配電登桿培訓(xùn)的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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摘要：針對(duì)配電登桿作業(yè)工作人員的培訓(xùn)工作需求，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)一套輔助電子監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)針對(duì)作業(yè)工人規(guī)范化安全操作流程的要求選取斷開(kāi)電源連接、驗(yàn)電器驗(yàn)電和掛設(shè)接地線等重要節(jié)點(diǎn)的操作行為開(kāi)發(fā)硬件設(shè)備能夠采集到培訓(xùn)人員的操作行為信息，軟件開(kāi)發(fā)的控制系統(tǒng)對(duì)操作的順序給予評(píng)判，系統(tǒng)的使用不僅提高培訓(xùn)工作的精準(zhǔn)度，為員工安全生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)人力技能基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：配電登桿；智能監(jiān)護(hù)；信號(hào)傳輸

引言

一切經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行都是以安全為中心，安全生產(chǎn)是企業(yè)提升效能，發(fā)展壯大的基石。電力生產(chǎn)也是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，安全生產(chǎn)關(guān)系到企業(yè)工作人員的生命安全。提升電力員工的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技術(shù)能力，建設(shè)一支技術(shù)能力過(guò)硬的員工隊(duì)伍是企業(yè)安全生產(chǎn)的根本保障。電力工作中，配電登桿作業(yè)是一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)流程的操作工作，其在高空桿頭工作環(huán)境較特殊，工作流程標(biāo)準(zhǔn)度高，成為安全生產(chǎn)的重要因素，因此對(duì)配電工人培訓(xùn)也是提出了更高的要求。以往的培訓(xùn)方式中師傅帶徒弟的傳幫帶形式為主，不可避免地出現(xiàn)了一個(gè)考核監(jiān)控不到位的問(wèn)題，給個(gè)人生命和企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。隨著智能傳感器技術(shù)的發(fā)展和信息化手段的多元化，借助相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)配電登桿作業(yè)培訓(xùn)智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)來(lái)輔助相關(guān)培訓(xùn)工作，設(shè)計(jì)此智能系統(tǒng)達(dá)到使配電登桿作業(yè)工人在培訓(xùn)工作中能夠按照安全標(biāo)準(zhǔn)行為進(jìn)行操作；在“斷電—驗(yàn)電—裝設(shè)接電線”三個(gè)安全環(huán)節(jié)上重點(diǎn)進(jìn)行培訓(xùn)監(jiān)控。

1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配電登桿作業(yè)培訓(xùn)智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由四部分構(gòu)成，控制系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)和信號(hào)傳輸系統(tǒng)

根據(jù)配電登桿作業(yè)桿下和桿上的工作內(nèi)容，安全操作規(guī)程和操作標(biāo)準(zhǔn)流程我們確定了從斷電操作；高壓驗(yàn)電器自檢；安全工作區(qū)；驗(yàn)電操作行為和順序；架設(shè)接地線操作和順序五個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)護(hù)。針對(duì)五個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，我們開(kāi)發(fā)了不同的傳感器組成了信息采集系統(tǒng)，這些傳感器能夠采集到培訓(xùn)者的操作行為信息。主控系統(tǒng)由工控計(jì)算機(jī)和可視化操作界面軟件組成，由培訓(xùn)師來(lái)負(fù)責(zé)使用，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)信息采集系統(tǒng)傳遞過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，評(píng)判受訓(xùn)人員的操作是否符合培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)反饋系統(tǒng)的顯示狀態(tài)發(fā)出指令。反饋系統(tǒng)由延時(shí)繼電器、警示燈光和語(yǔ)音播報(bào)組成，接收主控系統(tǒng)的指令，對(duì)操作行為對(duì)錯(cuò)進(jìn)行綠燈或者紅燈不同警示，并伴有語(yǔ)音播報(bào)。信號(hào)傳輸系統(tǒng)采用順舟科技基于ZigBee無(wú)線通信技術(shù)制造的SZ02、SZ06等模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。培訓(xùn)工作開(kāi)始之前由培訓(xùn)師啟動(dòng)系統(tǒng)，并按照操作界面導(dǎo)入excel格式的培訓(xùn)學(xué)員的電子數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊開(kāi)始后，系統(tǒng)先進(jìn)行對(duì)傳感器的自檢，各個(gè)狀態(tài)正常的情況下就可以開(kāi)始培訓(xùn)操作了；傳感器獲得操作行為的信號(hào)以后，信號(hào)通過(guò)SZ06模塊無(wú)線傳輸給主控工作站SZ02進(jìn)入主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)進(jìn)行邏輯判斷，根據(jù)結(jié)果對(duì)反饋信號(hào)發(fā)出反饋指令。

2系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)在斷電操作行為采用通斷開(kāi)關(guān)傳感器獲得信息

