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1.電力設(shè)備預(yù)防性試驗和檢修的現(xiàn)狀
獨(dú)山子電網(wǎng)現(xiàn)有2座熱電廠,2座110kV變電站,6座35kV變電站,主變?nèi)萘窟_(dá)到了約600MVA.在安排歷年電網(wǎng)的檢修計劃時,采用了一年一度的春季預(yù)防性試驗和檢修制度,貫徹“到期必修,修必修好”的方針。預(yù)防性試驗實際上包含三部分內(nèi)容,即電力設(shè)備的檢修和絕緣試驗及繼電保護(hù)裝置的調(diào)校,以下簡稱預(yù)試。作為例行的定期檢修,春季預(yù)試已經(jīng)成為獨(dú)山子電網(wǎng)的一件大事,由于預(yù)試期間倒閘操作頻繁、時間跨度長、風(fēng)險大,從獨(dú)山子石化公司領(lǐng)導(dǎo)、職能部門到相關(guān)班組都高度重視。職能部門從2月份就開始編制計劃,各基層單位也在人員、儀器、工具、配件等方面充分準(zhǔn)備。預(yù)試時間為3~7月,歷時約4月之久。在此期間,試驗檢修人員加班加點(diǎn),極為辛苦。另外還要有電力調(diào)度、運(yùn)行人員等一大批人員付出可觀的勞動。以2003年為例,據(jù)不完全統(tǒng)計,電網(wǎng)倒閘操作1560次,檢修變壓器218臺,線路65條,高壓開關(guān)柜565臺。
多年來,獨(dú)山子石化公司嚴(yán)格執(zhí)行電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程,檢修規(guī)程和保護(hù)裝置的檢驗條例,發(fā)現(xiàn)了許多電力設(shè)備缺陷,通過及時消缺保證了電力設(shè)備和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。但是,預(yù)試這一定期維護(hù)體制在運(yùn)行中也暴露出很多弊端。
預(yù)防性試驗的目的之一是通過各種試驗手段診斷電力設(shè)備的絕緣狀況。電力設(shè)備的絕緣部分是薄弱環(huán)節(jié),最容易被損壞或劣化。絕緣故障具有隨機(jī)性、階段性、隱蔽性。絕緣缺陷大多數(shù)發(fā)生在設(shè)備內(nèi)部,從外表上不易觀察到。微弱的絕緣缺陷,特別是早期性絕緣故障,對運(yùn)行狀態(tài)幾乎沒有影響,甚至絕緣預(yù)防性試驗根本測試不到。受試驗周期的限制,事故可能發(fā)生在2次預(yù)防性試驗的間隔內(nèi)。這就決定了定期的預(yù)防性試驗無法及時準(zhǔn)確及早發(fā)現(xiàn)絕緣隱患。
預(yù)防性試驗包括破壞性試驗(如直流耐壓、交流耐壓等)和非破壞性試驗(如絕緣電阻、繞組直流電阻、介質(zhì)損耗等)、非破壞性試驗中,一般所加的交流試驗電壓不超過10kV,這比目前的35~220kV電網(wǎng)的運(yùn)行電壓低很多。在運(yùn)行電壓下,設(shè)備的局部缺陷已發(fā)生了局部擊穿現(xiàn)象,而在預(yù)防性試驗中仍可順利過關(guān),但這種局部缺陷在運(yùn)行電壓下卻不斷發(fā)展,以致在預(yù)防性試驗周期內(nèi)可能導(dǎo)致重大事故。顯然,隨著電壓等級的升高,預(yù)防性試驗的實際意義已減弱。另一方面,破壞性試驗則可能引入新的絕緣隱患,由于試驗電壓都數(shù)倍于設(shè)備的額定電壓,且這種高壓對絕緣造成的不同程度的損傷是不可逆轉(zhuǎn)的,長此以往必將縮短電力設(shè)備的使用壽命。
計劃性的預(yù)試的重要依據(jù)是試驗和檢修周期。雖然對設(shè)備狀態(tài)不佳的設(shè)備進(jìn)行了必要的預(yù)試,但對設(shè)備運(yùn)行情況良好的設(shè)備按部就班進(jìn)行,不僅增加設(shè)備維護(hù)費(fèi)用,而且由于檢修不慎或者頻繁拆裝反而縮短了使用壽命,降低了設(shè)備利用率。經(jīng)驗表明,有些初始狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)都很好的設(shè)備,經(jīng)過帶有一定盲目性的試驗和檢修后,反而破壞了原有的良好狀態(tài)。
2線路監(jiān)控儀---監(jiān)控功能的實現(xiàn)機(jī)理
電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)具有遙控和遙測的功能,完成了對電力設(shè)備的監(jiān)測控制任務(wù),可以將電力設(shè)備的關(guān)于地理分布、運(yùn)行控制和性能狀態(tài)等內(nèi)容的數(shù)據(jù)集合到一處,然后經(jīng)過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)的控制中心,并建立起相應(yīng)的實時數(shù)據(jù)庫,還可以連接到互聯(lián)網(wǎng)上任意一臺計算機(jī),實時地監(jiān)控電力設(shè)備的運(yùn)行狀況。電力設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成。由一個上位機(jī)和若干個下位機(jī)組成,且他們之間的數(shù)據(jù)通信采用GPRS進(jìn)行。
各構(gòu)件的安置位置:上位機(jī)在監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心,下位機(jī)則在電力設(shè)備的現(xiàn)場,且各個下位機(jī)構(gòu)成一個獨(dú)立的遠(yuǎn)程控制終端。下位機(jī)內(nèi)有與電表進(jìn)行RS-485數(shù)據(jù)傳輸通信的網(wǎng)絡(luò)接口,以及各種傳感器和輸入-輸出開關(guān)的接口等,以便配合電力設(shè)備自身帶有的二次儀表。
下位機(jī)與上位機(jī)組成了兩級的分布式電力設(shè)備控制系統(tǒng),上位機(jī)具有工程師操作站的功能,完成遙控、遙測、故障分析、以及數(shù)據(jù)檢索等任務(wù)。下位機(jī)是實時控制和在線控制的,它實現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的通信和電力設(shè)備的開關(guān)控制等功能,還對電力設(shè)備的電流等參數(shù)進(jìn)行實時的檢測。
3電力設(shè)備的遠(yuǎn)程圖像采集終端
電力設(shè)備的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)包括:遠(yuǎn)程圖像采集終端、CDMA數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、Internet互聯(lián)網(wǎng)通信和網(wǎng)絡(luò)中心四部份,它們?yōu)閷崟r傳輸控制命令和圖像等數(shù)據(jù)提供了必需的傳輸通道。首先,網(wǎng)絡(luò)中心發(fā)出相應(yīng)的控制命令,然后,遠(yuǎn)程控制采用某些方式進(jìn)行電力設(shè)備圖像的獲取,也就是在終端拍攝到的關(guān)于電力設(shè)備的相應(yīng)圖片和視頻等信息,借來來,再經(jīng)由CDMA數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸給Internet互聯(lián)網(wǎng),最后,原本IP地址已經(jīng)固定好的網(wǎng)絡(luò)終端接收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息,從而形成了實際意義上的電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
遠(yuǎn)程圖像采集終端的組成包括:圖像獲取設(shè)備、電路、單片機(jī)和CDMA通信網(wǎng)絡(luò)模塊四部分,硬件連接如圖1所示。它的功能主要包括下面幾點(diǎn):實現(xiàn)了自動報警和定時控制方式下的照片拍攝功能;利用USB數(shù)據(jù)接口進(jìn)行硬件連接,再獲取有用的圖像信息,并對其進(jìn)行必要的信息分解,依次按,首先UDP,其次IP,再次PPP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的順序?qū)σ呀?jīng)切分好的信息打包;CDMA通信模塊與CDMA網(wǎng)絡(luò)無線連接,完成了圖像數(shù)據(jù)等的接收和發(fā)送,然后存取數(shù)據(jù)中的IP物理地址。
4結(jié)語
這里介紹的電力設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測控制系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的,實現(xiàn)了對電力設(shè)備的遠(yuǎn)程控制,避免了繁雜的人工巡檢,數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性很高,且具有造價低、傳輸信道比較可靠,安裝和使用比較方便等優(yōu)點(diǎn),可以對現(xiàn)場電力設(shè)備進(jìn)行遙測和遙控,提高了電力設(shè)備的運(yùn)行管理水平,可以快速、及時的找出電力設(shè)備潛在的、不易發(fā)現(xiàn)的嚴(yán)重故障,從而提高了電力設(shè)備故障的搶修率。
參考文獻(xiàn):
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二、生命周期成本分析在電力設(shè)備采購中的應(yīng)用
