基于磁感应技术的安全工器具管理

基于磁感应技术 的安全工器具管理

谢宗喜 江颋 石磊

咸宁供电公司 湖北 咸宁 437100

随着电力技术的不断发展以及全社会对电力供应的安全和稳定的需求不断提高，保证电力设备健康运行成为广大电力工作者的共同目标。安全作业作为保证人身、电网、设备安全的重要环节显得尤为重要。除了提升作业人员的技能水平、监管作业行为，保障安全工器具、操作工器具的合格、齐备，做到入库、存放、使用等全过程的管理也是一个非常重要的工作内容。

1、工器具管理现状

现有工器具的管理存在以下几个问题。

1. 无法实时查询站端工器具数据及资料，依旧需要人工对购置、存放、使用进行数据更新，无法实现远程管理。

（2）使用简单人工记录的方式开展安全工器具试验周期的管理，容易造成

试验周期跟踪不及时，无法实现试验周期到期提醒。

（3）倒闸操作时错领、漏领工器具，影响倒闸操作效率，容易造成安全隐

患。

（4）操作人员忘记填写工器具的出入库记录，无法追踪工器具的使用情况，容易造成工器具的损坏或丢失。

（5）无法实现对工器具的试验合格率对比分析、 损坏频率分析及不同生产厂家工器具质量分析。

（6）对于安全工器具的存放环境无法远程管理，只能依靠到站巡视时现场检查，容易造成损坏。

2、相关理论与技术

通过建立工器具信息管理系统，来实现工器具的入库登记、领用、归还、维护等工作环节的管理，硬件部分主要采用物联网技术、无线射频识别技术（RFID）、指纹识别技术；软件部分则从现状和需求出发，通过模块调用，计算分析模式实现对硬件终端的管理分析。

2.1 RFID读写器原理

RFID(Radio Frequency Identification，射频识别技术)是一种非接触式的自动识别技术。该技术可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

RFID 是一种简单的无线系统，由标签（Tag）、阅读器（Reader）、以及天线 （Antenna）组成。无线电信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的RFID电子标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。在识别时，RFID 电子标签可以从阅读器发出的电磁场中得到能量，发送出存储在芯片中的产品信息，阅读器读取信息并解码后，送至信息管理系统进行有关数据处理。

2.2 信息管理系统

工器具信息管理系统：采用RFID智能识别技术，对每个工器具粘贴RFID电子标签，通过固定式RFID读写器或手持式RFID读写器可自动识别，并在系统中显示此工器具详细的台账资料(如名称、编号、购置日期、生产厂家等)和试验记录，同时可以自动记录每个工器具的领用、归还记录，方便安全检查人员及安全工器具管理人员检查和管理。

3. 工器具信息管理系统设计思路

本系统将RFID智能识别技术与安全工具柜结合起来实现集中管理和远程监控。

在安全工具柜内安装标签阅读器，保证读取范围覆盖工器具柜内所有空间；工器具柜门安装指纹锁一个，负责通过识别开柜员工身份，并负责控制柜门的开启，并带有初始密码一个，可以在特殊情况下，由管理员利用初始密码进行柜门的开启；柜内安装集中控制器一个，是智能工器具柜的核心硬件控制部分，通过控制线与其他部件相连，同时也通过网线与服务器相连，每个安全工器具柜拥有一个固定ID。集中控制器负责收集工器具柜所产生的各种信息，包括开门时的指纹信息、柜门状态信息、阅读器扫描到的工器具标签信息等，并通过网络将所有的信息（指纹数据库除外）即时发送至后台管理系统进行处理。

后台服务端包括PC机和移动终端，移动终端主要是手持PDA管理机集成标签读写功能。后台服务端主要通过软件来控制工器具信息管理，其主要工作有：

(1)为每一个工器具粘贴RFID电子标签并与软件系统中的RFID电子标签编号关联，形成工器具的唯一身份标识，方便对工器具进行信息化管理；

(2)在工器具领用、归还时，系统可以自动识别并生成出入记录；

(3)可以实现操作票操作内容智能识别，初判、推介合适的工器具，适应倒闸操作的需求，提升工作效率；

(4)提醒功能：工器具试验提前提醒、工器具过期提醒、工器具出库时拿错工具提醒等，可最大程度避免因人为因素造成的隐患。

(5)实时查询工器具资料和台账信息；

(6)统计、分析功能：不同试验周期的试验合格率对比分析、损坏频率分析、不合格原因统计、 不同生产厂家工器具质量对比分析、各使用单位工 器具使用频率对比和工器具配置对比分析等功能， 可为工器具采购选型、供应商入围、工器具安全使用管理等提供重要参考依据。

3. 主要功能级工作流程

后台服务端的软件系统配合硬件实现安全工器具的管理，其实现方式包括工器具入库、日常维护及工器具使用管理。

4.1工器具入库

对采购或下发的工器具或设备进行登记，记录每样工器具或设备的存放地点、上次试验时间、编号、类型、生产厂家、数量等信息，同时在每样工器具或设备贴上RFID标签，其后通过手持式标签读写器，将该批工器具分类进行批量扫描读取，将读取到的电子标签号输入系统进行初始化建档。生成工器具的唯一性标识。

通过对现场一、二次设备厂家型号、实际情况进行勘察比对，建立工器具与现场设备匹配信息库，对应间隔工作自动分配工器具方便运维人员取用。

4.2工器具保养

根据每一类工器具的维护保养规定，在系统内按类对工器具的保养时长进行了预先定义。第一次维护保养时间默认为工器具自库房领用日期，将同时写入工器具RFID电子标签及系统数据库内。当班组工器具管理员完成工器具件保养工作时，必须利用手持读写器将RFID标签内的维护保养时间字段更新为当前日期。系统会每天通过柜内安装的阅读器对全部工器具进行扫描并进行时间对比，当发现工器具电子标签内的保养时间与当前时间差大于或等于系统内定义的该类工器具保养时长时，则就该件工器具通过系统界面向相应工器具管理人员进行提示告警；当发现工器具保养时间发生更新时，则将工器具编号、所在班组编号、指纹对应员工编号、新的维护保养时间作为记录录入管理数据库。如此一可以避免工器具长期未进行保养而无人问津，二则为工器具发生损毁、不能工作状态时，可以根据保养记录进行可能的责任追究，从而加强对工器具维护监管的力度。

4.3工器具在倒闸操作中的应用

（1）分配合适安全工器具

对智慧监护系统生成的电子操作票内容进行分析、判别，分析操作任务、工作间隔、设备型号，判别站端工器具的状态，匹配合适的工器具供运维人员取用（可取用状态），提升操作效率。

表 安全工器具的分析调用过程

（2）取用工器具

当班组员工需要使用工器具时，首先需要通过指纹锁打开工器具柜门。在打开工器具柜门的同时，该员工即由系统对该员工的身份进行了识别。并在系统内自动记录该员工的ID及打开柜门时间。当该员工拿出需要的工器具并关上柜门后，系统将自动扫描出柜内现存的工器具，并与该工器具柜上次关门事件时扫描到的工器具进行对比，筛选出减少的工器具件，并将这些工器具件的ID号与之前存入的员工ID号，时间信息相关联，记录：某某员工于某时刻取用了某某工器具，并将记录存入数据库归档。

（3）归还工器具

当工器具使用完毕，员工将工器具归还时，系统将按同样步骤，将这些工器具件的ID号与之前存入的员工ID号，时间信息相关联，记录：某某员工于某时刻归还了某某工器具，并将记录存入数据库归档。

图 倒闸操作工器具取用（归还）流程