配電登桿培訓(xùn)的智能監(jiān)護系統(tǒng)設(shè)計

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摘要：針對配電登桿作業(yè)工作人員的培訓(xùn)工作需求，設(shè)計、開發(fā)一套輔助電子監(jiān)護系統(tǒng)，該系統(tǒng)針對作業(yè)工人規(guī)范化安全操作流程的要求選取斷開電源連接、驗電器驗電和掛設(shè)接地線等重要節(jié)點的操作行為開發(fā)硬件設(shè)備能夠采集到培訓(xùn)人員的操作行為信息，軟件開發(fā)的控制系統(tǒng)對操作的順序給予評判，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)打下堅實人力技能基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：配電登桿；智能監(jiān)護；信號傳輸

引言

一切經(jīng)濟生產(chǎn)活動的順利進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)也是一個高風(fēng)險行業(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)能力過硬的員工隊伍是企業(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)了一個考核監(jiān)控不到位的問題，給個人生命和企業(yè)生產(chǎn)帶來安全隱患。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)開發(fā)配電登桿作業(yè)培訓(xùn)智能監(jiān)護系統(tǒng)來輔助相關(guān)培訓(xùn)工作，設(shè)計此智能系統(tǒng)達到使配電登桿作業(yè)工人在培訓(xùn)工作中能夠按照安全標(biāo)準(zhǔn)行為進行操作；在“斷電—驗電—裝設(shè)接電線”三個安全環(huán)節(jié)上重點進行培訓(xùn)監(jiān)控。

1系統(tǒng)的設(shè)計配電登桿作業(yè)培訓(xùn)智能監(jiān)護系統(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；高壓驗電器自檢；安全工作區(qū)；驗電操作行為和順序；架設(shè)接地線操作和順序五個重點環(huán)節(jié)進行監(jiān)護。針對五個重點環(huán)節(jié)，我們開發(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)由工控計算機和可視化操作界面軟件組成，由培訓(xùn)師來負(fù)責(zé)使用，主要實現(xiàn)對信息采集系統(tǒng)傳遞過來的信號進行邏輯判斷，評判受訓(xùn)人員的操作是否符合培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)；對反饋系統(tǒng)的顯示狀態(tài)發(fā)出指令。反饋系統(tǒng)由延時繼電器、警示燈光和語音播報組成，接收主控系統(tǒng)的指令，對操作行為對錯進行綠燈或者紅燈不同警示，并伴有語音播報。信號傳輸系統(tǒng)采用順舟科技基于ZigBee無線通信技術(shù)制造的SZ02、SZ06等模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。培訓(xùn)工作開始之前由培訓(xùn)師啟動系統(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)，點擊開始后，系統(tǒng)先進行對傳感器的自檢，各個狀態(tài)正常的情況下就可以開始培訓(xùn)操作了；傳感器獲得操作行為的信號以后，信號通過SZ06模塊無線傳輸給主控工作站SZ02進入主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)進行邏輯判斷，根據(jù)結(jié)果對反饋信號發(fā)出反饋指令。

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

操作者的操作行為轉(zhuǎn)為通斷開關(guān)的閉合與斷開兩種觸發(fā)狀態(tài)信息，狀態(tài)信息信號傳輸系統(tǒng)傳給上位主控計算機。高壓驗電器自檢操作行為使用自主研發(fā)、制作了無線信號發(fā)射、接收模塊裝置獲得信息。發(fā)射模塊安裝在驗電器內(nèi)部同時保留驗電器原有自檢時的蜂鳴提示音和紅色閃爍燈，按動驗電器自檢開關(guān)時，發(fā)射模塊發(fā)射特定頻率的脈沖信號。狀態(tài)信息信號傳輸系統(tǒng)傳給上位主控計算機。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)者超過安全區(qū)，就會遮擋光線，則控制器的繼電器閉合，狀態(tài)信息信號傳輸系統(tǒng)傳給上位主控計算機。在驗電操作行為和順序，搭接地線操作行為和順序兩個信息點，采用研發(fā)的四繞線通斷開關(guān)傳感器獲得信息。在對比、研究高壓驗電器接觸電極，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)進行驗電操作時，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)進行搭接地線操作時，因?qū)Ь€夾的接觸面積大，每次都能讓任意相鄰的兩個通道導(dǎo)通。主控系統(tǒng)根據(jù)同一時間內(nèi)獲得的信號數(shù)量判斷是哪種操作行為，對于操作順序的判斷則通過主控系統(tǒng)獲得信號的順序來進行邏輯判斷的。傳感器的狀態(tài)信息信號傳輸系統(tǒng)傳給上位主控計算機。反饋系統(tǒng)由SZ06數(shù)據(jù)輸出模塊、延時繼電器、揚聲器和紅綠信號燈組成。主控系統(tǒng)軟件對受訓(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)通過聲音、燈光來提示。主控系統(tǒng)作為整個《配電登桿作業(yè)培訓(xùn)智能監(jiān)護系統(tǒng)》的中心控制部分，當(dāng)整體系統(tǒng)運行時以實現(xiàn)對軟、硬件設(shè)備的監(jiān)測。配套開發(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，系統(tǒng)根據(jù)采集到的信號及時進行評判，當(dāng)有操作失誤的情況出現(xiàn)時，主控系統(tǒng)會給反饋系統(tǒng)發(fā)出指令，反饋系統(tǒng)發(fā)出提示。系統(tǒng)軟件還有對硬件設(shè)備的狀態(tài)進行自動初始狀態(tài)監(jiān)測功能，一旦硬件設(shè)備出現(xiàn)故障不能正常工作時，軟件界面上會有相應(yīng)的狀態(tài)指示。軟件的開發(fā)是基于WindowXP操作系統(tǒng)平臺，采用LabWindowsCVI應(yīng)用軟件編寫而成。系統(tǒng)軟件分為兩個子軟件，培訓(xùn)系統(tǒng)軟件和考核系統(tǒng)軟件。培訓(xùn)系統(tǒng)軟件強調(diào)培訓(xùn)功能、當(dāng)受訓(xùn)者出現(xiàn)操作錯誤時候，軟件系統(tǒng)就會發(fā)出報警提示，受訓(xùn)者獲知后，可改正錯誤，繼續(xù)進行培訓(xùn)，直到培訓(xùn)的整個流程結(jié)束；考核系統(tǒng)強調(diào)操作步驟的記錄，受訓(xùn)者完成自己的操作流程，系統(tǒng)會自動記錄其操作行為，出現(xiàn)錯誤時不將反饋提示給受訓(xùn)人員，操作完成后系統(tǒng)自動給出是否合格的評判。系統(tǒng)軟件以O(shè)fficeExcel為基礎(chǔ)開發(fā)了內(nèi)置數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，建立了培訓(xùn)名單導(dǎo)入、培訓(xùn)統(tǒng)計和考核結(jié)果成績單打印等內(nèi)置數(shù)據(jù)庫操作功能。

3結(jié)語

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，增強事故預(yù)防和應(yīng)急處理能力是電力企業(yè)能夠進行安全生產(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

[1]王麗麗，謝強等.配電登桿作業(yè)實訓(xùn)安全防護設(shè)計[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，12（22）：56-57.

作者:楊強 韓海燕 王麗麗 支文 單位:長春大學(xué)理學(xué)院