一種配網(wǎng)不停電作業(yè)智能庫房設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

嚴(yán) 澍，劉 暢

（1.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司揚(yáng)州市江都區(qū)供電分公司，江蘇 揚(yáng)州 225200；2.網(wǎng)國江蘇省電力有限公司揚(yáng)州供電分公司，江蘇 揚(yáng)州 225000）

配網(wǎng)不停電作業(yè)是在配網(wǎng)高壓電氣設(shè)備上進(jìn)行不停電檢修、部件更換或測(cè)試的作業(yè)，是電網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)、檢修維護(hù)和改造的重要方法，是保證電力系統(tǒng)配電網(wǎng)正常可靠運(yùn)行的重要手段。不停電作業(yè)絕緣工器具的絕緣防護(hù)在不停電作業(yè)中，對(duì)作業(yè)人員的人身安全起著舉足輕重的作用，對(duì)其絕緣性能要求是能夠耐受較高的電壓和具備產(chǎn)生較小的泄漏電流，而絕緣工器具長期存放的環(huán)境對(duì)其性能有較大影響，因此如何建設(shè)一個(gè)有效的配網(wǎng)不停電作業(yè)庫房具有重要的意義。

文獻(xiàn)[1]引入“雙閉環(huán)”管理機(jī)制，對(duì)帶電作業(yè)工器具進(jìn)行管理，減少了帶電安全工器具的老化程度，保證了帶電作業(yè)的安全性和可靠性。文獻(xiàn)[2]根據(jù)帶電作業(yè)工具對(duì)存放庫房環(huán)境的要求，研制了相應(yīng)的庫房狀態(tài)監(jiān)測(cè)與智能控制系統(tǒng)。文獻(xiàn)[3]根據(jù)使用情況和地域特點(diǎn)，結(jié)合配網(wǎng)帶電作業(yè)方法及工器具的差異化，分析了依維柯NNPR系列帶電作業(yè)庫房特點(diǎn)。文獻(xiàn)[4]針對(duì)目前帶電作業(yè)絕緣工具庫房建設(shè)投資大、可移動(dòng)性差、耗能高的缺點(diǎn)，提出了一種集約型的工器具智能庫房設(shè)計(jì)方案。文獻(xiàn)[5]融合了帶電作業(yè)工具全生命周期智能化管理思路，從帶電作業(yè)工具庫房系統(tǒng)功能、全智能一體化管理兩個(gè)方面對(duì)智能化帶電作業(yè)工具庫房管理系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)地分析。文獻(xiàn)[6]采用歐姆龍PLC并結(jié)合靈活的組態(tài)界面來實(shí)現(xiàn)對(duì)工器具庫房的溫度、濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控，以達(dá)到庫房?jī)?nèi)溫度和濕度在設(shè)定范圍內(nèi)工作的目標(biāo)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本配網(wǎng)不停電作業(yè)智能庫房系統(tǒng)擬引入先進(jìn)的自動(dòng)化理念，并結(jié)合工器具存取的實(shí)際方法及特點(diǎn)，加入清洗、檢測(cè)等重要功能，來對(duì)配網(wǎng)不停電作業(yè)工器具實(shí)現(xiàn)智能化管理。該智能庫房系統(tǒng)主要分為三大區(qū)域：中控室、交互區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)（見圖1）。

圖1 配網(wǎng)不停電作業(yè)智能庫房布局

1.1 中控室

中控室作為整個(gè)系統(tǒng)的大腦部分，對(duì)整個(gè)庫房進(jìn)行監(jiān)控管理。中控室中的屏幕，能夠監(jiān)控包括中控室、交互區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)和車庫房的16個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，全程反映該庫房的情況。實(shí)時(shí)監(jiān)控存儲(chǔ)區(qū)、車庫房視頻情況，支持在WEB平臺(tái)上回放某時(shí)段的視頻記錄。中控室運(yùn)行的智能管控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的人員、工具、智能貨架、智能設(shè)備的管理，并可通過該系統(tǒng)推進(jìn)帶電作業(yè)任務(wù)，全程了解帶電作業(yè)任務(wù)進(jìn)展情況、庫房運(yùn)行情況。中控室中的智能管理柜（智能鑰匙管理柜、智能充電管理柜、智能物品管理柜、智能文件管理柜）通過RFID、稱重模塊、充電模塊實(shí)現(xiàn)了文件、備品備件、充電設(shè)備、鑰匙的智能化管控。

