变电设备智能巡检系统设计说明书

..-.-.word资料.变电设备智能巡检系统设计说明书1系统概述变电设备智能巡检系统是以实现变电站科学运行、精细化规X管理为目标的信息化管理程序，其通过对变电站的设备定期巡回检查和标准化巡视作业建立了方便可靠的一体化信息平台，并按照预定的方案和任务，定人、定点、定期、定方法、定标准进展全过程管理，可以快捷准确地开展正常巡检、夜巡和特巡工作，还可以对现场收集的数据和信息进展及时、准确、科学的分析统计，使各级生产管理人员能够直观及时地掌握变电站各类设备的运行工况，及时发现和处理设备运行中出现的异常、缺陷和其它平安隐患，保证设备和电网的平安、可靠、稳定运行，实现变电运行管理工作的规X化、标准化、精细化。1.1背景及意义变电站设备巡检是指变电站通过对其所管辖X围内的变电设备进展的定期巡视、检查以保证变电设备正常运行的一项日常工作。它是关系到国计民生的大事。为了实现变电站设备巡检工作的自动化、高效化，减轻工作人员的劳动强度、提高工作质量，基于计算机系统的巡检系统的需求就迫在眉睫了。变电站巡检系统的设计旨在实现包括人员管理、设备巡检、规X化缺陷描述、记录数据管理、检索、报表生成等全部工作的自动化、信息化、数字化管理。先进性在于淘汰纸X，提高工作效率和质量，降低运营本钱，缩短故障处理的时间，防止事故的发生。有效地监视巡检员的工作。通过记录巡检时间，保证巡检员的工作“准时到位〞。电力系统的事故绝大多数是由于人为的因素所造成的，事故所造成的损失都是以千万元计算的，降低人为事故因素是提高工作平安系数、减少损失的重要环节。当前巡检工作面临的问题：缺陷巡视管理工作一直以来都是巡检部门的难点。而到位情况以及缺陷统计那么是缺陷巡视管理工作中主要存在的难题；电网开展、无人值守变电站增加带来的巡检到位率和巡检质量监控的问题日益突出；变电站定期巡视缺乏重点，特别是对易遭受破坏的重要线路区段及变电站；巡线人员知识水平参差不齐，在现场仅仅凭经历判断，没有方便的标准可以在现场参照；巡视设备面广量大，巡线人员责任心有好有差。“巡线人员是否到位？缺陷定级是否准确？缺陷描述如何量化？〞等问题无法进展核实；巡视报告内容五花八门，对同一种缺陷的描述不统一，使更高一层管理人员无法判断缺陷的类别，更无法安排处理；每日四次的巡视周期内缺陷报告数量很大，伴有重复报告缺陷，靠人力根本无法分类整理，也就不能为消除缺陷提供科学的依据；人工书写缺陷记录使工作量巨大，缺陷巡视的效率降低，而且缺陷报告书不易保存；手工纸记录的方式，在繁杂的数据统计上，也因为效率低、繁琐也不利于实际工作；10〕已有的生产管理系统门类众多，五花八门，但是缺乏有效的手段整合所有的数据；此变电设备智能巡检系统可以帮助巡检人员摆脱原始的纸笔记录方式，降低人为因素带来的漏检或错检问题，实现设备巡视管理的无纸化办公；将各种巡视内容和规X作为硬性约束，在巡视过程中按具体的巡视规X和巡视标准进展巡视，使部门管理层有效监视巡视人员工作状态成为可能，并且可以到达减员增效的目的。对于目前大多数单位的变电站巡视仍然采用人工巡视及笔录的方式，巡视工作的管理较为困难，设备的巡视质量难以保证，更无法对设备的性能进展动态分析的情况，本系统不仅可以准确、完整的记录巡视人员的巡视到位情况，而且能够全面有效的管理设备巡视记录〔设备运行情况、运行参数、设备缺陷等〕，各种完善易用的查询、统计、数据分析更是本系统的特色之处。随着变电站自动化水平的提高，以及无人值守的普及，为防止变电站设备故障，提前发现隐患，变电站巡检逐渐受到重视。介绍了一种基于条码技术的变电站巡检系统，该系统采用具有激光读码器的PDA作为巡检器，可以方便地记录设备缺陷以及设备运行参数，自动记录巡检时间。