 制 系统 徐远鹏 ( 1 华北电力大学 研 究生院， 北京 1 0 2 2 0 6 ； 2 哈 尔滨电业局 ， 哈尔滨 1 5 0 0 0 1 ) 摘要 ： 针对 目前高压输配电线路和设备监管措施较 多， 对巡线人 员工作责任考核技术措施有效 性较差的特点 ， 提 出了一种新的基于 E R P和 G P R S的电力生产智能全方位巡检控制 系统， 阐述 了 E R P管理模式， 引入 了E R P和 G P R S技术， 开发和实现了集巡线工作精确量化 管理 、 巡检数据 自动 录入等功能于一体的电力生产智能全方位巡检控制系统。应用结果验证 了该系统应用于电力系统 巡检时， 其软件运行稳定性优 良。该系统将成为电力生产巡检行业未来的发展 方向。 关键词： E R P ( 企业资源计划) ； G P R S ( 通用无线分组业务) ； 智能； 全方位； 巡检控制 中图分类号： T M7 6 4 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 0 6 8 2 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0 0 9 8 0 4 I n t e l l i g e n t a l l -r o un d i n s p e c t i o n c o n t r o l s y s t e m i n e l e c t r i c p o we r p r o d u c t i o n b a s e d o n ERP a n d GP RS XU Yua np e n g ( 1 C o l l e g e o fG r a d u a t e S t u d e n t s ， N o r t h C h i n a E le c t r i c P o w e r U n i v e r s it y ，B e ij i n g 1 0 2 2 0 6， C h i n a； 2 H a r b i n E l e c t ri c a l B u r e a u ，H a r b i n 1 5 0 0 0 1 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n v i e w o f c h a r a c t e r i s t i c s t h a t a t p r e s e n t ，mo r e r e g u l a t o r y me a s u r e s h a v e b e e n t a k e n i n h i g h v o l t a g e t r a n s m i s s i o n a n d d i s t ri b u t i o n l i n e s a n d e q u i p m e n t s ， t e c h n i c a l m e a s u r e s o f j o b r e s p o n s i b i l i t y a s s e s s me nt f o r l i n e i n s p e c t i o n p e r s o n s a r e p o o r e f f e c t i v e ne s s，a n e w i n t e l l i g e n t a l l r o u n d i n s p e c t i o n c o n t r o l s y s t e m i n e l e c t r i c p o we r p r o d u c t i o n b a s e d o n ERP a n d GPRS i s p u t f o r wa r dA ERP ma n a g e me n t p a t t e r n i s e x p o u n d e d，ERP a n d GPRS t e c hn o l o g y a r e d r a wn i n t o An i n t e g r a t e d i n t e l l i g e n t a l l - r o u n d i n s pe c t i o n c o n t r o l s y s t e m i n e l e c t r i c p o we r p r o d u c t i o n h a s b e e n d e v e l o p e d a n d i mp l e me nt e d，whi c h h a s a v a r i e t y o f p r a c t i c a l f u n c t i o n s o