1.2 交互區(qū)

交互區(qū)作為帶電作業(yè)人員與智能庫房交互的區(qū)域，主要實(shí)現(xiàn)人員身份識(shí)別后領(lǐng)取與歸還工器具的功能。帶電作業(yè)人員通過人臉、指紋、密碼等多方式認(rèn)證人員身份，通過高拍儀識(shí)別帶電作業(yè)工作票任務(wù)，并拍照存儲(chǔ)工作票照片至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)工作票與帶電作業(yè)任務(wù)的無縫對(duì)接。識(shí)別完成后自動(dòng)調(diào)出人員作業(yè)任務(wù)，執(zhí)行后精準(zhǔn)提示作業(yè)所需工器具位置信息。

1.3 存儲(chǔ)區(qū)

存儲(chǔ)區(qū)作為整個(gè)智能庫房的主體部分，其除了存儲(chǔ)工器具的區(qū)域外還包含了檢測(cè)區(qū)和清洗區(qū)，主要實(shí)現(xiàn)工具的自動(dòng)配貨、工器具的自動(dòng)檢測(cè)與工器具的自動(dòng)清洗功能。存儲(chǔ)區(qū)配備了兩臺(tái)智能AGV設(shè)備，領(lǐng)取工器具時(shí)系統(tǒng)根據(jù)帶電作業(yè)任務(wù)，智能叉車AGV將對(duì)應(yīng)固定貨架上的工具，配放到周轉(zhuǎn)柜，由智能背負(fù)式AGV再將周轉(zhuǎn)柜上已經(jīng)準(zhǔn)備好的工具運(yùn)送至智能檢測(cè)平臺(tái)進(jìn)行出庫前的絕緣性能檢測(cè)，檢測(cè)合格后再運(yùn)送至交互區(qū)，等待作業(yè)人員領(lǐng)取。作業(yè)結(jié)束后作業(yè)人員將工器具歸還到交互區(qū)，智能AGV將工器具運(yùn)送至智能清洗平臺(tái)，對(duì)工具進(jìn)行清洗工作，清洗烘干結(jié)束后將工器具運(yùn)送至固定貨柜。

2 系統(tǒng)流程

該配網(wǎng)不停電作業(yè)智能庫房系統(tǒng)通過作業(yè)流程和智能庫房的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程、倉儲(chǔ)管理的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的全流程管控，其作業(yè)流程見圖2。

圖2 系統(tǒng)作業(yè)流程

2.1 需求發(fā)起

從帶電作業(yè)需求開始，工作人員通過移動(dòng)終端編輯帶電作業(yè)需求，提交作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息至移動(dòng)終端。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)勘查計(jì)劃編排

帶電作業(yè)專職人員接到需求信息后，在系統(tǒng)平臺(tái)編制現(xiàn)場(chǎng)勘查計(jì)劃，并將計(jì)劃發(fā)放到班組。班組長接收到勘查計(jì)劃后，安排現(xiàn)場(chǎng)勘查人員。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)勘查

安排好的勘查人員到現(xiàn)場(chǎng)勘查，并在移動(dòng)終端上填寫現(xiàn)場(chǎng)勘查記錄。

2.4 帶電作業(yè)計(jì)劃編排

帶電作業(yè)專職人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查記錄，編排帶電作業(yè)工作計(jì)劃，并派發(fā)到相應(yīng)的班組。班組長接收到帶電作業(yè)計(jì)劃后，安排相應(yīng)的工作負(fù)責(zé)人和對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員。工作負(fù)責(zé)人填寫相應(yīng)的帶電作業(yè)工作票和作業(yè)任務(wù)工單，智能庫房接收到作業(yè)任務(wù)工單。

