一種配網(wǎng)不停電作業(yè)智能庫房設(shè)計與實現(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、部件更換或測試的作業(yè)，是電網(wǎng)設(shè)備檢測、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?？煽窟\(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，對作業(yè)人員的人身安全起著舉足輕重的作用，對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)境對其性能有較大影響，因此如何建設(shè)一個有效的配網(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)測與智能控制系統(tǒng)。文獻(xiàn)[3]根據(jù)使用情況和地域特點，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。文獻(xiàn)[4]針對目前帶電作業(yè)絕緣工具庫房建設(shè)投資大、可移動性差、耗能高的缺點，提出了一種集約型的工器具智能庫房設(shè)計方案。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方面對智能化帶電作業(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)界面來實現(xiàn)對工器具庫房的溫度、濕度實時監(jiān)控，以達(dá)到庫房內(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)的自動化理念，并結(jié)合工器具存取的實際方法及特點，加入清洗、檢測等重要功能，來對配網(wǎng)不停電作業(yè)工器具實現(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

中控室作為整個系統(tǒng)的大腦部分，對整個庫房進(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)、存儲區(qū)和車庫房的16個監(jiān)控點，全程反映該庫房的情況。實時監(jiān)控存儲區(qū)、車庫房視頻情況，支持在WEB平臺上回放某時段的視頻記錄。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，主要實現(xiàn)人員身份識別后領(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，通過高拍儀識別帶電作業(yè)工作票任務(wù)，并拍照存儲工作票照片至后臺數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)工作票與帶電作業(yè)任務(wù)的無縫對接。識別完成后自動調(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 存儲區(qū)

存儲區(qū)作為整個智能庫房的主體部分，其除了存儲工器具的區(qū)域外還包含了檢測區(qū)和清洗區(qū)，主要實現(xiàn)工具的自動配貨、工器具的自動檢測與工器具的自動清洗功能。存儲區(qū)配備了兩臺智能AGV設(shè)備，領(lǐng)取工器具時系統(tǒng)根據(jù)帶電作業(yè)任務(wù)，智能叉車AGV將對應(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)送至智能檢測平臺進(jìn)行出庫前的絕緣性能檢測，檢測合格后再運(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，對工具進(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)合來實現(xiàn)作業(yè)過程、倉儲管理的智能化、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，工作人員通過移動終端編輯帶電作業(yè)需求，提交作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境信息至移動終端。

2.2 現(xiàn)場勘查計劃編排

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

2.3 現(xiàn)場勘查

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

2.4 帶電作業(yè)計劃編排

帶電作業(yè)專職人員根據(jù)現(xiàn)場勘查記錄，編排帶電作業(yè)工作計劃，并派發(fā)到相應(yīng)的班組。班組長接收到帶電作業(yè)計劃后，安排相應(yīng)的工作負(fù)責(zé)人和對應(yīng)的現(xiàn)場作業(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)送至檢測區(qū)；智能檢測平臺開始對工具進(jìn)行自動檢測，檢測結(jié)果記錄至后臺數(shù)據(jù)庫。檢測通過后，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)，同時授電裝置自動給周轉(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定位燈點亮，精準(zhǔn)提示工作人員所需工具位置信息。系統(tǒng)同時下發(fā)帶電作業(yè)車任務(wù)信息，工作人員認(rèn)證身份，智能鑰匙柜自動提示車輛鑰匙位置，領(lǐng)取鑰匙后，系統(tǒng)自動記錄鑰匙領(lǐng)用信息。帶電作業(yè)車出庫后，系統(tǒng)自動提示車輛離位信息。

2.7 現(xiàn)場作業(yè)

帶電作業(yè)人員到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場后，召開工會并錄音，交代工作任務(wù)，告知危險點，布置現(xiàn)場安全措施，執(zhí)行現(xiàn)場作業(yè)指導(dǎo)卡。在作業(yè)過程中，工作負(fù)責(zé)人通過移動終端將現(xiàn)場關(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)人對工作進(jìn)行全面檢查，召開收工會并錄音，向班組長匯報工作終結(jié)。

