基于物聯網的供電設備故障處理

唐澤軍 梁海龍 郭勇 劉云涌

摘要：因為石油行業供電設備的工作環境、操作方式等都會對其的性能產生影響，所以在使用的過程當中不可避免的會出現一些故障，而由于軟件方面存在缺失、硬件方面不足以及人員等多種因素，導致供電設備故障處理效率不高，存在極大的安全隱患。因此，設計了一種基于RFID技術的物聯網系統，能夠實現供電設備生命周期管理、提供維護保養指導，并能對供電設備進行實時監測和故障預警，提升供電設備故障處理的效率，降低故障出現率，為石油企業的生產提供更穩定的電力系統。

關鍵詞：物聯網;供電設備;故障處理;石油企業

隨著我國社會經濟以及社會生產力的不斷發展，石油企業的發展在其中的作用越來越重要而石油企業在相關的生產管理當中，其中一項非常重要的工作就是對供電設備的檢查以及故障的維修。這對石油企業中的工作效率和生產過程當中的安全性能有著直接的影響。而物聯網技術的誕生則代表信息技術和工業的結合，它的先進特點使其很適合應用于油田供電設備日常管理與維護工作中，尤其是針對供電設備的故障處理，起到了非常積極的作用。

1石油行業供電設備故障原因分析

1.1軟件方面存在缺失

油田供電設備管理軟件方面，主要指的是國家出臺的相關安全規章等。當前一些企業對安全規章制度重視不足，沒有樹立起良好的安全生產理念。一般情況下，很多油田對原由泄露和井噴等事故都比較重視，但卻嚴重忽略了供電設備安全問題。同時對于安全規章和管理制度，相關人員執行力度不足，而導致這些安全措施落實不到位，無法充分發揮其應有作用。同時其它小問題的存在，也會進一步加大油田生產安全隱患。

1.2硬件方面不足

油田供電設備管理中，需要的使用的硬件配置主要是檢驗儀器和設備，以檢驗電氣設備安全性，此外還包括維修工具和保護裝備等。相關人員在設備采購過程中，如果只考慮成本選擇低廉、質量差設備，就會加大油田安全隱患。供電設備在使用中，由于保護裝置不完善，或者檢修工具無法正常使用，都會影響到供電工作的質量。檢測設備配備不完善，就無法在生產中及時檢測供電設備的安全性，會加大油田生產的安全隱患。

1.3人員因素

在油田供電設備安全管理中，人員因素占有重要地位，他們主要負責操作進行軟硬件操作、執行管理等，因此操作規范性會對生產安全產生很大影響。當前油田企業存在不少工作人員水平較低的情況，其掌握的專業知識不夠豐富，在實際工作中也會出現違反規章的情況，導致安全生產隱患較大。

2基于物聯網技術的供電設備故障處理

2.1物聯網技術概述

物聯網是在互聯網、移動通信網等通信網絡的基礎上，針對不同應用領域的需求，利用具有感知、通信與計算能力的智能物體自動獲取物理世界的各種信息，將所有能夠獨立尋址的物理對象互聯起來，實現全面感知、可靠傳輸、智能處理，構建人與物、物與物互聯的智能信息服務系統。物聯網技術的發展為供電設備的管理帶來了新概念。物聯網領域而言，射頻識別技術、無線傳感網技術，以及應用比較廣泛的監控視頻、非接觸溫度測定等，都是這一方面的核心技術力量。

2.2基于物聯網的供電設備故障處理系統的實現

2.1RFID技術

RFID技術是利用無線射頻信號空間耦合的方式，實現無接觸的標簽信息自動傳輸與識別的技術。基于法拉第電磁感應定律的RFID標簽解決了設備感知的問題。RFID標簽由RFID芯片、電路和天線組成。其設計的原理是法拉第電磁感應定律。按照工作原理可分為被動式RFID（無源RFID）、主動式RFID（有源RFID）和半主動RFID，RFID標簽解決了設備感知的問題。