1.生命周期成本的含義產(chǎn)品生命周期成本(LifeCycleCost,LCC)的概念最早由美國國防部于20世紀(jì)60年代提出。產(chǎn)品生命周期(LifeCycle)是指從產(chǎn)品的概念產(chǎn)生、研究開發(fā)、生命制造、流通使用直到消亡的整個過程。產(chǎn)品生命周期成本就是指整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)所有階段發(fā)生成本的綜合。在美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院(NIST)制定的《Handbook135:LifeCycleCostingManualfortheFederalEnergyManagementProgram》(1995年版)中,生命周期成本被定義為:“擁有、運(yùn)行、維護(hù)修理和處置某一項目或項目系統(tǒng)所發(fā)生的成本在一段時期內(nèi)的貼現(xiàn)總值。”Shields和Young提出從不同的視角去認(rèn)識生命周期成本,即生產(chǎn)者視角、消費(fèi)者或用戶視角以及社會視角。從生產(chǎn)者的視角出發(fā),產(chǎn)品的生命周期成本包括研究和開發(fā)成本、生產(chǎn)與制造成本、營銷成本;從消費(fèi)者或用戶的視角出發(fā),產(chǎn)品生命周期成本包括初始的資金成本、運(yùn)行和維護(hù)成本以及處置成本;從整個社會的視角出發(fā),產(chǎn)品的生命周期成本將進(jìn)一步擴(kuò)展到全社會范圍,不僅包括生產(chǎn)者和用戶承擔(dān)的成本,還包括由其他社會成員所承擔(dān)的環(huán)境成本,即將產(chǎn)品的環(huán)境成本引入到產(chǎn)品的社會生命周期成本中去。
2.生命周期成本分析方法定義生命周期成本分析(LifeCycleCostAnalysis)是通過一系列經(jīng)濟(jì)價值分析方法對生命周期所發(fā)生的總成本進(jìn)行貼現(xiàn)計算并加以分析。
3.生命周期成本分析法的應(yīng)用本文所討論的生產(chǎn)周期成本分析,是作為企業(yè)采購,從用戶的視角出發(fā),討論如何在企業(yè)采購中運(yùn)用LCCA,提高采購質(zhì)量。以電力設(shè)備為例,從用戶的視角出發(fā),在產(chǎn)品的生命周期內(nèi),產(chǎn)品成本一般由以下四部分構(gòu)成。(1)購置成本(Cb)。在通常情況下,產(chǎn)品的購置成本等于招標(biāo)活動的中標(biāo)金額。(2)運(yùn)行成本(Co)。在產(chǎn)品安裝運(yùn)行后,在使用過程中所消耗的人力、資金等折算而成的價值,就構(gòu)成了產(chǎn)品的運(yùn)行成本。(3)處置成本(Cd)。設(shè)備退運(yùn)報廢產(chǎn)生的逆向物流成本,某些設(shè)備通過廢品拍賣還可能給擁有者帶來一定的經(jīng)濟(jì)收益。上式中,Cb指產(chǎn)品的購置成本;Co指產(chǎn)品運(yùn)行成本的限制;Cd指產(chǎn)品處置成本的現(xiàn)值;Con指產(chǎn)品第n年運(yùn)行成本,n=1,2,3,……,N;i指貼現(xiàn)率;N指產(chǎn)品的生命周期。下面以變壓器采購為例,簡述采用生命周期成本分析進(jìn)行價格評價的步驟和方法,并對評價的不同結(jié)果進(jìn)行比較分析。假設(shè)設(shè)備A初始購置成本為C=50萬元,使用壽命為N=19年,直線法計提折舊,殘值為X=5萬元,質(zhì)保期5年(質(zhì)保期內(nèi)免費(fèi)維護(hù)),從第6年開始,至第19年,年化的維護(hù)成本按0.5萬元/年,10%遞增率逐年遞增。設(shè)備B初始購置成本為C=45萬元,使用壽命為N=14年,直線法計提折舊,殘值為X=5萬元,質(zhì)保期3年(質(zhì)保期內(nèi)免費(fèi)維護(hù)),從第4年開始,至第14年,年化的維護(hù)成本按0.5萬元/年,5%遞增率逐年遞增。貼現(xiàn)率設(shè)為3.8%,則現(xiàn)金流如下頁表格所示:由于使用壽命(期數(shù)N)不等,必須折算成相等的期數(shù),凈現(xiàn)值NPV的比較才有意義。經(jīng)過貼現(xiàn)計算,可以得出設(shè)備A的凈現(xiàn)值(NPV)為-104.49萬元,設(shè)備B的凈現(xiàn)值(NPV)為-105.21萬元,104.49﹤105.21,設(shè)備A的經(jīng)濟(jì)性較高,換句話說:雖然從表面上看,設(shè)備A的初始購置成本(50萬元)比B的(45萬元)高,但是考慮全生命周期的綜合成本后,顯然設(shè)備A比設(shè)備B更具有經(jīng)濟(jì)性。如果只關(guān)注設(shè)備的初始購置成本,則設(shè)備B在價格評價方面會占據(jù)優(yōu)勢,中標(biāo)的可能性較大,而通過上述比較分析可以得出結(jié)論:購買設(shè)備A顯然是更明智的選擇。
4.生命周期成本分析法的優(yōu)越性及局限性優(yōu)越性(1)生命周期成本分析法考慮了資金的時間價值。(2)生命周期成本分析法打破了以往只關(guān)注初始購置成本的短視行為。(3)生命周期成本分析法站在全局的角度計算綜合成本。局限性(1)運(yùn)行維護(hù)成本的估算難。運(yùn)行維護(hù)成本的估算,一是靠供應(yīng)商估算,二是靠建設(shè)單位自行估算。前者可能存在的問題:供應(yīng)商為了爭取價格優(yōu)勢,估算值可能比實際所需的運(yùn)維成本低,等到設(shè)備真正投入運(yùn)行后才發(fā)現(xiàn)與投標(biāo)承諾不一致,而此時設(shè)備不可能再拆除重裝——資金、時間方面不允許;另外,某些大型設(shè)備為保證運(yùn)行的穩(wěn)定可靠,必須由原廠進(jìn)行維護(hù),一旦原廠商提出增加運(yùn)維成本,建設(shè)單位將面臨進(jìn)退兩難的被動局面。另一方面,如果靠建設(shè)單位自行估算,前提是要有詳實的數(shù)據(jù)作為支撐,這就要求建設(shè)單位必須建立起基于資產(chǎn)全生命周期的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),記錄設(shè)備從采購、安裝使用、運(yùn)行、退運(yùn)報廢等的詳細(xì)數(shù)據(jù),但是在技術(shù)發(fā)展日新月異的今天,歷史數(shù)據(jù)并不完全具有代表性,以前運(yùn)行不可靠的,不代表技術(shù)進(jìn)步后依然不可靠,這就加大了對運(yùn)行成本估算的難度。(2)報廢標(biāo)準(zhǔn)難以量化。目前,對于電力設(shè)備的報廢還沒有統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)。(3)設(shè)備殘值估算難。殘值除了是會計科目計提折舊后的剩余殘值外,很大一部分是退運(yùn)報廢設(shè)備通過市場拍賣所取得的經(jīng)濟(jì)收益,該收益受市場價格特別是原材料市場價格的影響,比如110kv變電站主變壓器,其含銅量約為20%~30%,拍賣時受市場銅價的影響,每一年的價格都不相等,這也給設(shè)備殘值的估算增加了難度。
2基于RFID的電力儀器設(shè)備管理
平臺框架體系如圖2所示,基于RFID的電力儀器設(shè)備管理平臺分為4層結(jié)構(gòu),分別為采集對象層、終端采集層、數(shù)據(jù)接口層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層,包括管理主站、手持讀寫器、發(fā)卡器和UHF標(biāo)簽四大部分。采集對象層由貼有RFID標(biāo)簽的各種儀器設(shè)備構(gòu)成。根據(jù)電力企業(yè)儀器設(shè)備多用于電磁環(huán)境的特點(diǎn),標(biāo)簽選用UHF(UltraHighFrequency,超高頻)抗金屬標(biāo)簽。這種標(biāo)簽具有無源、識別距離遠(yuǎn)、防金屬干擾的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集層包括手持讀寫器和發(fā)卡器兩大部分,通過手持讀寫器可執(zhí)行儀器設(shè)備的入庫、借出、調(diào)撥、檢定、維修和報廢等業(yè)務(wù),完成的數(shù)據(jù)結(jié)果通過數(shù)據(jù)同步功能傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接口層;發(fā)卡器用于標(biāo)簽的制作,將初始化數(shù)據(jù)寫入RFID標(biāo)簽中,建立儀器設(shè)備與標(biāo)簽的對應(yīng)關(guān)系。數(shù)據(jù)接口層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集層和數(shù)據(jù)層之間的通訊,一方面將在讀取標(biāo)簽信息時,將對應(yīng)的設(shè)備資產(chǎn)信息同步到手持讀寫器中;另一方面,將手持讀寫器讀取到的標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入到資產(chǎn)數(shù)據(jù)表中。數(shù)據(jù)層包括資產(chǎn)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。其中資產(chǎn)數(shù)據(jù)包括ERP設(shè)備資產(chǎn)信息、自購資產(chǎn)信息以及其他各種儀器設(shè)備的資產(chǎn)信息,是整個平臺的核心數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括組織機(jī)構(gòu)和設(shè)備廠家等檔案信息,是系統(tǒng)運(yùn)行的支撐性數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)保存有整個平臺使用用戶的信息。運(yùn)行數(shù)據(jù)包括審計數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行過程數(shù)據(jù)等用戶和資產(chǎn)狀態(tài)變化產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù),主要用于設(shè)備的狀態(tài)回溯以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)審計。應(yīng)用層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計查詢、資產(chǎn)入庫、檢定、借出、調(diào)撥、報廢等業(yè)務(wù)的在線審批。