此变电站巡检系统的功能特色主要表达在以下几个方面：确保值班人员巡视到位，强制填写缺陷记录；有效地强化了现场操作〔有效防止巡视人员不到位的弊端〕，提高现场巡检工作质量；PDA的引入使得信息记录的容量与方式彻底改变；巡视项和缺陷库使用标准术语，极大的提高了设备巡视的工作效率；RFID(射频标识)的应用：RFID作为目前最先进的标识码，具备了不易破损、数据可靠、使用周期长，是替代条形码、红外线标识的最正确选择；自动生成巡视报表，缺陷记录；灵活的任务定制方式〔满足多种巡视要求〕，功能强大，提供丰富的巡视结果查询；完善的变电站设备巡检标准缺陷库；灵活的任务定制方式〔满足多种巡视要求〕；操作方便，易学易用。我国的整体信息化水平一直比拟落后，电力系统同样如此。但由于巡检工作的重要性，同时结合当前的技术环境，已经有了一些产品开发出来，同时也已经开场应用。巡检系统的核心内容应该是数据采集、数据交换等方面。巡检过程中的数据采集，目前国内外主要应用的技术有信息钮、信息螺栓和条形码以及射频电子识别标签(RFDI)等技术，本系统主要使用RFID来实现设备的自动识别。1.2系统的主要目标总的来说，我国目前电力巡检系统存在着极大的信息瓶颈问题，传统的人工方式很大程度上阻碍了信息的快速传递，导致电力设备的运行状况不能及时的得到反映。通过对XX市武侯变电站的调研结果和该变电站自身的需求分析，我们认为变电站应该尽快建立符合自身需要的巡检系统，该系统应该能满足如下需求：1)巡检终端应当能够支持通过读取RFID标签来自动识别设备。2)设备巡检工程能够自定义。3)能够根据用户要求打印各种巡检报告。4)具有强大的故障分析功能5)系统使用灵活、操作界面友好、维护方便，易学易用6)系统应当具有良好的兼容性和扩大性7)系统应当具有足够的容错性和数据备份功能，使得系统可以可靠运行。8)系统应当具有足够的先进性，应当尽可能的采用比拟流行的技术开发本系统。1.3系统设计优势系统的设计不仅要满足使用、构造简洁、层次清晰，还要保证系统的通用性、重用性，易扩展、高性能、同时保证数据的平安，下面分别说明如下：1．良好的可用性、通用性系统提供应用户良好的使用体验，以直观明了的方式展现给用户，并且提供尽可能完善的功能，满足用户的各种使用需要；同时系统也要满足所有相关行业的功能需求，满足各种不同用户的需要，使其具有良好的通用性和行业扩展性。2．良好的扩展性系统设计除了满足现在的业务需要以外，还应充分考虑用户以后业务开展的需要和业务的变更，随着以后业务的开展和变化，可能会有不同的功能需要，因此要求系统具有良好的可伸缩性、扩展性，防止因为以后业务的变化而产生大规模的修改，造成本钱的浪费。3．可定制性变电设备巡检，虽然有国家标准，但每个省、市、地方的标准也不尽一样，不同客户的需求也存在一些差异，为满足不同地方用户的不同需求，需要系统具有可定制的特点，只需进展适当的配置，即可满足不同的功能需要。4．重用性好、模块化、松耦合可重用的软件组件可以防止不必要的重复开发工作，减少代码维护量，减少系统冗余。所有组件在设计时都应尽量减少对其应用环境和条件的假设，而应设计的尽量通用。可重用的组件更容易发现其中存在的问题，从而提高系统架构的质量，同时也有利于系统的修改维护；另外采用模块化、组件化的编程思想，可灵活地进展各功能模块的加〔卸〕载，使系统具一定程度的伸缩性，降低功能与功能之间的耦合，让系统构造清晰明了，使不同组件可以自由地拆分而互相之间没有什么影响，也可大大方便系统的后期升级和维护。5．高负载能力，高可靠性变电设备智能巡检系统的特点是大数据量、高密集性的网上操作，而且对数据的准确度要求很高。这种效劳平台必须有很高的可靠性，能承受高集中性的，因此我们要使用经过严格考验的成熟的技术架构作为根底进展开发。