f p r e c i s e q u a n t i t a t i v e m a n a g e me n t o f l i n e i n s p e c t i o n j o b s ，a u t o m a t i c e n t r y o f i n - s p e e t i o n d a t a Th e r e s u l t s o f a pp l i c a t i o n s h o w t ha t a s t r o n g po i n t o f g o o d s t a b i l i t y o f s o f t wa r e，whe n t h e s y s t e m h a s be e n a p p l i e d i n l i n e -i n s p e c t i o n i n t h e e l e c t ric p o we r , s y s t e mI t ma n i f e s t s t h a t wh e n t h e s y s t e m i s a p p l i e d，i t mu s t b e c o me d e v e l o p i n g d i r e c t i o n i n t he i n d u s t ry o f l i n e i ns p e c t i o n i n e l e c t r i c p o we r p r o d u c t i o n i n t h e f u t u r e Ke y w o r d s ： E R P ( e n t e r p ri s e r e s o u r c e p l a n n i n g ) ； G P R S ( g e n e r a l p a c k e t r a d i o s e r v i c e ) ； i n t e l l i g e n t ； a nr o u n d： i n s p e c t i o n c o n t r o l 0引言 对于电力企业来说 ， 确保高压发输配 电设备 的 安全是至关重要的， 它关系到整个 电网的安全运行。 为了保证高压发输配 电设备 的安全， 电力系统采用 了大量的先进技术措施和严密的工作流程 ， 定期派 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 2 0 6 作者简介 ： 徐远鹏 ( 1 9 7 8 ) ， 男 ， 助理工程 师， 硕士研 究生 ， 研 究方 向为电气技术 ， 电力系统通信。 工作人员到重要设备现场去巡查 ， 通过实地巡查发 现各种问题和事故隐患 ， 以便及 时排 除故 障隐患。 过去对设备 的监管措施很多， 但对巡检人员的工作 责任考核的技术措施不够有效。 由于高压输配电线路分布在野外 ， 线路长 ， 分布 广 ， 平时 自然故障少 ， 为了提高工作效率 ， 减少在编 巡线工作人员 ， 通常电力公司会雇佣一些群众护线 员， 他们经过必要 的基本 培训 ， 定期巡查管 内的线 路 ， 可以在发生 ( 或可能发生) 人为 、 天灾等危及线 2 0 1 1 年第 1 期 工业仪表与 自动化装置 9 9 路安全的事件时及时报告 电力公 司， 从而避免事故 的发生或扩大。由于群众护线员的基 础较差 ， 培训 又不可能太细， 工作量化难度大 ， 如果没有有效 的监 管手段 ， 可能使电力公 司浪费该项投资 。必须有一 种简单可靠的技术手段对野外作业的巡检人员进行 管理 和考 核 。 E R P是建立在信息技术基础上 ， 利用现代企业 的先进管理思想 ， 全 面地集成 了企业 的所有资源信 息并为企业提供决策 、 计划 、 控制与经营业绩评估 的 全方位和系统化 的管理平 台， 是将企业的物流 、 资金 流、 信息流及人力资源进行全面一体 化管理 的信息 管理 系统 。 。 基于 E R P和 G P R S的电力生产智 能全方 位巡 检控制系统，不仅引入 了 E R P管理模式 ， 而且 同时 在应用 程序 中引入 了 G P S ( G l o b a l P o s i t i o n i n g S y s t e rn， 全球定位系统) 和 G P R S技术 ， 该系统在现有的 电力企业生产 E R P系统平台软件 的设 备巡视功 能 模块上 ， 配有掌上电脑作为终端设备 ， 掌上 电脑配有 自动识别技术或 G P S 卫星定位技术 的接 口设备 ， 为 了适应不 同场合的设备巡检 ， 开发 了基于掌上 电脑 的变电站设备巡检系统 、 输 电线路 ( G P S ) 设备巡检 系统和发电厂设备巡 ( 点) 检系统 。 