3RFID電力儀器設(shè)備管理流程
儀器設(shè)備管理包括資產(chǎn)的登記、入庫、借出、調(diào)撥、維修、報廢、檢定、盤點(diǎn)等操作,包含設(shè)備從購置投入使用到報廢退出使用的全過程。
1)儀器設(shè)備登記
各部門在領(lǐng)用設(shè)備后填寫資產(chǎn)信息表,包括設(shè)備名稱、廠商、出廠日期、領(lǐng)用人、使用年限等信息,系統(tǒng)將根據(jù)資產(chǎn)信息生成資產(chǎn)編碼分類;通過發(fā)卡器將資產(chǎn)編碼分類寫入UHF標(biāo)簽中,并通過標(biāo)簽打印機(jī)打印標(biāo)簽紙,最后將UHF標(biāo)簽和標(biāo)簽紙貼到對應(yīng)設(shè)備,完成資產(chǎn)登記操作。
2)儀器設(shè)備入庫
完成資產(chǎn)登記后,使用手持讀寫器掃描UHF標(biāo)簽,并把設(shè)備狀態(tài)置為“可用”,填寫保存地點(diǎn),并同步到后臺數(shù)據(jù)庫,完成資產(chǎn)入庫。
3)儀器設(shè)備周期檢定
儀器設(shè)備分為計量儀器設(shè)備和非計量儀器設(shè)備(即功能性儀器設(shè)備)兩大類。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備檢定周期,提前以標(biāo)紅的形式提醒到期需檢定的計量儀器設(shè)備,各使用部門每年須根據(jù)需要列出標(biāo)準(zhǔn)儀器設(shè)備、計量儀器設(shè)備、計量器具的檢定計劃,并上報審批。經(jīng)過檢定后,計量類儀器設(shè)備有“合格(綠色)”、“限用(黃色)”、“停用(紅色)”3種狀態(tài)標(biāo)識。通過手持讀寫器設(shè)置檢定狀態(tài)。功能性儀器設(shè)備有“完好(綠色)”“停用(紅色)”2種狀態(tài)標(biāo)識。設(shè)備管理用通過RFID手持設(shè)備設(shè)置檢定狀態(tài)。
4)儀器設(shè)備修理
對于需修理的儀器設(shè)備,通過手持讀寫器將狀態(tài)置為“修理”,設(shè)備修理完好后,再將狀態(tài)置為“可用”。
5)儀器設(shè)備借用
借出人在系統(tǒng)內(nèi)填寫《儀器借出登記表》,需經(jīng)借出部門批準(zhǔn)。借出后通過手持讀寫器將狀態(tài)設(shè)置“借出”,歸還后將設(shè)備狀態(tài)置為“可用”。儀器設(shè)備的借用周期上限為20天,到期不歸還應(yīng)提醒。
6)儀器設(shè)備調(diào)撥
調(diào)出部門列出轉(zhuǎn)移儀器設(shè)備清單,并使用手持讀寫器將設(shè)備狀態(tài)置為“調(diào)出”,并在系統(tǒng)中上傳《固定資產(chǎn)調(diào)撥單》,調(diào)入部門利用手持讀寫器進(jìn)行入庫操作。
7)儀器設(shè)備報廢
儀器設(shè)備滿足報廢條件,可提出報廢申請,填寫《資產(chǎn)報廢審批表》,其審批通過后,通過手持讀寫器將資產(chǎn)狀態(tài)置為“報廢”。
8)資產(chǎn)盤點(diǎn)
實現(xiàn)新增盤點(diǎn)任務(wù)、更新盤點(diǎn)任務(wù)、查看盤點(diǎn)任務(wù)詳細(xì)內(nèi)容等。使用手持讀寫器對資產(chǎn)快速和準(zhǔn)確清查,將數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行核對,對正常或異常的數(shù)據(jù)做出處理,得出固定資產(chǎn)的實際情況。
4平臺關(guān)鍵技術(shù)及實現(xiàn)
資產(chǎn)管理平臺能夠準(zhǔn)確高效運(yùn)轉(zhuǎn),需要一套完整的RFID編碼機(jī)制,以保障資產(chǎn)設(shè)備和編碼的唯一對應(yīng)和一套數(shù)據(jù)維護(hù)管理機(jī)制,以保證資產(chǎn)實物與管理平臺數(shù)據(jù)的一致。
4.1資產(chǎn)編碼資產(chǎn)
編碼不僅需要考慮資產(chǎn)的固定信息,如編號、屬性、類別等,同時需兼顧動態(tài)信息的體現(xiàn),如設(shè)備狀態(tài)、檢定狀態(tài)燈,以方便資產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的跟蹤和設(shè)備盤點(diǎn)。RFID標(biāo)簽編碼中固定信息站7個字節(jié),狀態(tài)信息占1個字節(jié),共計8個字節(jié)。其中設(shè)備狀態(tài)用于跟蹤設(shè)備全生命周期內(nèi)的狀態(tài)變更,包括初始化、可用、借出、維修、檢定、報廢。檢定狀態(tài)用于標(biāo)記設(shè)備周期送檢結(jié)果,包括合格、限用、停用、完好。標(biāo)簽信息在資產(chǎn)登記以及設(shè)備狀態(tài)變更時,通過發(fā)卡器寫入。通過標(biāo)簽打印機(jī)將RFID標(biāo)簽打印并貼于每個設(shè)備物體上。
4.2數(shù)據(jù)同步與傳輸
RFID手持讀寫器對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行修改后,需要將設(shè)備信息實時同步到數(shù)據(jù)管理主站中,目前尚沒有用于設(shè)備數(shù)據(jù)管理的標(biāo)準(zhǔn)通信機(jī)制,因此需要設(shè)計一套手持終端與數(shù)據(jù)管理后臺之間的通訊規(guī)約以實現(xiàn)實時、高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳輸。為此項目采用如下關(guān)鍵技術(shù):一是在手持讀寫器中部署SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫,在讀寫器與管理主站無法網(wǎng)絡(luò)連接的情況下,保證在離線的情況下也可以執(zhí)行儀器設(shè)備的業(yè)務(wù)操作;二是采用基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的數(shù)據(jù)同步機(jī)制,即業(yè)務(wù)都由管理主站發(fā)起,待與手持讀寫器數(shù)據(jù)同步完成后,由手持讀寫器執(zhí)行業(yè)務(wù)操作,并返回業(yè)務(wù)結(jié)果。平臺數(shù)據(jù)同步架構(gòu)分為3層:手持讀寫器層、數(shù)據(jù)接口層和管理平臺層。手持讀寫器層采用Android操作系統(tǒng),支持SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫,可存儲設(shè)備檔案數(shù)據(jù)、設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與管理主站的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致,便于數(shù)據(jù)同步。數(shù)據(jù)接口層是數(shù)據(jù)同步的中間件,一方面與管理主站建立數(shù)據(jù)庫連接,另一方面與手持讀寫器建立socket連接,可獨(dú)立部署在客戶端,也可作為一個模塊部署在管理主站中。管理主站中負(fù)責(zé)設(shè)備檔案數(shù)據(jù)、設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理,可新增、刪除和修改設(shè)備信息,也可發(fā)起借出、維修、檢定、報廢等業(yè)務(wù)流程。手持讀寫器與管理主站的數(shù)據(jù)同步流程如下:
1)采用C/S結(jié)構(gòu),手持讀寫器作為客戶端,數(shù)據(jù)接口作為服務(wù)器端。手持讀寫器開機(jī)后自動與數(shù)據(jù)接口建立socket連接,發(fā)起數(shù)據(jù)同步請求,數(shù)據(jù)接口與管理平臺建立數(shù)據(jù)庫連接,并將管理主站中的數(shù)據(jù)同步到本地SQLite數(shù)據(jù)庫中。
2)同步數(shù)據(jù)成功后,讀取設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),并以業(yè)務(wù)推送的方式在手持讀寫器上顯示,提醒操作人員。業(yè)務(wù)人員根據(jù)提醒開展資產(chǎn)入庫、檢定、借出、調(diào)撥、報廢等業(yè)務(wù)等操作。由于業(yè)務(wù)申請在管理平成,領(lǐng)用人、部門、歸還日期等操作附加數(shù)據(jù)不需要在手持讀寫器上填寫,只需填寫設(shè)備可用、借出、檢定等狀態(tài)數(shù)據(jù),簡化了操作人員的工作量。
3)業(yè)務(wù)操作完成后,手持讀寫器發(fā)起業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步請求,數(shù)據(jù)接口接到同步請求后,打開數(shù)據(jù)庫連接,并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步到管理平臺中。數(shù)據(jù)同步成功后,關(guān)閉socket會話和數(shù)據(jù)庫連接。
關(guān)鍵詞:
高產(chǎn)高效;機(jī)電設(shè)備;管理
0引言
