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所屬欄目:計算機網絡論文 發布日期:2012-06-04 09:27 熱度:
摘要:本文結合電網公司的實際情況,對推動RFID、條形碼等物聯網新技術在電力行業的應用,構建電力物聯網,實現資產全生命周期管理的課題進行了研究探索。對RFID等技術在電網物資管理、工程建設、生產運營、資產管理等階段的運用模式進行研究分析,提出應用需要解決的主要問題。
關鍵詞:物聯網,資產全生命周期管理,無線射頻識別技術,條形碼
物聯網是通過RFID(RadioFrequencyIdentification,無線射頻識別)、條形碼、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按照約定的協議,把物品與互聯網聯系起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,從而實現任何時間、任何地點對任何人、物品信息或者環境信息的實時感知與及時掌控。是互聯網的延伸和擴展[1-3]。
本文結合電網公司的實際情況,對推動RFID、條形碼等物聯網新技術在電力行業的應用,實現資產全生命周期管理的課題進行了研究探索,對RFID等技術在電網應用模式進行研究分析,提出存在的主要技術問題。
1.物聯網新技術與資產全生命周期管理
1.1RFID與二維碼技術
RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術[4],它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環境。電子標簽可以分為有源電子標簽和無源電子標簽。有源電子標簽內裝有電池,無源射頻標簽沒有內裝電池。RFID技術是構建物聯網的基礎,是物聯網最關鍵的技術和應用之一。
二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息。在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念,使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息,通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理。
1.2基于物聯網技術的資產全生命周期管理
廣東電網公司作為全國最大的省級電網公司,資產龐大及繁多。09年以來,公司自上而下進行資產全生命周期的管理創先工作。總體目標通過對資產從規劃設計、生產采購、工程建設、生產運營、退役報廢等全生命周期進行全過程的綜合管理,實現項目管理、物資管理、財務管理、生產管理四大業務的橫向融合,以及省公司、地市供電局、縣級供電局等的縱向貫通,實現資產使用的可靠性、使用效率、使用壽命和全生命周期成本的綜合最優。
RFID標簽、二維碼等可存儲一定信息,可工作于惡劣環境,并可識別高速運動物體,這些特點在設備物資管理、供應鏈管理上具有許多先天優勢。在資產生命周期管理系統中引入這些技術,為資產建立電子身份證,形成唯一電子身份標識,可以使資產在項目初始階段就建立設備檔案及系統標識。
2.可應用領域分析
結合電網公司資產管理業務流程,本文重點討論在物資管理階段、工程建設階段、資產運營階段、資產退役階段的應用。
2.1物資管理階段
在電力物資采購合同的簽訂階段即建立設備的電子身份證,通過系統賦予物資唯一管理編碼。并要求供應商在物資出廠需嵌入或者貼上寫入唯一管理編碼的電子標簽。以該編碼為索引,建立設備的電子檔案,在系統中記錄物資的制造信息、出廠參數等,并可以在標簽中記錄制造商、生產日期等關鍵信息。完成這一步,我們就賦予電網物資電子身份證,初步建立電力物聯網基礎。
2.2工程建設階段
基于電力物資的電子身份證,將電力設備、材料的出廠資料與設計單位的技術參數相關聯、匹配,并為實現設計圖紙、調試報告等資料的電子化移交奠定基礎。
2.3生產運營階段
條碼和RFID技術的引入,為每個設備賦予了電子身份證,這只是被動的應用。通過無線傳感器技術、zigbee技術,我們可以實現讓設備能夠“說話”。光、熱、溫度、濕度、化學傳感器,可以測量出設備的狀態;zigbee等通信組網技術,能夠組建標簽與標簽的通訊自組網,我們能夠在控制室查詢到變電站、送電線路的實時狀態,從而能減少巡檢的工作量,更加優化地解決電網設備的運營、維護、管理和監控,能有效地實現危害預警和報警。
2.4資產管理階段
在傳統的資產管理方式中,往往只關注資產的靜態信息和生產運行的動態信息,而沒有從資產的整個生命周期過程去關注信息流轉和信息積累。隨著某一階段的生產任務的完成,有關資產的信息管理就會中斷或脫節,造成管理信息的混亂及各部門信息辨識的困難。通過條形碼、RIFD等技術,為電力設備、材料等資產建立了電子身份證,將規劃設計、生產采購、工程建設、生產運營、退役報廢等全生命周期產生的數據流串起來,建立唯一的標識來統一各部門和各環節的信息,實現從申請采購到報廢整個過程形成的閉環管理,從而在根本上解決“帳、卡、物”不一致問題。
3.電力物聯網技術的主要技術問題
RFID、條形碼等技術發展到今天,在物流、超市、倉儲、門禁等領域的應用已成熟,并在逐步推廣應用。但在如果要大規模應用在電力方面,還存在一些需要解決的技術問題。
3.1標簽的抗干擾性問題
在電力生產過程中,設備產生的電場、磁場會對標簽與的讀寫產生影響,這對標簽的抗干擾性設計提出考驗。另外,應用要求標簽必須是貼在設備的表面,而電力設備往往是金屬材質的,這對標簽的抗金屬性設計提出了要求。因此,RFID標簽的抗干擾性能、抗金屬性能,是決定是否能夠應用到電力的重要因素。
3.2RFID技術對繼電保護裝置的影響
變壓器、母線保護等繼電保護裝置是對電力系統中發生的故障或異常情況進行檢測,從而發出報警信號,或直接將故障部分隔離、切除的一種措施,是電網安全運行的重要保證。標簽與閱讀器之間的數據交互是通過電磁波信號實現的,如果該電磁波信號對繼電保護裝置的正常工作造成干擾、甚至誤動,則直接將危害到電網安全。因此,需要對RFID技術在二次設備中的應用做進一步論證。
3.3標簽壽命問題
資產全生命周期的管理要求標簽必須貫穿資產設計、采購、安裝、調試、運行、維護、報廢、拆除的整個過程中。但是,變壓器、GIS等設備的運行年限往往要達到30年,并且運行在露天環境當中。并且電力生產的特殊性,基本不允許停電更換標簽的情況,因此要求標簽壽命要達到30年。但是,RFID技術真正商用的時間,設計一種穩定、長壽命的標簽,是決定能否應用到電力行業的重要前提。
4.結論
物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一,因此如何利用物聯網新技術提高廣東電網公司的管理水平,是值得研究的課題。因本文首先介紹了RFID、條形碼、傳感器、Zigbee等物聯網新技術。然后在廣東電網公司資產全生命周期管理的背景之下,對如何運用物聯網新技術提升廣東電網的業務進行了探討。最后,闡述了如果要在電力行業推廣物聯網技術,需要解決的若干技術問題。
參考文獻
[1]李勛,龔慶武,喬卉.物聯網在電力系統的應用展望[J].電力系統保護與控制,2010,38(22):232-236。
[2]劉星曄,張璿.電力通信在物聯網中的應用[J].中國科技博覽,2010,31:71。
[3]王英武,劉肖驄.淺析物聯網技術在智能電網發展中的應用研究.中國電力教育,2011(3):111-114.
[4]劉媛,郝銘,基于RFID和WSNs的倉儲監管系統的設計[J],RFID射頻識別,2006.22(10-2):283-285.
文章標題:物聯網新技術在電網應用前景分析
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