同时针对系统的大数据量、量高、高负载的特点，通过集群应用，缓存机制，分布式操作等优化手段来解决。通过Apache加应用效劳器做集群、加上应用效劳器端的缓存技术，满足大数据量，高密集性的网上操作，能承受高集中性的；同时数据库也可以做集群，一方面实现数据库操作的均衡负载，同时实现数据的同步，保证数据的平安可靠性，保证数据的平安性。6．平安性高随着业务的开展，对系统的稳定性和平安性的要求也随之提高。从设计之初，平安性就是研究考虑的关键问题。系统应当具备适当的授权和验证机制，平安通信能力等，以保证数据平安，防止非法用户使用系统。7．易于部署和维护系统使用JAVA开发技术，采用B/S的体系构造，只用在效劳器端安装更新系统程序，客户端只需要IE浏览器，无需安装其他任何软件即可使用，更易于系统的更新维护；同时在效劳器端系统采用直接拷贝的绿色安装模式，将程序拷贝后，只用手动导入数据库，然后启动效劳即可，在效劳器端的安装更新都非常方便。1.4需求概述1、业务流程以下为系统整体流程图与业务流程图。图1系统流程示意图系统流程描述：1)管理员在后台系统为巡检人员分配任务2)巡检人员通过PDA与主机无线交互，根据自己的用户名下载自己的任务3)巡检人员拿PDA到现场进展信息采集并在PDA中记录结果4)巡检人员拿PDA与主机无线交互，将巡检结果上传给管理主机5)管理员可根据上传的结果进展分析或报表打印6)后台效劳器还可与第三方系统进展接口图2业务流程图第三方第三方

系统巡检部门领导安排巡检任务把巡检任务录入到PC把巡检任务通过无线传输下传到PDA设备巡视状况统计报表输出对巡检结果进展处理通过无线接口连接PDA，读入巡检结读入巡检任务确认巡检人员信息巡检完毕，归总巡检结果上传巡检结果智能巡检系统PDA设备应用程序对电力设施进展检查，并通过PDA

把巡检结果记录下来。到达指定监测点，RFID进展扫描PC机应用程序图3业务流程图〔2〕业务流程描述：部门领导事先安排巡检任务，即指定巡检员于某一日期对某些变电站实施巡检。把任务录入PC机系统中，任务未执行前亦可进展修改、变更。使用PDA从PC机系统下载相应的变电站、设备等信息。巡检员领取PDA，输入本人的信息，从PC机系统下载的巡检任务根据PDA中显示的任务安排，巡检员对指定的变电站进展巡检。到达每个巡检点后，巡检员对该点的FRID标签进展扫描，以确认其来到巡检点。对指定设备的运行情况进展检查，并将检查结果输入到PDA中。一般对设备的缺陷有标准的描述选项，巡检员只需选择即可。但遇到特殊情况也可以手写输入备注信息。任务完毕后，巡检员上交PDA。通过PDA将巡检结果上传到PC系统中。PC系统对巡检结果进展数据处理，然后提供应部门领导检查和发往其他检修、消缺等相关部门处理。最后将数据存入数据库。功能需求1)通过系统参数设置，可以定义具体的设备类型以及每种设备类型所需要检测巡检工程以及巡检项对应的具体巡检内容，定义标准化的缺陷类型和缺陷内容及详细的缺陷参数并可以动态的添加、修改、删除。2)制定巡检任务，并可以根据实际情况进展修改和查询功能。3)对相应的巡检人员进展初始化，巡检人员下载后台管理人员安排的任务，巡检人员根据任务书上的提示进展信息采集，当出现的问题在缺陷内容中不存在时，进展手写输入。4)当巡检完毕后，巡检人员将所采集的数据通过无线传输方式上传到后台系统，后台管理人员对采集的数据进展数据库的备份与恢复。5)根据所有巡检人员所收集的数据进展缺陷统计，可根据实际要求制定相应报表。当出现缺陷库中无记录的缺陷时进展添加或修改记录。6)管理组织功能，用于设置用户各页面和功能的权限设置并可动态的添加、修改、删除巡检工作人员。7)管理人员可根据上交的巡检情况对巡检人员的工作状态作出评价，对任务巡检工作进展更好的监控与管理。8)PDA终端可下载巡检任务，上传巡检结果。