隨著機(jī)械化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,煤礦井下生產(chǎn)從最初的炮采到普采,逐漸發(fā)展到現(xiàn)代化的高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化生產(chǎn)。礦井高產(chǎn)高效生產(chǎn)涉及到井上下各個方面,是一個龐大的系統(tǒng)工程,而機(jī)電設(shè)備作為現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要部分,其安全運(yùn)行成為了礦井高效生產(chǎn)的關(guān)鍵,因此應(yīng)加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備管理,并建立與現(xiàn)代化高產(chǎn)高效相適應(yīng)的管理方式,保證礦井高產(chǎn)高效生產(chǎn)。
1現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)
1.1高產(chǎn)高效礦井發(fā)展現(xiàn)狀
從20世紀(jì)50年代英國首個綜采工作面開始,煤炭資源開采也開啟了新時代,經(jīng)過幾十年不斷改進(jìn)發(fā)展,逐漸形成了高產(chǎn)高效礦井生產(chǎn)模式[1]。高產(chǎn)高效礦井是通過優(yōu)化的礦井設(shè)計,合理的開采布置,采用先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和新技術(shù)、新工藝,改進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)等方式,有效提高了礦井生產(chǎn)能力?,F(xiàn)代化的高產(chǎn)高效礦井采用功率大,運(yùn)量大,機(jī)械化程度高的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備以一井一面或一井兩面的方式進(jìn)行集約化生產(chǎn)。根據(jù)中國煤炭資源賦存特征,結(jié)合煤炭開采技術(shù)設(shè)備發(fā)展,逐漸形成了綜放開采的采煤方法。由于其具有安全、高產(chǎn)高效、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),成為了有效解決中國厚煤層開采困難的途徑,并形成了高產(chǎn)高效的生產(chǎn)模式。綜放開采在國內(nèi)迅速發(fā)展,生產(chǎn)設(shè)備也由開始的全部進(jìn)口,逐漸采用全套國產(chǎn)綜采放頂煤設(shè)備。隨著大采高綜采技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展完善,厚煤層一次采全高技術(shù)成為了高產(chǎn)高效礦井煤炭資源地下開采的另一種方式。大采高綜采技術(shù)采用雙滾筒采煤機(jī),大采高液壓支架,一次采全厚,垮落法管理頂板的采煤方法。其具有資源回收率高、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn),但目前由于國內(nèi)設(shè)計、材料和制造條件有限,國產(chǎn)大采高設(shè)備與國際先進(jìn)水平仍有很大差距,主要表現(xiàn)在技術(shù)水平低、可靠性差、服務(wù)壽命短,因此,一些礦區(qū)的現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井綜采設(shè)備仍然進(jìn)口。
1.2高產(chǎn)高效礦井特點(diǎn)
高產(chǎn)高效礦井建設(shè)是一個巨大系統(tǒng)工程,而對于生產(chǎn),機(jī)電設(shè)備改進(jìn)是主要手段。通過礦井生產(chǎn)高度集中,提高礦井安全生產(chǎn)效率。根據(jù)中國礦井建設(shè)情況,高產(chǎn)高效礦井建設(shè)可分為原有老礦的改擴(kuò)建和新建礦井兩大類。a)由于中國早期煤炭資源開采小煤窯較多,為實現(xiàn)礦井高效、高產(chǎn)、安全采煤,采用了資源整合的方式。通過原有礦井的改擴(kuò)建,合理調(diào)整井田范圍,加大礦井儲量,在原有礦井井筒、巷道基礎(chǔ)上開發(fā)延伸或重新加開巷道,優(yōu)化生產(chǎn)布局,適當(dāng)擴(kuò)大采區(qū)及工作面尺寸,采用單水平開采,實現(xiàn)一井一面高產(chǎn)高效生產(chǎn)模式。通過資源整合方法,控制了礦井的最小生產(chǎn)規(guī)模,礦井開采正規(guī)化,基本實現(xiàn)了大中型礦井綜合機(jī)械化生產(chǎn),使中國煤炭資源開采朝著高產(chǎn)高效礦井模式發(fā)展;b)近年來,對于新建礦井則按照高產(chǎn)高效礦井模式進(jìn)行設(shè)計、施工,一般要求一井一面,當(dāng)年投產(chǎn),當(dāng)年達(dá)產(chǎn)[2]。礦井根據(jù)煤層賦存地質(zhì)條件選擇適合的采煤工藝,對于緩傾斜厚及特厚煤層,在安全和資源回收率滿足要求時,應(yīng)考慮綜采放頂煤采煤方法的應(yīng)用,而穩(wěn)定的緩傾斜中厚煤層推行綜采的采煤方法。為適應(yīng)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn),輔助運(yùn)輸應(yīng)實現(xiàn)連續(xù)化作業(yè),采用無軌膠輪車等先進(jìn)的設(shè)備,巷道采用錨桿支護(hù),推廣采用新技術(shù)、工藝、材料和設(shè)備。高產(chǎn)高效礦井建設(shè)主要是以機(jī)電設(shè)備為中心,從礦井的初期設(shè)計到施工管理、開拓布局、生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行等各個方面協(xié)調(diào)配合提高單產(chǎn)單進(jìn),達(dá)到高產(chǎn)高效的目的。高產(chǎn)高效礦井具體體現(xiàn)在采掘機(jī)械化水平高,優(yōu)化布局,集中生產(chǎn)、生產(chǎn)設(shè)備大型化、人員少,效率高等。在監(jiān)控監(jiān)測方面,采用先進(jìn)的科學(xué)管理手段,進(jìn)行全方位實時監(jiān)測,保證及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。根據(jù)高產(chǎn)高效礦井的發(fā)展模式和特點(diǎn)可知,機(jī)電設(shè)備是整個生產(chǎn)的關(guān)鍵,因此解決好機(jī)電設(shè)備存在的問題成為保證礦井高產(chǎn)高效的核心。
2現(xiàn)代化礦井機(jī)電設(shè)備管理存在問題及防治對策
2.1高產(chǎn)高效礦井機(jī)電設(shè)備管理中存在的問題
針對國內(nèi)現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井,機(jī)電設(shè)備管理存在的問題主要有以下幾方面。a)機(jī)電設(shè)備管理不夠重視。隨著采煤方法和工藝的不斷改進(jìn),機(jī)電設(shè)備在煤礦高產(chǎn)高效生產(chǎn)中的地位也發(fā)生了很大變化,但一直以來,機(jī)電系統(tǒng)都作為煤炭生產(chǎn)的輔助,對機(jī)電設(shè)備的管理不夠重視。煤炭企業(yè)由于利益驅(qū)使,減少機(jī)電設(shè)備檢修時間,加班加點(diǎn)生產(chǎn),設(shè)備更是處于連軸轉(zhuǎn)狀態(tài),進(jìn)行超負(fù)荷作業(yè)。對于機(jī)電設(shè)備不足的礦井,為了減少成本,使用按照規(guī)定應(yīng)淘汰落后、超過年限的設(shè)備。這樣不僅給煤礦安全生產(chǎn)帶來很大隱患,也增加了設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。同時由于機(jī)電設(shè)備戰(zhàn)線長、數(shù)量多,檢修人員對機(jī)電設(shè)備的檢修力度不夠,對設(shè)備安全運(yùn)行認(rèn)知不足,缺少檢修標(biāo)準(zhǔn)化制度,導(dǎo)致檢修多成為抽檢式,維修監(jiān)察跟蹤不及時,處理問題經(jīng)常出現(xiàn)拖延現(xiàn)象;b)機(jī)電設(shè)備配套管理問題。礦井現(xiàn)代化高產(chǎn)高效建設(shè)步伐加快,原來老礦井通過資源整合,擴(kuò)大了井田范圍,提高了產(chǎn)量,但在改造過程中,為獲得利益最大化,有的礦井還沿用原有部分管路和設(shè)備,雖然當(dāng)時滿足生產(chǎn)需要,但后期往往忽視這些設(shè)備的淘汰及改造,導(dǎo)致與新設(shè)備管理不同,在運(yùn)行中存在較多隱患,容易發(fā)生機(jī)電設(shè)備事故。在新建高產(chǎn)高效礦井中,初期由于國內(nèi)設(shè)備無法滿足要求,一些礦的先進(jìn)設(shè)備從國外進(jìn)口,之后損壞的零配件、損耗件采用國內(nèi)產(chǎn)品,但國內(nèi)設(shè)備存在易磨損、強(qiáng)度低的特點(diǎn),因此應(yīng)加強(qiáng)此類機(jī)電設(shè)備的管理;c)機(jī)電隊伍專業(yè)人才素質(zhì)不高。機(jī)電作為礦井生產(chǎn)輔助,煤礦生產(chǎn)管理層過分重視生產(chǎn),導(dǎo)致機(jī)電管理無法發(fā)揮最大效果,機(jī)電隊伍人才不足,整體素質(zhì)不高[3]。尤其對高產(chǎn)高效礦井,機(jī)電設(shè)備作為主要的生產(chǎn)工具,礦井大多采用新設(shè)備、新工藝,因此機(jī)電隊伍的專業(yè)人才素質(zhì)非常關(guān)鍵。而現(xiàn)階段大多數(shù)礦井機(jī)電隊伍人員素質(zhì)不高不僅體現(xiàn)在對機(jī)電的專業(yè)知識儲備不夠,也表現(xiàn)出安全意識不夠強(qiáng)。機(jī)電隊伍培訓(xùn)一般是針對新員工進(jìn)行,缺少后期知識更新和安全意識培訓(xùn)。
