設備電子巡檢系統在化工企業的應用

胡流光，關宗晨

(云南云天化國際化工股份有限公司紅磷分公司，云南 開遠 661600)

一、引言

云天化國際紅磷分公司于2010年開始建設EAM系統，經過1年多的系統改進及完善，目前EAM系統已實現了設備資產管理、設備檢修、預防性維護等功能，并與SAP、MES系統實現數據共享。

在此基礎上，于2012年建設設備電子巡檢系統。該系統針對化工生產特點，以到位管理為核心，采用信息網絡技術、RFID技術、移動技術，并通過與EAM系統、MES系統實時數據庫集成，全面實現了企業現場巡檢的電子化管理，將設備巡檢和點檢的“五定要求”(定人、定點、定量、定周期、定標準)建立在軟件系統中。當操作工人開始日常巡檢時，可攜帶移動終端并從中獲取任務指令并執行。當工人輸入數據時，如果數值超過限值，PDA巡檢系統會發出警告，并提示工人最佳操作步驟，及時防范事故的發生。有異常情況時，系統自動發出維修請求。這一閉環移動作業現場管理體系提高了設備現場管理的透明度和執行力度。

二、系統概述

1.系統架構

系統分為應用層、傳輸層、采集層：應用層提供人機界面，實現操作和管理；傳輸層提供有線、無線通信通道；采集層采集原始數據，讀取用戶端的RFID標簽，搜集處理相關數據，實現與主站的交互。系統如圖1所示。

圖中PDA(即掌上電腦)的規格：CPUPXA320，806MHz；操作系統WindowsMobile6.1；接口RS-232，USB1.1；尺寸80mm×160mm×35.5mm；重量410g；WCDMATX頻率1 922.4～1 977.6，RX頻率2 112.4～2 167.6MHz，頻率精確度∶±200Hz，輸出功率250mW，調制類型：G7W，D7W。

PDA配置有鍵盤、手寫筆，攝像頭、藍牙無線設施、RFID閱讀器和一維/二維條形碼掃描器等。

RFID電子標簽為內含64位數據的電子標簽，每個電子標簽的編碼都是唯一的，且不可復制。每個電子標簽具有特定的設備、位置信息。識讀次數＞35萬次，壽命＞20年，環境溫度-40℃～85℃，無需供電。

圖1 電子巡檢系統結構圖

傳輸器或(或通信坐)由電源、通信線、通信底座構成，是PDA與PC間的連接件，與計算機間通過Rs232或USB進行連接、通信。

管理軟件是根據用戶需求開發的，本系統以紅磷分公司EAM為后臺，采用JSP技術、Java Bean組件、Javacript、PL/SQL等進行開發形成EAM系統設備點巡檢管理模塊。

2.系統總體工作流程

定義巡檢路線→下載巡檢路線到PDA→PDA開始巡檢→到達現場進行電子標簽掃描→按照PDA終端上的要求進行操作→巡檢完成之后巡檢人員將PDA中巡檢數據與上位系統進行數據同步→上傳(離線或在線)巡檢記錄到EAM系統→巡檢人員提交巡檢記錄→班長審核巡檢記錄→巡檢人員對異常數據生成缺陷申請→分廠技術人員對缺陷進行處理→相關人員到EAM系統中設備點檢管理模塊進行統計查詢

3.系統的3個優點

(1)該系統與EAM、MES數據庫集成得較好，可實現巡檢點數據與數據庫數據的對比分析；電子巡檢系統與EAM系統的無縫集成，可使兩套系統共享一套數據，如設備臺賬、位置信息等。

(2)電子巡檢系統與故障樹結合應用，可使設備問題及時得到解決。

(3)對PDA中的巡檢記錄上傳設計了良好的加密管理，可以防止操作人員不按規定要求巡檢而上傳虛假數據。

三、系統功能設計

1.功能設計原則和要求

(1)定專業：以工藝巡檢和設備點檢為主，實現點巡檢電子化管理。

(2)定范圍：界定各專業實施點巡檢作業的線路、范圍和設備。

(3)定項目：確定裝置和設備的管理點和檢查點。

(4)定條件：確定實施點巡檢的條件。

(5)定方法：確定每個檢查范圍和檢查點的檢查方法。

(6)定標準：確定每個巡檢點和點檢點項目檢查標準，并設計指導標準和方法。

(7)定周期：確定所有檢查范圍和檢查點的檢查周期，并在經驗積累的基礎上不斷完善。

2.系統功能和流程

電子巡檢管理軟件設有定義巡檢路線、填寫巡檢記錄、生成缺陷申請等10個功能，PDA巡檢功能主要有巡檢人員登陸驗證、巡檢過程、巡檢上傳等功能。系統的功能流程框圖如圖2所示。