9)识别巡检人员并通过RFID识别设备。10)PDA终端可查看任务11)手持移动终端应该是完整的一体化的设备，轻巧便携，使用简便，维护培训成绩低。12)实现巡检操作的模板化：工作人员可以根据模板内容而不是单纯依靠自己的经历来进展巡检。由于具有标准的工作流程和规X准确的缺陷库,巡检人员可按PDA上设计的缺陷描述语法对缺陷进展准确的描述,大大减少了工作量和人为因素引起的误差。13)巡视内容编制灵活：巡视内容按设备进展分类；根据变电站的实际情况，形成变电站的实际巡视内容；系统可以设置“常规巡视〞、“特殊巡视〞方式。1.5开发环境、工具及关键技术本系统涉及到效劳器端和PDA终端的开发效劳器端系统的开发构造及环境：系统构造：B/S构造数据库系统：SqlServer2000或以上应用效劳器：Tomcat、IBMWebSphere或oss等开发工具、技术体系：MyEclipse、J2EE(Struts2.x+Hibernate+Spring+ExtJs)运行环境(效劳器)：操作系统为Windows2003(或WindowsXP、Windows2008)；硬件要求CPU4GB、内存8GB、硬盘250GB以上。客户端要求：WindowsXp或以上，IE6以上浏览器性能要求：系统响应时间5秒以内，同时负载200人以上。2、PDA终端的开发及环境硬件：一台开发用主机，一台PDA，RFID读写头，射频IC卡PDA操作系统：Android2.1以上PDA数据库：SQLite和效劳器通讯方式：Wifi、USB2系统体系构造设计此系统分为三大系统：分别为效劳器端管理系统，效劳器与PDA数据通信系统，PDA数据采集系统。以下分别介绍。2.1效劳器端管理系统效劳器端管理系统功能构造图如下所示：图4效劳器端管理系统功能构造图2.2数据通信接口子系统1)、是移动设备PDA与后台效劳器管理系统之间进展通信和交互的中间接口系统。2)、可以完成巡检任务下载、结果上传的数据通信功能。3)、使用无线传输接口，方便快捷，易于使用，同时使用数据定存方式，保证数据的稳定性、可靠性。4)、移动设备PDA与效劳器进展交互前，需要进展验证，只有经过管理员在效劳器管理系统中授权过的PDA才能与效劳器进展数据交互。数据通讯子系统功能构造图如下所示：2.3移动数据采集子系统1)、巡检人员使用前，要进展登录验证，只有验证通过的用户才可使用。2〕、移动设备PDA与效劳器进展数据通讯前，需要进展验证，经过效劳器端系统管理员授权使用的PDA才能与效劳器进展数据交互。3)、巡检任务的接收：巡检人员通过PDA与效劳器系统进展数据通讯，从效劳器管理系统中下载当天要巡检的任务数据。4〕、巡检数据的采集：巡检人员通过PDA进展设备巡检，数据采集，保存在PDA系统中。3)、巡检结果的上传：巡检完设备后，通过无线数据传输方式和计算机互联，将PDA系统中保存的数据上传到效劳器系统中，巡检任务数据以及巡检结果可以在极短时间内传输完毕，相对于以前的基于串口或红外线接口的巡检器具有稳定性高、速度快、可靠性好的特点。移动数据采集系统其它特点：1)、巡检结果数据可保存数天，一次上传，之前采集的数据如果未上传，用户开机登录进入后，提供提醒功能，提醒用户“你xxxxx巡检的数据尚未上传，请上传数据〞。2〕、数据的上传和下载保证其绝对的完整性，数据下载时，如果未全部从效劳器端下载完毕(如中途通讯中断等)，那么提醒用户继续下载，全部下载完毕后再巡检；同时数据上传时，如果因通讯中断等原因导致数据未全部上传到效劳器端，也要提醒用户哪一次巡检的数据尚未全部上传到效劳器端，请继续上传。3、内置时钟：可以自动完成对巡视记录的时间标签。4)、巡检人员识别：巡检人员输入自己的工号使系统区分是哪个巡检人员。