2.2機(jī)電管理防治對策
a)建立完善機(jī)電管理制度。高產(chǎn)高效礦井需有相應(yīng)完善的機(jī)電管理制度,只有通過建立完善制度,加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備管理,才能保障機(jī)電設(shè)備正常安全運(yùn)行。為加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備管理,應(yīng)根據(jù)規(guī)定消除設(shè)備超負(fù)荷作業(yè),合理安排設(shè)備檢修時間,設(shè)置專人專崗進(jìn)行檢修維護(hù),采用及時發(fā)現(xiàn)解決問題,不拖延的制度。對于老舊、超過年限的應(yīng)更換的設(shè)備,應(yīng)設(shè)立專項資金,??顚S眠M(jìn)行設(shè)備更新?lián)Q代,有效減少設(shè)備故障時間,提高設(shè)備運(yùn)行可靠性,減少機(jī)電事故的發(fā)生;b)加強(qiáng)機(jī)電配套設(shè)備管理。針對高產(chǎn)高效礦井機(jī)電設(shè)備配套管理問題,對于存在新舊設(shè)備同時運(yùn)行的情況,應(yīng)采用加強(qiáng)舊設(shè)備的日常檢修,增大檢修力度,采用實時監(jiān)測手段及時維修,保證設(shè)備安全運(yùn)行,同時也不能忽視新設(shè)備的檢修。對于國外進(jìn)口的全套機(jī)電設(shè)備的維護(hù),應(yīng)加強(qiáng)機(jī)電專業(yè)人才的培訓(xùn),掌握檢測檢修方法,加強(qiáng)更換的零部件薄弱環(huán)節(jié)的管理。結(jié)合礦井高產(chǎn)高效管理模式,推行設(shè)備創(chuàng)新管理,從原來故障事后維修到定點(diǎn)檢修采用零故障管理;c)提高機(jī)電隊伍素質(zhì)。隨著科技發(fā)展,煤礦的高產(chǎn)高效生產(chǎn),機(jī)電設(shè)備不斷更新?lián)Q代,大量新設(shè)備、新工藝應(yīng)用于煤炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),這些工藝和設(shè)備的變化也要求機(jī)電隊伍人員不斷更新知識儲備和操作技能,因此需定期對機(jī)電隊伍人員進(jìn)行培訓(xùn),進(jìn)行知識更新。建立激勵機(jī)制,鼓勵自主學(xué)習(xí),提高自身能力,增強(qiáng)安全意識,為機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行提供保障。
3結(jié)語
現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井生產(chǎn)涉及到井上下各個系統(tǒng),而機(jī)電設(shè)備作為現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井生產(chǎn)的重要組成部分,其能否正常安全運(yùn)行直接影響著礦井的生產(chǎn)。結(jié)合現(xiàn)階段礦井高產(chǎn)高效生產(chǎn)的特點(diǎn),分析了煤礦井下機(jī)電設(shè)備管理中存在的主要問題,提出了建立完善機(jī)電管理制度、加強(qiáng)機(jī)電配套設(shè)備管理和提高機(jī)電隊伍素質(zhì)的對策,保證井下機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行,實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn):
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2電力系統(tǒng)設(shè)備的構(gòu)成及作用
2.1開放設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要通過網(wǎng)管技術(shù)與TELNET技術(shù)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)。前者是指維護(hù)人員利用圓形界面,查看異地電力系統(tǒng)設(shè)備工作狀態(tài)、誤碼率與數(shù)據(jù)流量等參數(shù),獲取授權(quán)后可以對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與管理。后者是指維護(hù)人員利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄電力系統(tǒng)設(shè)備,并對其進(jìn)行查看與管理等方面的操作。
2.2封閉設(shè)備
封閉設(shè)備無法通過直接和外界交換數(shù)據(jù)而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù),但是隨著技術(shù)的發(fā)展,封閉設(shè)備可以向開放設(shè)備進(jìn)行演變,如傳統(tǒng)電源屏已經(jīng)被智能電源屏取代,從而實現(xiàn)將設(shè)備的電流、電壓和工作狀態(tài)等傳輸給外接設(shè)備,并接受外來指令對工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。同時,維護(hù)人員可以利用微機(jī)監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),從而獲取電力系統(tǒng)設(shè)備在現(xiàn)場運(yùn)行時的工作參數(shù),并判斷出其工作狀態(tài),進(jìn)而為維護(hù)工作提供指導(dǎo)意見。
2.3專用設(shè)備
專用設(shè)備是以CPU為核心部件,并按照預(yù)先編制程序進(jìn)行運(yùn)行,其只能通過專用通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式等完成與外界的信息交換。為了實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù),維護(hù)人員需要依據(jù)實際情況,對故障采取相應(yīng)的處理措施,如更換程序、遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)程復(fù)位和更改系統(tǒng)的配置文件等,并依據(jù)這些需求研發(fā)遠(yuǎn)程遙控與維護(hù)的軟件。
3電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
3.1電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)的現(xiàn)狀
由于電力系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)點(diǎn)較多,分布地域比較廣,所以電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)的現(xiàn)狀難以盡如人意,主要體現(xiàn)在兩個方面:一方面是維護(hù)的對象單一,電力系統(tǒng)設(shè)備分布和維護(hù)人員分布無法適應(yīng);另一方面是維護(hù)的功能較少,無法滿足電力系統(tǒng)因廣域分布和復(fù)雜性等帶來的維護(hù)問題,電力系統(tǒng)設(shè)備要求的快速修復(fù)和高素質(zhì)的維修人員及時到達(dá)無法統(tǒng)一,這為電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)的發(fā)展造成了阻礙。
3.2電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)的發(fā)展
(1)開放性方向發(fā)展。雖然電力系統(tǒng)設(shè)備采用計算機(jī)技術(shù),但是由于其不遵循通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,使得數(shù)據(jù)信息的交換難以實現(xiàn),因此電力系統(tǒng)設(shè)備需要依靠通用技術(shù),向開放性方向進(jìn)行發(fā)展。同時,為了滿足電力系統(tǒng)設(shè)備與外界之間的信息交換與資源共享要求,為設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)提供便利,電力系統(tǒng)設(shè)備也需要符合開放性發(fā)展的要求。(2)綜合化方向發(fā)展。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)設(shè)備彼此間信息相互孤立,通過信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù),將電力系統(tǒng)設(shè)備向綜合化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,既有利于實現(xiàn)信息和資源動向,也為電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。同時,電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)涉及到很多的環(huán)節(jié),各個環(huán)節(jié)之間需要順暢銜接,設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)向綜合化方向發(fā)展,可以帶動系統(tǒng)運(yùn)行中的各個環(huán)節(jié)發(fā)展,從而使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更為安全平穩(wěn)。(3)智能化方向發(fā)展。由于電力系統(tǒng)的重要性及其設(shè)備特殊性,有些設(shè)備不能完全采用開放與通用的技術(shù),而為了實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù),在進(jìn)行軟件開發(fā)時需要考慮到遠(yuǎn)程維護(hù)手段和維護(hù)方式的需求,編制功能各異的軟件內(nèi)置于電力系統(tǒng)中,提高電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)的安全性與可靠性。同時,在電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)需要向智能化方向發(fā)展,借助微機(jī)監(jiān)測技術(shù),做好電力系統(tǒng)的維修與監(jiān)測工作,如變壓器油氣色譜的分析、變壓器局部放電的監(jiān)測和變壓器絕緣狀態(tài)的監(jiān)測等,從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與遠(yuǎn)程維護(hù)。