1 电力企业生产 E R P系统平 台 传统的电力配电网管理信息系统是面向具体 系 统功能开发 ， 造成与具体用户需求捆绑得比较紧， 因 此， 通用性差 ， 单一数据建设 和重复性太多 ， 一直处 在低级重复开发阶段 ， 无法满足用户需求增加。当 管理流程平 台化后 ， 流程模型与具体业务模型分开 ， 流程模型面 向电力系统设备描述模 型作为统 一模 型， 各个用户模块在具体业 务模型 中， 当用户 改变 时， 通过定义工作流程和工作步骤处理权限和授权 ， 可 以灵活地改变个别 的处理流程 ， 而不必修改系统 程序。平 台具有软件稳定性佳 、 信息复用率高 、 开发 智能性强、 通用性好等特点 。电力企业生产 E R P 系统部分平台如图 1 所示。 图 1 电力 企业 生产 E R P系统部分平 台 G P R S双 向实 时交互 数据 图 2巡 检 控 制 系统 的组 成 2 2 巡检 控 制 系统 技 术特点 系统设计在分析适应 3种场合共同模型的基础 上 ， 制作公共连接库处 理模块作为巡检业务共享代 码 ， 使得巡检记录融人电力生产 E R P系统各个业务 处理模块 中， 同时考虑 到 3种场合设备巡视 的特殊 性分别制作变电设备巡检功能模块 、 输配 电线路巡 检功能模块 、 发 电厂设备巡检功能模块 ， 通过系统集 成模块用户可灵活配制业务功能模块到最终用户授 权配置中， 其中输配电线路设备识别采用 G P S定位 的设备所处 的经纬度 。 使用这套系统后 ， 生产部门可 以在电脑屏幕上 模拟巡检 ， 设定巡查路线 、 时间， 打印巡检工作图表 ， 当巡检员工作时不必时时去抽查巡 检员的巡视情 况 ， 通过使用该系统就可 以知道每个在岗的人员什 么时间巡查 了什么地 点， 从而实现 了巡检工作 的精 确量化管理 。并将掌上电脑的数据回传电力企业生 产 E R P系统平台软件系统 中， 实现巡检数据 自动录 入 ， 智能审定设备巡检工作漏检 、 告警 、 缺陷的情况 ， 生成各种查询、 统计 、 报表输出功能 “ 。 2 巡检控制 系统结构及技 术特 点 3 后 台计算机结构及功能 2 1 巡检 控 制 系统 结构 该系统由掌上电脑 ( P D A) 、 G P S卫星定位技术 的接 口设备 、 G P R S移动网络通信 数据交换设备 、 后 台计算机 、 U S B设备等组成 ， 如图 2所示。系统结构 特点是硬件设备符合工业标准， 抗恶劣环境 ， 运行稳 定 ， 安全可靠 ； 软件符合各种标准和协议 。 j 。 3 1 数据导入模块 从设备巡检功能模块 中通过数据导人模块完成 将线路名称 、 塔 区、 设备类 型( 缺 陷归类 ) 、 部 门、 人 员 、 线路基本参数导入 到巡检系统所用 的数据库表 中 ， 生成线 路 台账 、 线 路杆塔 列表 、 巡检 内容分类 ( 包 括设备类型和巡检点 ) ， 最终完成线路巡检 内 1 0 0 工业仪表与 自动化装 置 2 0 1 1 年第 1 期 容。线路巡检配置读取所配置的 线路名称 、 塔区、 设备类 型、 巡检 点 。 3 2 巡检 维护 巡检系统所使用的基本信息 的配置输入包括： 掌上 电脑 的配 置 、 巡检系统 的配置 ( 掌上 电脑 缺陷 异常选者项 目的录入 、 巡检 类型项 目的录入 ) 、 配置人 员权 限( 使用巡检系统 中各功能模块 权 限的配置 ) 。 3 3 巡 检项 目基 本 配置 配置和维护巡检内容、 巡检 点、 巡检设备之间相互关联关系 ， 结合导人 的线路名称 、 塔区完成 每条线路对应的塔 区， 塔 区对应 的设备， 设备对应的巡检点 ， 巡检 点对应的巡检内容等 5层数据结 构的描述。巡检工作是以任务为 掌上 电脑 的配置 = =： = = =： = 巡检 系统 的维护 = =：= = = = = = 巡检内容类型录入 巡检点类型配置 导 入部 门、人 员、 戋 路、杆塔、设备、 线路参数 巡检点的配置 慷 睡 鑫 巡 誉 目H 巡 务 篓 l点的 配置 l I 一 l l 一 I I配 置 配置人员 巡检点的 分类 巡检杆塔经纬度测试 下传数据接收l l巡检点统计 下载数据 图3 工程录入数据关联关系及录人数据的顺序 巡 检过程 正 常 下载数据 l l 线路杆塔参数 巡检过程发现异常 巡检过 程发 现缺 陷 G P S读取经 纬度 、海拔 、 日期 时间 主 显示巡检过程记录 GP R S实时发送巡检过程记录 亟墅画匝耍堕堕圈匝 亟亚 口巫 图 4 掌上 电脑软件的组成及数据流程 基本单位分发给掌上电脑 ， 掌上电脑读取所分配的 任务和要求执行巡检过程并记 录巡检过程 ， 对巡检 过程发现的缺陷或异常可以及时通过 G P R S发送到 主站后台机数据库中， 以便能够得到及时的处理， 同 时也保存掌上电脑本地数据库中， 待巡检结束后 ， 将 掌上电脑连接到客户机传送巡检结果数据到巡检系 统数据库中 。 