2.5 智能庫房自動(dòng)配貨

智能庫房開始準(zhǔn)備工作票所需帶電作業(yè)工具，系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)項(xiàng)目類型，分析需配備的工具清單。智能叉車AGV將工具從固定柜調(diào)配到周轉(zhuǎn)柜，智能背負(fù)式AGV將周轉(zhuǎn)柜運(yùn)送至檢測(cè)區(qū)；智能檢測(cè)平臺(tái)開始對(duì)工具進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果記錄至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。檢測(cè)通過后，背負(fù)式AGV將周轉(zhuǎn)柜運(yùn)往風(fēng)淋通道，進(jìn)行風(fēng)淋烘干，烘干后，AGV將周轉(zhuǎn)柜放置到交互區(qū)，同時(shí)授電裝置自動(dòng)給周轉(zhuǎn)柜授電。

2.6 領(lǐng)取工具

帶電作業(yè)工作負(fù)責(zé)人攜帶工作票進(jìn)入庫房，在智能交互工作臺(tái)認(rèn)證身份，系統(tǒng)提示所需操作的工單信息，確認(rèn)后貨架上的LED定位燈點(diǎn)亮，精準(zhǔn)提示工作人員所需工具位置信息。系統(tǒng)同時(shí)下發(fā)帶電作業(yè)車任務(wù)信息，工作人員認(rèn)證身份，智能鑰匙柜自動(dòng)提示車輛鑰匙位置，領(lǐng)取鑰匙后，系統(tǒng)自動(dòng)記錄鑰匙領(lǐng)用信息。帶電作業(yè)車出庫后，系統(tǒng)自動(dòng)提示車輛離位信息。

2.7 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)

帶電作業(yè)人員到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)后，召開工會(huì)并錄音，交代工作任務(wù)，告知危險(xiǎn)點(diǎn)，布置現(xiàn)場(chǎng)安全措施，執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)指導(dǎo)卡。在作業(yè)過程中，工作負(fù)責(zé)人通過移動(dòng)終端將現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵安全技術(shù)措施拍照并上傳。作業(yè)結(jié)束后，帶電作業(yè)工作負(fù)責(zé)人對(duì)工作進(jìn)行全面檢查，召開收工會(huì)并錄音，向班組長匯報(bào)工作終結(jié)。

2.8 歸還工具

車輛返回庫房后，系統(tǒng)檢測(cè)到車輛入庫，自動(dòng)啟動(dòng)熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行快速烘干。帶電作業(yè)工作負(fù)責(zé)人在智能交互工作臺(tái)處認(rèn)證身份，掃描工作票條碼，系統(tǒng)點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)周轉(zhuǎn)柜定位燈，提示工作人員正確歸還工具。工具歸還后，背負(fù)式AGV自動(dòng)將周轉(zhuǎn)柜運(yùn)回至調(diào)配區(qū)，插車AGV將免洗工具歸還至存儲(chǔ)貨架，背負(fù)式AGV將工器具運(yùn)送至清洗間進(jìn)行清洗烘干。

3 系統(tǒng)創(chuàng)新

該配網(wǎng)不停電作業(yè)智能庫房利用物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，升級(jí)傳統(tǒng)庫房、提升作業(yè)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了不停電作業(yè)，從作業(yè)需求的發(fā)起到作業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)勘查、帶電作業(yè)計(jì)劃的編排與派發(fā)、工器具的自動(dòng)領(lǐng)取到作業(yè)完成的全流程管控，實(shí)現(xiàn)了工器具的按工單自動(dòng)配貨，工器具自動(dòng)檢測(cè)與工器具自動(dòng)清洗等功能。

3.1 工器具自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)清洗

該庫房實(shí)現(xiàn)了工器具出庫前的自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)不合格的工具自動(dòng)報(bào)警，并能夠?qū)⒉缓细窆ぞ叻胖玫讲缓细駞^(qū)。工器具清洗平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了工器具自動(dòng)清洗、自動(dòng)烘干功能。在夜間或無任務(wù)作業(yè)時(shí)自動(dòng)對(duì)工器具進(jìn)行自動(dòng)清洗烘干。減少了傳統(tǒng)作業(yè)人員自己檢測(cè)和清洗工器具的工作量，實(shí)現(xiàn)了工器具管理的自動(dòng)化。

3.2 智能交互工作臺(tái)

智能交互工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)了通過指紋、密碼、刷卡、面部識(shí)別等技術(shù)認(rèn)證人員身份信息，智能分析該人員所對(duì)應(yīng)的工單。通過圖像識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別該作業(yè)所對(duì)應(yīng)的工作票，并上傳信息到數(shù)據(jù)庫，使得工器具的領(lǐng)取和歸還更加安全化和智能化。