4電力系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)裝置的布線與軟件設(shè)計
4.1維護(hù)裝置中的布線設(shè)計
電力系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)裝置的布線關(guān)系到系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行,所以布線工作非常重要。在布線時需要采取如下技術(shù)設(shè)計措施:(1)由于單一電源層無法降低噪音,會導(dǎo)致系統(tǒng)因此出現(xiàn)問題,所以在電源和電線間需要設(shè)計去耦電容,如在電源輸出處放置1~100μF旁路電容,在每個元器件電源與地線間放置0.01~0.1μF電容;(2)加寬電源與地線的寬度。采取四層PCB的布線技術(shù),中間兩層可以以電源與地為敷層,屏蔽電磁干擾,強(qiáng)弱電信號之間、模擬與數(shù)字之間、數(shù)字地和模擬地之間都需要采區(qū)分開處理;(3)晶振走線與兩角和IC之間走線盡可能短而粗,走線中既不能打孔,也不能出現(xiàn)相互交叉,并且需要用地線包圍兩端的連線。數(shù)據(jù)線或者地址線需要保持相同寬度,并采取集中走線方式,中間不能有其他的信號線,走線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要堅持總長度最短的原則。
4.2維護(hù)裝置中的軟件設(shè)計
TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)是電力系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)裝置軟件設(shè)計的關(guān)鍵。由于其直接編寫相對困難,可以利用支持TCP/IP協(xié)議的嵌入式操作系統(tǒng)完成,如uClinux系統(tǒng),其Linux內(nèi)核由互聯(lián)網(wǎng)曾、傳輸層、套接字層和應(yīng)用層構(gòu)成,其中互聯(lián)網(wǎng)層主要將分組發(fā)往網(wǎng)絡(luò)并使其獨(dú)立傳向目標(biāo);傳輸層是用來傳輸數(shù)據(jù),并利用重發(fā)機(jī)制保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性;套接字層主要是管理基于IP的UDP和TCP之間端到端的互聯(lián);應(yīng)用層是以MMS為協(xié)議,對系統(tǒng)通信進(jìn)行控制。各組成部分之間相互銜接,共同保障TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn)。
5電力系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)中需要注意的問題
5.1安全問題
(1)電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)需要異地實現(xiàn),允許維修人員直接對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行修改操作,這為授權(quán)用戶越權(quán)維護(hù)和非授權(quán)用戶非法登陸等提供了機(jī)會,避免出現(xiàn)這些問題是保障設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)工作順利開展的關(guān)鍵;(2)維護(hù)裝置工作環(huán)境復(fù)雜,容易受到電磁波干擾,在遠(yuǎn)程維護(hù)設(shè)計中需要做好抗干擾的措施。例如在裝置布局方面,可以采取如下措施:將整機(jī)電路依據(jù)功能分成數(shù)量眾多的電路單元,依據(jù)電路流程安排其位置,保障傳輸信號的穩(wěn)定性與方向一致性;以功能電路核心元件為中心進(jìn)行布局,減少與縮短元器件間的連接與引線;高頻工作電路中,相互干擾元件需要分開或者進(jìn)行屏蔽,保持元器件的平行排列,以利于安裝和保持美觀等。
5.2責(zé)任劃分問題
由于電力系統(tǒng)設(shè)備眾多,其遠(yuǎn)程維護(hù)涉及到眾多工作內(nèi)容,為了提高遠(yuǎn)程維護(hù)質(zhì)量與效率,維護(hù)人員需要明確各自的維護(hù)責(zé)任與維護(hù)權(quán)限,依據(jù)維護(hù)要求做好本職工作,這樣既可以在設(shè)備出現(xiàn)故障后可以得到及時有效的處理,又有利于在維護(hù)不利時追究相關(guān)維護(hù)人員的責(zé)任,使遠(yuǎn)程維護(hù)工作更為規(guī)范化和條理化。
5.3管理問題
由于電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)為新技術(shù),其發(fā)展和應(yīng)用都存在很多不完善之處,而加強(qiáng)遠(yuǎn)程維護(hù)工作的管理是推動其發(fā)展的有效途徑,所以建立健全管理規(guī)章制度非常必要,例如遠(yuǎn)程維護(hù)工作的監(jiān)管制度、日常巡查制度、維修人員的培訓(xùn)制度和獎懲制度等,這樣既可以調(diào)動維護(hù)人員工作的積極性與主動性,又可以使設(shè)備維護(hù)工作向制度化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。
2改進(jìn)思路
對于電能計量設(shè)備管理工作中存在的問題,經(jīng)過分析,確定通過重新梳理工作流程、規(guī)范管理制度的方式保障電能計量設(shè)備管理工作有序開展,避免工作交叉;通過以“大倉庫、大配送”總體部署,圍繞“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、定額存儲、動態(tài)補(bǔ)倉”供應(yīng)策略為依據(jù),建立電能計量設(shè)備儲備定額管理機(jī)制,實現(xiàn)動態(tài)補(bǔ)倉機(jī)制,解決以項目申購采購供貨周期長、項目物資無法共用,造成資源浪費(fèi)的問題;通過建立電能計量倉儲管理機(jī)制及物資屬性庫區(qū),電能計量設(shè)備的出、入庫有據(jù)可循,解決無供應(yīng)商送貨計劃、無各生產(chǎn)部門及區(qū)局配送計劃、倉庫積壓但無可用(檢定合格)設(shè)備的問題;通過對信息系統(tǒng)的功能優(yōu)化,實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)貫通,提升信息系統(tǒng)對于電能計量設(shè)備管理工作的有效支持。
3改進(jìn)措施
3.1優(yōu)化管理流程為了避免業(yè)務(wù)工作的交叉,保障電能計量設(shè)備管理工作的順利開展,以信息系統(tǒng)為基礎(chǔ),管理部門對電能計量設(shè)備管理流程進(jìn)行了優(yōu)化。新工作流程主要將電能計量設(shè)備管理工作和信息系統(tǒng)結(jié)合開展工作,通過計量檢定系統(tǒng)、物資系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)的信息共享,各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間協(xié)同開展工作,實現(xiàn)一站式作業(yè),提升電能計量設(shè)備管理工作效率,保障電能計量設(shè)備供貨的及時性和規(guī)范性。新電能計量設(shè)備管理工作流程如圖2所示。新流程改變了當(dāng)前電能計量設(shè)備管理過程中需求申報、采購、檢測(質(zhì)檢、檢定)、配送、領(lǐng)用、安裝的順序管理,實現(xiàn)定額管理、采購和發(fā)碼單據(jù)同步開展;改變多個部門需要反復(fù)溝通的問題,市場營銷部上報年度電能計量設(shè)備儲備定額后,直接以儲備定額為依據(jù)進(jìn)行補(bǔ)倉采購并授予條形碼。