5)、现场设备识别：通过检测RFID(射频标识)可以使系统识别是哪个巡检区域(点)、哪台设备、哪个巡检项(通过读取的RFID标志首先在巡检区域对应的数据中检索，如果没检索到再在设备数据表中检索，没有再在最后一级巡检项中检索)，从而自动转到要巡检的对应内容。6)、支持拼音码(过滤)检索，除了支持通过RFID快速定位某个巡检区域(点)、设备、巡检项外，也支持通过输入拼音码的方式来定位(如果效劳器端没有维护记录这些内容的RFID编码或RFID损毁，那么用户也可通过输入拼音码的方式来定位)。3系统功能设计根底管理该功能模块下包括了数据字典管理、设备管理、角色管理、变电站管理、班组管理、权限管理几个子模块。数据字典管理主要存储信息分类，系统内置了国家标准里定义的所有设备类型、设备类型的巡检项、每个巡检项的巡检内容及各类巡检缺陷的分类信息描述。如果内置的信息里没有你需要的设备类型、巡检项、巡检内容或者缺陷描述话，你可以手工将你需要的添加的数据库中，也可以删、改数据库已经存在的各项信息。设备管理对系统里的变电站进展增、删、改操作，操作如下列图5、图6所示：图5、显示设备类型图6、修改设备类型名称角色管理对角色的权限进展管理，可以添加、删除、编辑每个角色，可以选择每个角色可以具备的功能操作。添加角色操作如下图：图7、角色管理主界面点击角色管理主界面的添加，进入到图8所示的界面，在此处定义角色名称和角色的描述，然后在该角色所要具有的功能前打钩，最后点击确定即可。图8、添加角色变电站管理对系统里的变电站进展增、删、改操作，操作如下列图9、图10所示：图9、变电站主界面图10、修改某变电站班组管理对系统里的人员班组信息进展增、删、改操作。权限管理对角色的权限进展管理，可以添加、删除、编辑每个角色，可以选择每个角色可以具备的功能操作。添加角色操作如下图：图11、权限管理主界面点击角色管理主界面的添加，进入到图12所示的界面，在此处定义角色名称和角色的描述，然后在该角色所要具有的功能前打钩，最后点击确定即可。图12、添加角色单位管理该功能模块下包括了单位信息管理、单位查询两个子模块。对人员所属的单位信息进展增加、修改、删除及查询单位信息等功能。提供单位注册、审核等功能用户管理该功能模块下包括了用户信息管理、用户权限分配几个子模块。3.3.1、用户信息管理分为个人信息和修改密码两个子模块，分别用来修改编辑个人的相关信息和密码。如图示。图13、个人信息维护3.3.2、用户权限分配修改查看用户的权限。缺陷管理该功能模块下包括了缺陷项管理、巡检内容管理两个子模块。巡检项管理系统配置信息查询模块包括了设备缺陷库查询、变电站查询、设备查询、线路查询、角色查询等几个子模块，主要是针对系统参数进各项组合查询。现在以巡检项为例进展演示，其他查询类似。设备参数查询模块每个项是“并且〞的关系，可以对相关项进展联合模糊查询，图14就是查询的巡检内容里包括“放电〞的所有缺陷描述信息。图14、设备缺陷库查询巡检内容管理设备配置巡视内容 可对变电站每一台设备配置巡视工程，具体操作是：选中一个设备，再选择“修改〞按扭，在右边的窗口中直接勾选，点击“保存〞按钮保存数据。提供缺陷的巡检选择项功能线路管理该功能模块下包括了线路管理、巡检点管理、台账分类管理、作业指导书管理等几个子模块。线路管理系统里每次巡视的任务对应一条线路，每条线路里包括了需要巡视的设备〔可以是多个电站的设备〕。这个模块主要是对线路进展增、删、改。删除与上面模块类同；点击“添加〞按钮添加新的线路名称和线路描述，确定后选择变电站弹出该变电站下所有设备，然后选择本线路里包含的的设备，确定后如果需要继续添加其他电站设备可以点击“继续添加〞。具体操作如下所示：点击左边导航菜单的“线路管理〞，进入线路管理主界面如图15所示。