2.8 歸還工具

車輛返回庫房后，系統(tǒng)檢測到車輛入庫，自動啟動熱風(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處認(rèn)證身份，掃描工作票條碼，系統(tǒng)點亮對應(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)自動化技術(shù)，升級傳統(tǒng)庫房、提升作業(yè)質(zhì)量，實現(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)場勘查、帶電作業(yè)計劃的編排與派發(fā)、工器具的自動領(lǐng)取到作業(yè)完成的全流程管控，實現(xiàn)了工器具的按工單自動配貨，工器具自動檢測與工器具自動清洗等功能。

3.1 工器具自動檢測與自動清洗

該庫房實現(xiàn)了工器具出庫前的自動檢測，對檢測不合格的工具自動報警，并能夠?qū)⒉缓细窆ぞ叻胖玫讲缓细駞^(qū)。工器具清洗平臺實現(xiàn)了工器具自動清洗、自動烘干功能。在夜間或無任務(wù)作業(yè)時自動對工器具進(jìn)行自動清洗烘干。減少了傳統(tǒng)作業(yè)人員自己檢測和清洗工器具的工作量，實現(xiàn)了工器具管理的自動化。

3.2 智能交互工作臺

智能交互工作臺實現(xiàn)了通過指紋、密碼、刷卡、面部識別等技術(shù)認(rèn)證人員身份信息，智能分析該人員所對應(yīng)的工單。通過圖像識別技術(shù)自動識別該作業(yè)所對應(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 智能移動終端

智能移動終端安裝配網(wǎng)不停電作業(yè)專用APP軟件，支持工程班組、帶電作業(yè)班組隨時通過系統(tǒng)提交現(xiàn)場作業(yè)需求、現(xiàn)場勘查情況、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

工器具出庫時設(shè)計了風(fēng)淋通道，感應(yīng)風(fēng)淋通道設(shè)計了電動玻璃門及熱風(fēng)機(jī)，工具貨架到達(dá)風(fēng)淋通道內(nèi)，系統(tǒng)自動控制電動玻璃門閉合，形成封閉空間，自動開啟熱風(fēng)機(jī)工作，夏季倉儲區(qū)溫度低于室外溫度，此時對工具進(jìn)行適當(dāng)風(fēng)淋，防止工具外出作業(yè)時表面產(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)柜實現(xiàn)了自動升降功能，方便了工器具的自動存取。在交互區(qū)的工器具周轉(zhuǎn)柜還增加了自動授電裝置，能夠?qū)换^(qū)內(nèi)存放的周轉(zhuǎn)柜進(jìn)行授電操作，避免了在對工器具清洗時周轉(zhuǎn)柜帶電導(dǎo)致的安全風(fēng)險。

3.6 RFID技術(shù)[7]

工器具自動領(lǐng)取的過程中，當(dāng)智能AGV進(jìn)入RFID識別通道區(qū)域時，RFID設(shè)備自動掃描貨架上的工具，核對工具類型、數(shù)量信息滿足需求后，系統(tǒng)自動記錄本次出庫的所有工具信息。帶電作業(yè)車實現(xiàn)了RFID自動檢測管理功能，自動識別車輛在位、離位信息。車輛入庫后自動啟動熱風(fēng)機(jī)對絕緣斗進(jìn)行快速烘干，烘干后自動關(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)中不可缺少的一個部分，它的管理對公司的物資設(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，其自動化率高、可靠性高、存儲量大等優(yōu)點極大地提高了生產(chǎn)運(yùn)維管理的效率。本文利用物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)自動化的技術(shù)設(shè)計出了一種配網(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)場的勘察，工作票的簽發(fā)，到全自動化庫房的自動運(yùn)行，直至工作完成等全作業(yè)流程進(jìn)行了智能化、自動化管控。該庫房在升級傳統(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。