3 4 上传任务和数据接收 配置任务给掌上电脑以及接收掌上电脑巡检 回 传 ， 将巡检回传数据进行分类处理得 出巡检全部记 录的浏览、 漏检情况浏览 ， 发现的缺陷情况及处理导 入到线路管理系统缺陷登记的入 口， 在线路管理系 统中完成缺陷流程的控制。发现的异常情况及处理 导入到线路管理系统异常登记 的入 口， 在线路管理 系统中完成异常流程的控制。 3 5 设备类型巡检数据综合查询 进行巡检线路、 塔 区、 设备、 巡检点所管理 的数 量 的统计 。 3 6工程录入数据关联关系及录入数据的顺序 在工程实际中， 要把相关的数据录入到计算机中， 录入数据关联关系及录入数据的顺序如图3所示。 4 掌上电脑软件及数据流程 掌上电脑软件的组成及数据流程如 图4所示。 掌上电脑根据巡检任务 的要求按 照线路 、 塔区、 设 备 、 检点 、 巡检内容的结构顺序下载任务配置表中的 数据， 按照提示完成巡检过程 ， 巡检的数据可以有选 择的实时发送到 G P R S网络 ， 通过 G P R S网络送到 后台机进行 同步操作 ， 导人到后台机巡检 回来的数 据表中， 由客户机的线路巡检下传模块分解数据存 人到各 自的应用功能数据表中。采用 G P S定位的 设备所处 的经纬度来 进行输 配 电线路 设备识别 ， G P R S移动网络通信数据交换功能， 主要完成发送 实时巡检数据至后 台服务器。初始化 和接收 G P S 经纬度 ， 海拔高度、 日期 、 时间数据并 自动记 录到巡 检过程记录中。 5 软件功能特点及现场应用 5 1 软件功能特点 1 ) 到位巡检 ， 记录巡检时间， 巡检明细； 2 ) 人性化设计 ： 制定巡检任务， 每个任务可以 定义具体巡检工作 内容 ； 3 ) 利用 P D A特点， 允许手写缺陷输入 ， 大容量 缺陷库 ； 4 ) 自动提示巡检漏检项 ； 5 ) 具有设备发现缺陷告警和异常处理功能； 6 ) 设备缺 陷处理 ， 自动生成缺 陷单 ， 进入缺 陷 处 理流程 ； 7 ) 自动生成运行巡检报表功能 ； 8 ) 能够进行各种统计并使用不同例图显示 ； 2 0 1 1 年第 1期 工业仪表与自动化装置 1 0 1 9 ) 后台软件基于企业 网平 台的 3层软件体 系 结构 ， 做到数据管理集 中于数据服务端 ， 应用服务集 散控制方式分布于企业重点计算机节点上 ， 客户端 随用户需求任意安装企业各用户计算 机节点上 ； 同 时做到应用服务器软件远程维护更新 功能 ， 客户端 自动检测软件版本更新 ， 做到免人为操作更新客户 端软 件功 能 。 5 2现场应 用 该平台已经在青海省西宁电力局 ， 浙江省杭州 电力局 、 嘉兴电力局 、 绍兴 电力局 、 金华电业局、 宁波 电业局等推广使用 ， 运行效果 良好。 6 结语 所研制 的基 于 E R P和 G P R S的电力生产智 能 全方位巡检控制系统 ， 是集电力生产巡线工作的精 确量化管理 ， 智能审定线路巡 检工作 ， 设 备巡检 管 理 ， 数据处理查询统计分析转发 以及缺陷处理为一 体的人工智能系统， 是 E R P管理模式 、 人工智 能在 电力生产巡检控制系统 的丰富和发展 。 研究成果 已经在 国内多省电网投入使用 ， 实践 证明该系统大大提高电力生产巡检控制系统智能性 和可靠性 ， 而且在功能完善性 、 通用性 、 实用化和抗 恶劣环境性等方面具有一定的优势 ， 可以进一步推 广应用 。 参考文献 ： 1 周风余 ， 吴 爱 国， 李贻斌 ， 等 高压 架空 输 电线路 自动 巡 线机器人 的研 制 J 电力 系统 及 其 自动化 ， 2 0 0 4 ， 2 8 ( 2 3 ) ： 8 9 - 9 1 2 程渤， 浮花玲， 杨国纬 基于工作流及集成 中间件技术 的电力信息 一体化 设计 及实 现 J 电力 系统 及其 自 动化 ， 2 0 0 4， 2 8 ( 1 9 ) ： 8 0 8 3 3 李建平 企业集团 E R P系统研究 以重庆索特集团 为例 J 情报学报 ， 2 0 0 2 ， 2 1 ( 3 ) ： 3 0 1 3 0 7 4 韩伟 G P R S无线通信在电力系统监控中的应用 J 电网技术 ， 2 0 0 7 ， 3 1 ( 下半年增刊 ) ： 2 7 6 2 7 9 5 V B o t t a G e n o u l a z ， P A Mi l l e t ， B G r a b o t A s u r v e y o n t h e r e c e n t r e s e a r c h l i t