图15、线路主界面点击主界面的添加，添加新的线路名称和描述，如图16所示。图16、添加线路名称添加成功线路名和线路名后，选择变电站添加该电站下需要巡检的变电设备，如图17所示图17添加线路里的设备点击线路管理主界面某线路后的编辑，开场对线路中的名称和描述，线路包含的设备进展编辑，如图18所示。图18、编辑线路如果需要向该线路里添加设备那么点击“包含设备〞里的编辑，进入到编辑线路设备界面，如下列图19所示。在图19里首先选择需要巡检的电站，然后弹出该电站包含的所以设备，接着在需要巡检的设备前打钩并确定。图19、编辑线路设备巡检点管理系统里每次巡视的线路对应一个巡检点，每条巡检点里包括了需要巡视的设备〔可以是多个电站的设备〕。这个模块主要是对巡检点进展增、删、改。删除与上面模块类同；点击“添加〞按钮添加新的巡检点名称和巡检点描述，确定后选择变电站弹出该变电站下所有设备，然后选择本巡检点里包含的的设备，确定后如果需要继续添加其他电站设备可以点击“继续添加〞。任务管理该功能模块下包括了任务管理、任务查询两个子模块。任务管理任务管理模块是系统的核心模块之一，主要是用来设置任务和查询任务相关信息，可以对任务进展添加、删除、编辑等操作，具体的添加操作如下所示，编辑操作类似。进入任务管理主界面后点击添加弹出如图20的界面，首先定义任务的名称，然后为本次任务选择已经指定好的巡检线路，任务类型也有一定的分类，对应的任务类型有“正常巡视任务〞、“特殊巡视任务〞、“区域巡视任务〞、“全天候任务〞，然后选择本次任务的执行人，最后指定任务的开场时间和完毕时间，既任务必须在这个时间段内完成，超前或者过期任务是无效的。图20、添加任务界面任务查询对添加的任务，根据任务名称、任务编号、任务类型、开场时间、完毕时间、执行人、是否执行等信息进展查询。巡检管理巡检结果管理通过巡检员在现场对设备的检查结果，对有问题的设备进展确认(故障认定)，确定故障的类别、严重级别、是否解决等，并指定相关的维修责任人、维修人员和解决时间等；巡检结果管理同时也提供查询功能，包括根据巡检任务、巡检时间、巡检人、指定维修负责人、指定解决人、指定解决时间，所属设备、故障分类、严重级别、是否解决等来进展查询；同时也提供报表导出和打印功能。巡检结果查询对检查的结果和故障确认的信息提供查询功能，根据巡检任务、巡检时间、巡检人、指定维修负责人、指定解决人、指定解决时间，所属设备、故障分类、严重级别、是否解决等来进展查询；同时也提供对查询结果的导出和打印功能。维修管理维修记录管理根据对设备的巡检结果(和指定的维修负责人、维修人等)，维修人员维修后，由其负责人或维修人员自己来填写维修记录、设备的故障原因、处理方法等，作为对维修过程的一种备案；此管理功能中，只有被指定的维修责任人、维修人员才能填写对应设备故障的维修情况，具有维修记录查看的人只能浏览，不能修改。维修记录查询对维修的记录信息提供查询功能，包括巡检任务、巡检时间、巡检人、指定维修负责人、指定解决人、实际解决人、指定解决时间、实际解决时间，所属设备、故障分类、严重级别、是否解决等来进展查询。系统查询任务查询对巡检任务提供查询功能，根据任务名称、任务类型、时效X围、巡检方式、决定人、制定时间、制定人等要素提供查询功能。任务执行查询对任务的执行情况提供查询功能，根据任务名称、任务类型、时效X围、巡检方式、决定人、制定时间、制定人、执行人、执行时间X围、执行状态等要素提供查询功能。设备查询对设备信息提供查询功能，根据所属变电站、设备名称、编码、所属巡检点、设备分类、设备等级(级别)、设备状态等要素提供查询功能。设备状态查询对设备的运行状态提供查询功能，了解设备的〔是否〕故障、使用情况信息；根据所属变电站、设备名称、编码、所属巡检点、设备分类、设备等级(级别)、设备状态等要