圖2 電子巡檢系統功能流程框圖

具體功能介紹如下。

(1)定義巡檢路線。

這是最基本的功能，用于實現定義某條巡檢路線包括哪些設備、具體巡檢內容、巡檢頻率、判斷標準等等?！拔宥ㄒ蟆敝械亩c、定量、定周期、定標準均是通過“定義巡檢路線”功能實現。在系統中的“設備點巡檢管理→定義巡檢路線”菜單下，通過點擊“新增”按鈕后，出現定義巡檢路線信息框，需要填寫信息包括設備巡檢編碼、巡檢路線名稱、簡稱等。

填完以上信息后點擊保存，保存后需要繼續添加該巡檢路線上需要巡檢的所有設備及其巡檢內容、指標，如圖3。

圖3 定義巡檢設備各項指標

圖3為某條巡檢路線上需要巡檢的3臺設備，設備的選擇通過設備編碼選取，選擇后同時帶出設備名稱、位號等信息。然后定義該設備的電子標簽、巡檢內容、判定標準、實時位號、上下限、巡檢頻率、指定裝置等。

(2)巡檢路線權限分配。

其功能是將當前的巡檢路線分配給巡檢人員，巡檢人員在登錄PDA時，則顯示巡檢路線及巡檢內容。

(3)導出巡檢路線。

根據指定文件格式導出某條或某幾條巡檢路線信息。

(4)設備巡檢記錄填寫。

巡檢后可使用此功能把PDA巡檢內容同步導入EAM系統中。

(5)設備巡檢記錄審核。

巡檢記錄導入EAM系統中后，需要由本人進行“提交”，提交后由相關人員審核。即完成整個巡檢過程。

(6)生成缺陷申請。

這也是巡檢系統的一個重要功能，如果巡檢結果有與判斷標準不符的，系統會自動生成缺陷清單，經審核確定后可以批量生成檢修工單。此工單可轉到下一環節進行處理。

(7)統計分析查詢。

巡檢記錄統計分析查詢主要包括如下的功能：

①巡檢記錄審核信息統計報告：用于統計巡檢記錄審核完成情況；

②巡檢記錄到位月統計報告：用于統計每月每條線路的巡檢情況，管理人員可根據這個報表快速檢查巡檢情況；

③巡檢記錄到位天統計報告：指定任意時段，統計該時段內應巡檢次數及實到次數；

④巡檢記錄狀態統計報告：統計每天巡檢記錄是否正常，不正常的以紅色字體標記。

圖4 巡檢操作界面

(8)PDA系統。

巡檢人員使用員工號進行登陸，經身份識別驗證后，即可以下載巡檢路線、開始巡檢，現場通過檢測RFID(射頻標識)可以使系統識別設備，PDA中內置時鐘，可以自動完成對巡視記錄的時間標簽。巡檢完成后可上傳巡檢記錄到系統中。巡檢界面如圖4所示。

四、系統開發關鍵技術

1.PDA開發關鍵技術

(1)編程語言(C#語言)和.NET環境。C#是基于.NET框架面向對象的編程語言，其有對.NET基類庫的完全訪問權，并易于訪問Windows API的優點；.NET是一種在Windows平臺上編程的新架構，在.NET中C#等語言都可以編譯為通用的中間語言，具有語言無關性，.NET框架提供簡化ASP Web應用程序和XML Web Services開發關鍵技術的訪問。

(2)PDA中RFID射頻的驅動及鍵盤驅動程序開發。

(3)巡檢記錄加密技術。主要目的是防止巡檢人員將PDA巡檢記錄同步到主機上后，任意修改巡檢數據，然后上傳到EAM系統中。數據安全采用DES加密技術，巡檢記錄采用C#編程進行加密，記錄上傳過程中采用Java進行解密。

2.設備點巡檢模塊關鍵技術

(1)數據訪問方式。

采用的是Jboss自帶的數據庫連接池，這樣可提高數據庫連接的效率，給系統穩定運行奠定了良好的基礎。

(2)系統集成。

電子巡檢系統與EAM及MES進行了集成，通過與數據庫集成，實現在相應的巡檢點上可以與數據庫數據對比分析或數據共享。

(3)頁面開發采用JSP技術，業務處理采用Java技術。

五、應用效果

紅磷分公司共有合成氨廠、磷酸廠、硫酸廠、磷銨廠等6套生產裝置及供水、供氣、變電站(公用工程)等多個生產輔助設備，在實施電子巡檢系統之前，實施的是人工巡檢，存在諸多弊端，如不認真巡檢、沒有指標等。

紅磷分公司電子巡檢系統于2012年6月開始投入運行，共設有巡檢路線59條、PDA 41臺，通過電子巡檢系統，解決了上述問題，對巡檢記錄的檢查考核由定性轉變為定量，實現了設備巡檢率接近100%。