操作者的操作行為轉(zhuǎn)為通斷開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)兩種觸發(fā)狀態(tài)信息，狀態(tài)信息信號(hào)傳輸系統(tǒng)傳給上位主控計(jì)算機(jī)。高壓驗(yàn)電器自檢操作行為使用自主研發(fā)、制作了無(wú)線信號(hào)發(fā)射、接收模塊裝置獲得信息。發(fā)射模塊安裝在驗(yàn)電器內(nèi)部同時(shí)保留驗(yàn)電器原有自檢時(shí)的蜂鳴提示音和紅色閃爍燈，按動(dòng)驗(yàn)電器自檢開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)射模塊發(fā)射特定頻率的脈沖信號(hào)。狀態(tài)信息信號(hào)傳輸系統(tǒng)傳給上位主控計(jì)算機(jī)。安全工作區(qū)操作信息采集使用激光光幕傳感器。傳感器包括發(fā)射器、接收器和控制器三部分組成。發(fā)射器和接收器之間有等間距的激光光束將發(fā)射器、接收器安裝在安全工作區(qū)范圍的等高處，如果受訓(xùn)者超過(guò)安全區(qū)，就會(huì)遮擋光線，則控制器的繼電器閉合，狀態(tài)信息信號(hào)傳輸系統(tǒng)傳給上位主控計(jì)算機(jī)。在驗(yàn)電操作行為和順序，搭接地線操作行為和順序兩個(gè)信息點(diǎn)，采用研發(fā)的四繞線通斷開(kāi)關(guān)傳感器獲得信息。在對(duì)比、研究高壓驗(yàn)電器接觸電極，高壓接地線導(dǎo)線夾，穿刺接地線夾金屬接地環(huán)的構(gòu)造，在金屬接地環(huán)上四線并行環(huán)繞形成多路通道，配以電路板則相鄰兩線總是不導(dǎo)通的狀態(tài)；當(dāng)進(jìn)行驗(yàn)電操作時(shí)，因接觸電極的構(gòu)造每次只能讓任意單一通道導(dǎo)通；當(dāng)進(jìn)行搭接地線操作時(shí)，因?qū)Ь€夾的接觸面積大，每次都能讓任意相鄰的兩個(gè)通道導(dǎo)通。主控系統(tǒng)根據(jù)同一時(shí)間內(nèi)獲得的信號(hào)數(shù)量判斷是哪種操作行為，對(duì)于操作順序的判斷則通過(guò)主控系統(tǒng)獲得信號(hào)的順序來(lái)進(jìn)行邏輯判斷的。傳感器的狀態(tài)信息信號(hào)傳輸系統(tǒng)傳給上位主控計(jì)算機(jī)。反饋系統(tǒng)由SZ06數(shù)據(jù)輸出模塊、延時(shí)繼電器、揚(yáng)聲器和紅綠信號(hào)燈組成。主控系統(tǒng)軟件對(duì)受訓(xùn)者操作行為做出判斷后，發(fā)出指令給反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)聲音、燈光來(lái)提示。主控系統(tǒng)作為整個(gè)《配電登桿作業(yè)培訓(xùn)智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)》的中心控制部分，當(dāng)整體系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)以實(shí)現(xiàn)對(duì)軟、硬件設(shè)備的監(jiān)測(cè)。配套開(kāi)發(fā)的軟件根據(jù)配電登桿作業(yè)安全操作標(biāo)準(zhǔn)流程而設(shè)計(jì)固定程序，當(dāng)受訓(xùn)學(xué)員的操作與標(biāo)準(zhǔn)安全操作要求不相符時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)采集到的信號(hào)及時(shí)進(jìn)行評(píng)判，當(dāng)有操作失誤的情況出現(xiàn)時(shí)，主控系統(tǒng)會(huì)給反饋系統(tǒng)發(fā)出指令，反饋系統(tǒng)發(fā)出提示。系統(tǒng)軟件還有對(duì)硬件設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)初始狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，一旦硬件設(shè)備出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，軟件界面上會(huì)有相應(yīng)的狀態(tài)指示。軟件的開(kāi)發(fā)是基于WindowXP操作系統(tǒng)平臺(tái)，采用LabWindowsCVI應(yīng)用軟件編寫(xiě)而成。系統(tǒng)軟件分為兩個(gè)子軟件，培訓(xùn)系統(tǒng)軟件和考核系統(tǒng)軟件。培訓(xùn)系統(tǒng)軟件強(qiáng)調(diào)培訓(xùn)功能、當(dāng)受訓(xùn)者出現(xiàn)操作錯(cuò)誤時(shí)候，軟件系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警提示，受訓(xùn)者獲知后，可改正錯(cuò)誤，繼續(xù)進(jìn)行培訓(xùn)，直到培訓(xùn)的整個(gè)流程結(jié)束；考核系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)操作步驟的記錄，受訓(xùn)者完成自己的操作流程，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄其操作行為，出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)不將反饋提示給受訓(xùn)人員，操作完成后系統(tǒng)自動(dòng)給出是否合格的評(píng)判。系統(tǒng)軟件以O(shè)fficeExcel為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，建立了培訓(xùn)名單導(dǎo)入、培訓(xùn)統(tǒng)計(jì)和考核結(jié)果成績(jī)單打印等內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)操作功能。

3結(jié)語(yǔ)

安全生產(chǎn)是電力企業(yè)發(fā)展的根本保證。安全生產(chǎn)法中規(guī)定安全培訓(xùn)是從業(yè)人員的權(quán)利和義務(wù)。提高安全生產(chǎn)技能，增強(qiáng)事故預(yù)防和應(yīng)急處理能力是電力企業(yè)能夠進(jìn)行安全生產(chǎn)的必要條件。配電工人安全操作培訓(xùn)工作非常重要，培訓(xùn)工作的效果直接關(guān)系到工人的實(shí)際操作的安全性，系統(tǒng)使用必將提升培訓(xùn)效果，成為安全生產(chǎn)的有力保障。

參考文獻(xiàn)

[1]王麗麗，謝強(qiáng)等.配電登桿作業(yè)實(shí)訓(xùn)安全防護(hù)設(shè)計(jì)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，12（22）：56-57.

作者:楊強(qiáng) 韓海燕 王麗麗 支文 單位:長(zhǎng)春大學(xué)理學(xué)院