3.2規(guī)范管理制度管理部門同時明確了電能計量設(shè)備的管理要求,規(guī)定了各流程環(huán)節(jié)的工作時限及各崗位管理職責(zé),改進(jìn)了電能計量設(shè)備管理業(yè)務(wù)規(guī)則,明確了各管理節(jié)點(diǎn)崗位職責(zé),具體如下:(1)優(yōu)化品類,動態(tài)補(bǔ)倉。為縮短電能計量設(shè)備采購周期、解決項目物資無法共用,電能計量設(shè)備采購儲備定額管理方式,由市場營銷部上報年度電能計量設(shè)備儲備定額量,物資部門以儲備定額為依據(jù)實現(xiàn)動態(tài)補(bǔ)倉配送及動態(tài)補(bǔ)倉采購。(2)到貨檔案。采購設(shè)備到貨倉庫后,由該倉庫倉管員2天內(nèi)辦理到貨檔案批次,并抽樣送檢。(3)檢測(抽檢、檢定)。物資部門辦理到貨批次并送檢后,由檢測單位制定檢測計劃并安排檢測工作,檢測完成后通知倉管員回庫。(4)配送至各生產(chǎn)部門及區(qū)局。各生產(chǎn)部門及區(qū)局發(fā)起補(bǔ)貨需求后由倉管員2天內(nèi)完成物資的配送工作。(5)補(bǔ)貨規(guī)則,按電能計量設(shè)備采購四級補(bǔ)倉機(jī)制。各使用單位提出補(bǔ)貨需求時,倉管員檢查成品倉物資是否滿足,滿足則直接從成品倉進(jìn)行補(bǔ)貨配送;如成品倉不能滿足則檢查待檢定倉物品量及檢定計劃;待檢定倉物品無法滿足則從待檢倉進(jìn)行補(bǔ)倉進(jìn)行檢定;當(dāng)待檢倉無法滿足時檢查同合供貨情況,通知供應(yīng)商送貨或提交待檢倉補(bǔ)倉采購需求。
3.3規(guī)范倉庫管理規(guī)范物資倉庫物資存儲區(qū)域,劃為倉庫為待檢區(qū)、檢測區(qū)、換貨區(qū)、成品區(qū),電能計量設(shè)備存放倉庫規(guī)范:電能計量設(shè)備到貨后由倉管員存放至待檢倉;由檢測單位檢測中的設(shè)備存放至檢測區(qū),檢測不合格的物品存放至換貨區(qū),檢測合格的物品存放至成品區(qū),成品區(qū)的物品方可配送至各生產(chǎn)部門及區(qū)局安裝使用。各生產(chǎn)部門及區(qū)局發(fā)生領(lǐng)用需求時,首先開具移庫、配送各部門急救包的“營銷計量倉”倉。這樣既保證了倉庫管理員賬實一致,清晰掌控倉庫各狀態(tài)物資庫存情況,保證物資供應(yīng)及補(bǔ)貨,又同時提升了工作人員的溝通效率。
3.4明確工作界面,優(yōu)化信息系統(tǒng)功能明確工作界面,市場營銷部負(fù)責(zé)營銷項目下達(dá)及年度儲備定額修編、物資部門負(fù)責(zé)物資供應(yīng)、計量中心負(fù)責(zé)設(shè)備檢測;各專業(yè)管理系統(tǒng)(物資系統(tǒng)、計量檢定、營銷系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng))根據(jù)新電能計量設(shè)備業(yè)務(wù)管理流程需求進(jìn)行系統(tǒng)功能的優(yōu)化,實現(xiàn)幾個系統(tǒng)之間的信息共享及業(yè)務(wù)貫通。物資系統(tǒng)中可以自動依據(jù)一級倉、急救包的庫存及年底電能計量設(shè)備定額自動提醒補(bǔ)貨,物資部管理員實時根據(jù)系統(tǒng)的補(bǔ)貨提醒進(jìn)行補(bǔ)倉配送或補(bǔ)倉采購;到貨后由倉管員收貨、建立到貨檔案批次并抽樣、送檢;系統(tǒng)自動將抽取的樣品及到貨物品信息同步至計量檢定系統(tǒng),由檢測部門檢測負(fù)責(zé)人安排檢測工作;檢測完成后檢測結(jié)果同步至物資系統(tǒng);由倉管員將檢測合格物品移庫至成品區(qū),成品區(qū)物品按需移庫、配送至各生產(chǎn)部門及區(qū)局營銷計量倉;各生產(chǎn)部門及區(qū)局根據(jù)營銷系統(tǒng)供電服務(wù)訂單情況維護(hù)工單,工單信息包含需求物資信息;工單建立完畢后自動同步至物資系統(tǒng)的營銷計量倉管理員的領(lǐng)料待辦提醒;營銷計量倉管理員根據(jù)工單物資需求發(fā)送實物并辦理領(lǐng)用手續(xù);已領(lǐng)用電能計量設(shè)備同步至營銷系統(tǒng)進(jìn)行安裝運(yùn)行。
3.5建立電能計量設(shè)備生命周期檔案庫物資狀態(tài)貫穿電能計量設(shè)備管理全過程,已簽合同未到貨、已到貨未抽檢、抽檢中、抽檢不合格、整批換貨中、抽檢合格、強(qiáng)檢中、強(qiáng)檢不合格、零散換貨中、強(qiáng)檢合格、已配送、已領(lǐng)用,運(yùn)行中、已拆卸、已報廢各狀態(tài)物資一目了然。
4取得成效
通過對電能計量設(shè)備管理模式的優(yōu)化,解決了歷史上信息不能共享、項目物資不能共用導(dǎo)致庫存積壓但無項目需求可用設(shè)備、工作人員溝通繁瑣、無檢定計劃、無補(bǔ)貨計劃、無配送計劃,無庫存跟蹤等問題,重新規(guī)范了電能計量設(shè)備管理過程,優(yōu)化了管理流程、提升了管理效率。(1)集中的儲備管理策略,有效保障物資供應(yīng)及時性。電能計量設(shè)備通過儲備方式進(jìn)行管理,圍繞“標(biāo)準(zhǔn)選型、定額存儲、動態(tài)補(bǔ)倉”供應(yīng)策略,根據(jù)全局的實際需求制定科學(xué)的儲備方案,并按照儲備方案和實際用料需求進(jìn)行實物采購和儲備。改變以往按實際領(lǐng)料項目申購的分散管理的混亂現(xiàn)象,實現(xiàn)集中式的管理;同時,在儲備方式的基礎(chǔ)之上,制定完善的領(lǐng)用管理規(guī)范,破除以往領(lǐng)用項目難以互通的壁壘現(xiàn)象,形成補(bǔ)倉采購運(yùn)作機(jī)制(資金預(yù)算、采購支付、核算機(jī)制),有效保障物資供應(yīng)及時性,提升庫存物資周轉(zhuǎn)率,減少工程余料(定額物資)產(chǎn)生,提高資金使用率。從而有效提高管理的效率、降低成本,提高設(shè)備質(zhì)量。(2)優(yōu)化物資品類,降低采購成本。補(bǔ)倉采購機(jī)制的關(guān)鍵任務(wù)包括:標(biāo)準(zhǔn)選型及品類優(yōu)化;頒布定額儲備方案;落實財務(wù)預(yù)算;動態(tài)補(bǔ)倉機(jī)制;建立領(lǐng)用機(jī)制;JIT項目里程碑節(jié)點(diǎn)銜接;倉庫分級管理;業(yè)務(wù)流程梳理及信息系統(tǒng)支撐。其中標(biāo)準(zhǔn)選型及品類優(yōu)化是開展補(bǔ)倉采購工作的堅實基礎(chǔ),電能計量設(shè)備從以往的130多種品類優(yōu)化至80種,極大程度上減少了倉儲物資種類和補(bǔ)倉采購成本,充分發(fā)揮補(bǔ)倉采購管理模式的優(yōu)勢,提升資金的集成效益和物資服務(wù)水平。(3)規(guī)范“先抽檢、后入庫”運(yùn)作模式,歸避財務(wù)風(fēng)險,保障在庫設(shè)備質(zhì)量。將以往“先入庫、后抽檢”調(diào)整為“先抽檢、后入庫”模式,解決以往供應(yīng)商貨到倉庫后,由倉管員直接辦理入庫單,待入實物賬、財務(wù)賬后再進(jìn)行抽檢,存在的在庫物資未抽檢付款供應(yīng)商存在一定的財務(wù)風(fēng)險問題、檢測不合格換貨難的問題,從而歸避財務(wù)風(fēng)險、保障在庫設(shè)備質(zhì)量,縮短設(shè)備供貨周期,減少在庫設(shè)備量,提高倉庫周轉(zhuǎn)率,降低倉庫管理成本。(4)補(bǔ)倉采購機(jī)制,縮短供貨周期,減少需求誤差,降低采購風(fēng)險,物資供貨及時率達(dá)100%。倉庫結(jié)構(gòu)優(yōu)化為一級中心倉加急救包,根據(jù)各品類物資儲備定額量,實時監(jiān)控各使用單位急救包在庫物資情況,自動發(fā)起補(bǔ)貨需求,倉管員檢查成品倉物資是否滿足,滿足則直接從成品倉進(jìn)行補(bǔ)貨配送;如成品倉不能滿足則檢查待檢定倉物品量及檢定計劃;待檢定倉物品無法滿足則從待檢倉進(jìn)行補(bǔ)倉進(jìn)行檢定;當(dāng)待檢倉無法滿足時檢查合同供貨情況,通知供應(yīng)商送貨或提交待檢倉補(bǔ)倉采購需求。實現(xiàn)物資需求直接從急救包領(lǐng)用。提升了物資供貨的時效性,減小需求誤差,降低采購風(fēng)險,有利于提升物資需求準(zhǔn)確性以及計量設(shè)備管理水平。(5)己構(gòu)建流暢的管理流程,提高管理規(guī)范性。制定了電能計量設(shè)備管理管理要求,明確各個部門的職責(zé)和工作界面,梳理清晰的電能計量設(shè)備管理流程并進(jìn)行優(yōu)化提升,使得電能量計量設(shè)備的管理能夠暢通、高效。(6)全生命監(jiān)控計量設(shè)備管理過程信息。通過梳理和規(guī)范電能計量設(shè)備的管理,對電能計量設(shè)備全生命管理過程的各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行業(yè)務(wù)梳理,明確時效性要求的管理指標(biāo),保障電能計量設(shè)備的采購、檢測、配送等工作有序、順利開展;通過信息系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期過程進(jìn)行監(jiān)控,實現(xiàn)各信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)動與共享,保證了數(shù)據(jù)的一致性及減少數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入,大大提高管理的效率和質(zhì)量。(7)條形碼規(guī)范化管理,單個設(shè)備管理過程清晰了然。梳理規(guī)范各類電能計量設(shè)備條碼規(guī)則,合同簽訂環(huán)節(jié)生成條碼,供應(yīng)商按碼生成并貼碼,單個設(shè)備系統(tǒng)檔案及實物唯對應(yīng),解決以往無法掌控到單個設(shè)備的全生命周期情況,通過實物標(biāo)識實現(xiàn)。圖3為計量物資全生命周期信息展示平臺示意圖。(8)建立檔案批次管理機(jī)制,保障在運(yùn)行設(shè)備的精確可靠、穩(wěn)定性。同批到貨設(shè)備建立檔案批次,在運(yùn)行設(shè)備抽檢根據(jù)單個設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性跟蹤該批次設(shè)備的運(yùn)行情況,大大保障在運(yùn)行設(shè)備的精確可靠,解決以往運(yùn)行抽檢只能針對單個設(shè)備進(jìn)行檢測、更換,無法針對整批同屬性設(shè)備的質(zhì)量跟蹤。(9)實現(xiàn)電能計量設(shè)備管理的效率、成本、服務(wù)的最優(yōu)化。通過以上從管理制度、管理規(guī)范、部門職責(zé)、信息化實現(xiàn)等多個方面進(jìn)行梳理和優(yōu)化,已基本實現(xiàn)電能計量設(shè)備管理的效率、成本、服務(wù)的最優(yōu)化。