e r a t u r e o n E RP s y s t e ms f J C o mp u t e r s i n I n d u s t r y， 2 0 0 5 ( 5 6) ： 5 1 0 5 2 2 6 黄敏 ， 李达 ， 朱婷 ， 等 基 于 C D M A1 X网络 的架空输 电 线路无线视 频监 控 系 统 J 电力 系统 及其 自动化 ， 2 0 0 7 3 1 ( 5) ： 1 0 5 1 0 7 7 张艳梅 ， 刘长树 ， 王永 勤 输 电线路 绝缘子 污秽在线 监 测系统的应 用 J 高 电 压技 术 ， 2 0 0 6 ， 3 2( 3 ) ： 1 1 2 11 4 8 钱 志坚 ， 汪 骏发 电力巡线 机 载多角 度成 像多 源数 据 的采集 和 记 录 J 电力 系 统 及 其 自动 化 ， 2 0 0 6 ， 3 0 ( 1 6 ) ： 1 0 1 3 9 黄 志龙 ， 邱家驹 配 网 S C A D A和 G I S功能 的集成 J 电力 系统及其 自动化学报 ， 2 0 0 0， 1 2 ( 4 ) ： 3 6 4 1 1 0 D e n i s T r u d e a u ， R o y H o ff m m a ， Mi c h e a d A S e y m o u r I n t e r g - r a t i n g A M F M M a p s w i t h D i s tr i b u t i o n S C A D A J I E E E T r a n s a c t i o n o n P o we r De l i v e r y ， 1 9 9 0， 5 ( 2 ) ： 1 1 0 - 1 1 5 1 1 MO N T A MB A U L T S ，P O U L I O T N T h e HQ l i n e R O V e r： c o nt r i b u t i n g t o i nn o v a t i o n i n t r a ns mi s s i o n l i n e ma i n t e n a n e e C Mo n t r e a l ， C a n a d a ： P r o c e e d i n g s o f t h e 2 0 0 3 I EEE 1 Ot h I nt e rna t i o n a l Co n f e r e n c e o n Tr a n s mi s s i o n a n d Di s t r i bu t i o n Co n s t r u c t i o n， Ope r a t i o n a n d Li v el i ne Ma i nt e na nc e， 2 0 03： 3 34 0 1 2 殷 志鹏 远程 控制 航 模 巡 线 的 可行 性 分 析 和 展 望 J 电网技术 ， 2 0 0 7 ， 3 1 ( 增刊 ) ： 2 2 1 - 2 2 3 1 3 邵志一 ， 韩军 ， 宋 海华 电力线 路巡 检 系统信 息分 析 软件 的设计与实现 J 电网技术 ， 2 0 0 8 ， 3 2 ( 1 2 ) ： 1 0 0 1 0 4 1 4 葛少云 ， 温 宝伦 ， 贾宏杰 ， 等 一个新 颖实 用的配 电网 调度方式管理系统 J 电力系统及其 自动化学报， 2 0 0 2， 1 4( 1 )： 3 7 4 0 1 5 刘健 ， 倪 建立 ， 邓 永辉 配电 自动化 系统 M 北 京 ： 中国水利水电出版社 ， 1 9 9 9 ， 陕鼓动力 国产首套 3 6万 吨 年硝酸“ 四合一机组 ” 签约 1月 1 0日， 西安陕鼓动力股份有 限公司分别与四川金象集团、 贵州开磷集团共 同签订 了国产首套 3 6万 吨 年和 2 7万吨 年硝酸“ 四合一机组” 购销合同， 从而陕鼓硝酸“ 四合一机组” 供货将突破 5 0套。国产首套 3 6万吨 年机组合 同的签约， 打破 了国外跨 国公 司长期在大型硝酸机组上 的垄断地位， 标志着我 国大型硝酸 机组 国产化时代的到来 ， 将进一步推动 中国硝酸行业 向大型化方 向发展。陕鼓具有独立 自主知识 产权 的 “ 四合一” 机组 ， 分别 由轴流压缩机 、 氧化氮压缩机 、 尾气透平 、 蒸气透平组成。 为了适应硝酸装置规模大型化发展的趋势 ， 陕鼓 已经着手对更大规模 的硝酸 “ 四合一” 机组进行研发。 可以相信 ， 陕鼓动力第三代 、 第四代硝酸“ 四合一机组” 的效率会更高 ， 匹配更合理 ， 运行更稳定 ， 可完全满足 硝酸生产工艺的新要求 ， 市场 占有率会逐年攀升 。目前 ， 陕鼓动力也实现 了在硝酸行业 由机组销售向流程装 置工程总承包的重大转变 。