2.2系統的設計原理

針對供電設備管理中存在的問題，研發了基于物聯網技術的供電設備管理系統，使用支持供電RFID標簽的供電移動終端進行數據采集，對數據進行分析，提供供電設備預警信息對供電設備進行管理，根據用戶不同權限完成數據分析、統計與報表生成等工作。依據對系統規模、監管結點數量等要求設計云平臺。

基于物聯網技術的供電設備管理系統的實施步驟為：首先將廠區的供電設備進行RFID標簽的唯一標識，RFID標簽中包含設備的位號、名稱、防爆標志、防爆合格證號、防護等級、生產日期、生產廠家信息;然后將廠區內供電設備的信息錄入服務器;設備管理時通過防爆終端識別RFID標簽進行設備的管理，每天將巡檢設備的數據通過無線網絡上傳到服務器，在B/S端可以查看設備的管理信息。

2.3系統的功能描述

2.3.1實現供電設備生命周期管理

該系統可以收集供電設備的所有信息，實現了供電設備從采購到安裝直到報廢的整個生命周期內狀態清晰可查、可追溯。因此可以規避采購過程中可能出現的質量差、性價比不高等問題，及時發現運行過程中出現的故障，隨時掌握設備狀態和信息，直到其結束使用壽命。

2.3.2提供維護保養指導

該系統可以根據供電設備的信息，引導安裝人員、維保人員和審查人員定期對設備進行各種級別的檢查工作，并記錄詳細過程;指導維保人員對設備開展專業級的維護保養工作，并記錄詳細過程，提升設備的工作狀態，延長設備使用壽命。

2.3.3實時監測

油田所有供電設備的工作正常，必須在適宜的工作環境下進行。由于油田工作環境的某些特殊因素，所以有時一些供電設備并不能正常使用，一旦工作環境發生變化，供電設備帶來的影響將不僅僅是工作的效率，而且對安全生產也有著一定的影響。該物聯網系統可以通過設備上傳感器對環境進行監測，對溫度壓力等進行監測的同時，并對監測數據進行保留，以便設備正常運行和工作人員及時的監管。這樣對設備的使用效率和保養帶來很多好處。設備上安裝的傳感器也可以及時發現設備出現的問題，這樣會保證設備狀態的穩定而保證設備的使用安全。物聯網在設備的工作環境和狀態進行監測的時候，會大大提高生產安全和工作效率，對油田的工作帶來很大的幫助。

2.3.4故障處理

基于物聯網的設備信息包括設備維護狀態信息、運行狀態信息和實時監測信息。為簡化輸入模型信息，加快數據檢索和數據處理速度，可建立設備和供電饋線的多對多的映射關系。設備維護狀態信息由設備管理數據庫自動讀取。設備運行信息采用二維碼掃描上送主站平臺、APP巡檢通知上報、報警平臺及地方報警平臺的數據記錄等方式來輸入。設備實時監控信息為SCADA監測信號，由傳統的電力通道獲取。運行信息上傳到監控主站后，通過設備映射關系形成故障信息處理的輸入信號。在線故障信息處理實現中，當主站監控平臺收到運行信息時，需要結合維護狀態信息和實時監測故障信號加以判斷，以準確找到故障位置，并且輸出故障處理結果。

3結束語

物聯網是一種跨學科的綜合產業，是決定將來競爭的核心決定力。可以說將來誰掌握了物聯網的發展技術。對于石油企業來說，供電設備是穩定生產的前提和保障，因此借助物聯網技術以較低的投資和使用成本實現對供電設備的全流程管理，加強故障的預警及處理效率，獲取傳統管理方式無法獲得的重要參數，并以此為基礎實施優化控制，確保供電設備的穩定運行，為石油企業的生產提供更安全穩定的電力支持。

參考文獻：

[1]李冬，劉哲，林濤.無源RFID標簽的防爆設計研究[J].儀表技術，2017，5：20-26.

[2]趙敏，周娟，李翠紅.基于物聯網技術的油田設備管理研究[J].石化技術，2016，23（8）：267—267.