3.3 智能移動(dòng)終端

智能移動(dòng)終端安裝配網(wǎng)不停電作業(yè)專用APP軟件，支持工程班組、帶電作業(yè)班組隨時(shí)通過系統(tǒng)提交現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)需求、現(xiàn)場(chǎng)勘查情況、帶電作業(yè)過程。支持文字、語音、照片、視頻等多方式信息輸入。

3.4 風(fēng)淋通道

工器具出庫時(shí)設(shè)計(jì)了風(fēng)淋通道，感應(yīng)風(fēng)淋通道設(shè)計(jì)了電動(dòng)玻璃門及熱風(fēng)機(jī)，工具貨架到達(dá)風(fēng)淋通道內(nèi)，系統(tǒng)自動(dòng)控制電動(dòng)玻璃門閉合，形成封閉空間，自動(dòng)開啟熱風(fēng)機(jī)工作，夏季倉儲(chǔ)區(qū)溫度低于室外溫度，此時(shí)對(duì)工具進(jìn)行適當(dāng)風(fēng)淋，防止工具外出作業(yè)時(shí)表面產(chǎn)生凝露，絕緣系數(shù)降低。工具外出作業(yè)結(jié)束進(jìn)入庫房時(shí)進(jìn)行風(fēng)淋，除去工具表面附著的灰塵，保持工具清潔狀態(tài)。

3.5 工器具周轉(zhuǎn)柜

工器具周轉(zhuǎn)柜實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)升降功能，方便了工器具的自動(dòng)存取。在交互區(qū)的工器具周轉(zhuǎn)柜還增加了自動(dòng)授電裝置，能夠?qū)换^(qū)內(nèi)存放的周轉(zhuǎn)柜進(jìn)行授電操作，避免了在對(duì)工器具清洗時(shí)周轉(zhuǎn)柜帶電導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.6 RFID技術(shù)[7]

工器具自動(dòng)領(lǐng)取的過程中，當(dāng)智能AGV進(jìn)入RFID識(shí)別通道區(qū)域時(shí)，RFID設(shè)備自動(dòng)掃描貨架上的工具，核對(duì)工具類型、數(shù)量信息滿足需求后，系統(tǒng)自動(dòng)記錄本次出庫的所有工具信息。帶電作業(yè)車實(shí)現(xiàn)了RFID自動(dòng)檢測(cè)管理功能，自動(dòng)識(shí)別車輛在位、離位信息。車輛入庫后自動(dòng)啟動(dòng)熱風(fēng)機(jī)對(duì)絕緣斗進(jìn)行快速烘干，烘干后自動(dòng)關(guān)閉。

4 結(jié)束語

配網(wǎng)不停電作業(yè)庫房，是配網(wǎng)帶電作業(yè)中不可缺少的一個(gè)部分，它的管理對(duì)公司的物資設(shè)備管理、采購決策和生產(chǎn)運(yùn)維過程來說都至關(guān)重要。一直以來，人們使用的傳統(tǒng)人工管理庫房的方式都存在效率低、更新和維護(hù)困難等問題，而且生產(chǎn)作業(yè)和庫房控制作業(yè)已多樣化、復(fù)雜化，靠人工去處理已十分困難。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)日漸成熟，特別是RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和普及，使得智能庫房系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其自動(dòng)化率高、可靠性高、存儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)極大地提高了生產(chǎn)運(yùn)維管理的效率。本文利用物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)自動(dòng)化的技術(shù)設(shè)計(jì)出了一種配網(wǎng)不停電作業(yè)智能庫房，從不停電作業(yè)的需求發(fā)起，現(xiàn)場(chǎng)的勘察，工作票的簽發(fā)，到全自動(dòng)化庫房的自動(dòng)運(yùn)行，直至工作完成等全作業(yè)流程進(jìn)行了智能化、自動(dòng)化管控。該庫房在升級(jí)傳統(tǒng)庫房的基礎(chǔ)上，引入了先進(jìn)的技術(shù)，提升了配網(wǎng)不停電作業(yè)質(zhì)量，保障了安全生產(chǎn)，在配網(wǎng)不停電作業(yè)方面發(fā)揮著重要的作用。