一、傳統(tǒng)的教師課堂演示實驗:
在課堂教學(xué)中,教師的演示實驗占有重要位置,它具有兩方面的作用:其一,通過觀察實驗現(xiàn)象,分析實驗過程和對實驗數(shù)據(jù)的處理,得出自然科學(xué)的概念和規(guī)律。其二,學(xué)生通過觀察教師的演示實驗,對于學(xué)生學(xué)習(xí)實驗操作方法,還具有示范作用,演示實驗的這一功能是其他形式的實驗所無法體現(xiàn)的。可見,演示實驗是化學(xué)教學(xué)中最生動、最有效的直觀手段,現(xiàn)已成為非常重要的作用。
隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,素質(zhì)教育要求的不斷提高,現(xiàn)代電教設(shè)備在化學(xué)教學(xué)中的逐漸運(yùn)用,化學(xué)演示實驗也呈現(xiàn)出更加色彩紛呈的形式。
二、投影實驗:
投影實驗是在投影儀(或幻燈機(jī))上進(jìn)行化學(xué)實驗。化學(xué)實驗經(jīng)過投影可以得到形象放大、清晰、真實的實驗現(xiàn)象,因此可以大大通過化學(xué)實驗的演示效果。
投影實驗作為現(xiàn)代化電教設(shè)備在化學(xué)教學(xué)是的一個重要應(yīng)用,有其傳統(tǒng)實驗不可比擬的特點(diǎn):
(1)、放大實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象經(jīng)過投影可以放大幾倍,使教室中遠(yuǎn)離演示臺的學(xué)生也能清楚地看到。有些實驗只有細(xì)微的變化或變化現(xiàn)象可見度不高,如果通過投影放大,可以清晰地反映在銀幕上。
(2)、觀察實驗現(xiàn)象可以從側(cè)視到俯視。教師一般進(jìn)行演示實驗,學(xué)生都是從儀器的側(cè)面觀察實驗現(xiàn)象,而有些實驗,則需從上往下俯視儀器內(nèi)部才能較全面地看到化學(xué)變化中的各種現(xiàn)象。豎直投影時,銀幕上的影象是側(cè)視儀器所觀察到的現(xiàn)象,而水平投影,則是俯視儀器時所觀察到的現(xiàn)象。
(3)、可縮短實驗時間。有些實驗變化速度很慢,但由于投影可放大實驗中的細(xì)微變化,因此可以使普通實驗方法需幾時分鐘才能看清的現(xiàn)象縮短到幾分鐘就可在銀幕上明顯地看出。
(4)、節(jié)省藥品。由于投影能將實物和現(xiàn)象放大,因此,可以在較小容器中用少量藥品來進(jìn)行演示實驗。
例:鈉與水的反應(yīng):
投影方式:水平方向
裝置:=10cm的培養(yǎng)皿
操作:培育皿中注入1/2容積的水,2滴酚酞試液。取一小塊金屬鈉,濾紙擦去表面上的煤油,立即投入水中。
現(xiàn)象:鈉熔成小球,在水面上做不規(guī)則運(yùn)動,鈉球表面不斷有氣泡放出,鈉球所到之處溶液立即變紅。
膠體電泳:
投影方式:豎直方向
裝置:U形管浸入方形槽中
操作:往U形管中加10ml左右Fe(OH)溶膠,在兩臂插入鐵電極(可用拉直的回形針),電極的下端距膠體溶液約1cm。然后往U形管內(nèi)滴加0.01mol/L溶液。為了使溶膠與KNO3之間有清晰的界面,應(yīng)往U形管兩臂輪流小量滴加KNO3溶液,加入的量以電極浸入1~1、5cm為宜。
實驗用電壓為30V以上。
現(xiàn)象:通電5分鐘左右,可在銀幕上看出陰極紅色液面上升,陽極紅色液面下降,兩臂出現(xiàn)明顯的液面差。證明Fe(OH)膠體帶正電。
三、攝錄象實驗:
(1)、運(yùn)用攝錄象教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗基本操作技能;
(2)、運(yùn)用暫停鏡頭引導(dǎo)學(xué)生觀察不易觀察到的實驗現(xiàn)象;
(3)、利用錄象演示不易做成功的實驗;
(4)、利用錄象指導(dǎo)學(xué)生做有危險性的實驗;
(5)、利用錄象將同類型實驗進(jìn)行對比;
(6)、聯(lián)播錄象片段全面完整地再現(xiàn)實驗過程:
觀察實驗時,一定要觀察實驗的主要現(xiàn)象。但限于中學(xué)生的觀察能力,他們往往易疏忽而放過那些不易發(fā)現(xiàn)或容易消失的實驗現(xiàn)象。
如,觀察FE(OH)沉淀的顏色,由于FE(OH)白色沉淀很容易被空氣中的氧氣氧化為FE(OH),學(xué)生難以觀察到稍縱即逝的FE(OH)白色沉淀現(xiàn)象。教學(xué)時,如用錄象機(jī)的暫停鏡頭,把一瞬即逝的生成FE(OH)白色沉淀的現(xiàn)象定格在屏幕上,學(xué)生就能清晰地觀察到白色的FE(OH)。如用慢鏡頭放映,學(xué)生還能觀察到Fe(OH)被氧化的白色灰綠色紅褐色的顏色變化過程,且記憶牢固。
再如,銅和稀硝酸反應(yīng)生成的無色NO氣體;白色AgOH常溫下迅速分解生成暗棕色AgO沉淀等,也可用錄象機(jī)的暫停鏡頭進(jìn)行教學(xué),以突出這類實驗的主要現(xiàn)象。
四、多媒體技術(shù)在化學(xué)實驗教學(xué)中的運(yùn)用:
1、模擬實驗:
多媒體技術(shù)作為一鐘嶄新的電教手段在進(jìn)行模擬實驗中有其獨(dú)特的優(yōu)越性:
(1)、可以重復(fù)觀看
(2)、可以改變觀看時間
(3)、有些規(guī)模較大的實驗,可利用CAI進(jìn)行模擬實驗
(4)、反證實驗:
許多化學(xué)實驗有毒,具有一定的危險性,如果操作不當(dāng),就有可能發(fā)生意外事故?;瘜W(xué)實驗中的一些錯誤操作,只能靠教師講其錯誤的原因以及錯誤操作可能帶來的危害,不能為了加深學(xué)生印象,用實驗證明,否則會造成危險。用計算機(jī)動畫模擬這些錯誤操作,它可將錯誤分解,放慢動作,不僅把錯誤的原因演示清楚,而且可以渲染氣氛,學(xué)生看后印象深刻。下列錯誤操縱都可用動畫來模擬:稀釋濃硫酸時將水倒入濃硫酸中,液體沸騰飛濺;點(diǎn)燃沒有檢驗純度的氫氣導(dǎo)致氫氣發(fā)生裝置的爆炸;用排水法收集氧氣時先停止加熱,后將導(dǎo)管移出水面,水倒吸試管炸裂;加熱裝有液體超過容積1/3的試管時,液體沖出管外等。學(xué)生看到錯誤操縱的無限性,加深了對錯誤原因的理解,印象深刻。
2、微觀展示;
3、實驗復(fù)習(xí);
按照生命周期管理理論的規(guī)劃,對于電氣設(shè)備的維護(hù)作業(yè)可以參考時間進(jìn)程、空間分布和養(yǎng)護(hù)計劃,實現(xiàn)在空間時間坐標(biāo)軸上規(guī)劃作業(yè)活動,連接作業(yè)網(wǎng)絡(luò)圖。在執(zhí)行活動中,應(yīng)當(dāng)串聯(lián)各個作業(yè)活動,調(diào)派并分配人員,提供必要的信息支持。這些信息可以為決策提供一定的參考,搜集命令、計劃、記錄、公文等資料,易于發(fā)現(xiàn)這其中的關(guān)系,并找到改進(jìn)的空間。通過工程系統(tǒng)分析的方法能找到設(shè)備不良的原因,通過程序的執(zhí)行方法的改進(jìn)來促進(jìn)養(yǎng)護(hù)作業(yè)的效能提升。
1.2連續(xù)時間預(yù)測
港口電氣設(shè)備在不斷使用之后會隨著時間的推移而出現(xiàn)設(shè)備故障和老化問題,自然老化可能會妨礙電氣設(shè)備發(fā)揮服務(wù)功能,甚至出現(xiàn)毀壞。同時,每一個電氣設(shè)備在其生命周期之中也可能會受到外來突發(fā)事件的影響而提前老化。由此,在進(jìn)行港口電氣設(shè)備的管理以及養(yǎng)護(hù)作業(yè)時,要充分考慮到時間序列的影響,利用時間差做好養(yǎng)護(hù)工作,按照電氣設(shè)備的現(xiàn)存資料和狀態(tài)來進(jìn)行模型規(guī)劃,預(yù)測設(shè)備隨著時間的推進(jìn)而出現(xiàn)問題的概率,防微杜漸。
1.3離散事件預(yù)測
港口電氣設(shè)備的狀態(tài)往往會在一個概率性環(huán)境中發(fā)生變化,可能的損壞程度和變化都是在概率環(huán)境中不可預(yù)知的,所以不管是觀察還是檢測都可能得到不同的結(jié)果,每一次進(jìn)行的工作得到的結(jié)果也有可能有所差異。因此,在長期的港口電氣設(shè)備工作背景下,應(yīng)當(dāng)將已有的資料轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)母怕史植?用數(shù)學(xué)理論對設(shè)備狀態(tài)加以預(yù)測和管理,從而實現(xiàn)對未來未知可能情況的概率預(yù)測,獲得更加穩(wěn)定的港口電氣設(shè)備工作狀態(tài)。
1.4時空分布分析模型
港口電氣設(shè)備的多發(fā)設(shè)備故障往往是在其他外界因素的影響下產(chǎn)生的,但是因為這些因素的發(fā)生頻次和相隔時間不能確定,甚至一些個別獨(dú)立事件屬于人為因素,便很難發(fā)覺和改善。因此,應(yīng)當(dāng)利用先進(jìn)的信息技術(shù),將多年來發(fā)生的各類電氣設(shè)備故障時間進(jìn)行時空分布定位,遴選出事故多發(fā)地點(diǎn),從而進(jìn)行更好的改善和提高。改善港口電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效能,進(jìn)而提升電氣設(shè)備故障檢測率和預(yù)防可能性。
2港口電氣設(shè)備紅外線檢測技術(shù)
2.1常規(guī)檢測方法
電氣設(shè)備是港口管理工作中的重點(diǎn),對其的維護(hù)和保養(yǎng)自然也成為港口工作效益的重中之重。當(dāng)前技術(shù)和管理水平下,對于港口電氣設(shè)備的維護(hù)一般可分為預(yù)知維護(hù)、預(yù)防維護(hù)和矯正維護(hù)三種。預(yù)知維護(hù)是通過對電氣設(shè)備劣化的征兆進(jìn)行判斷,通過檢測儀器進(jìn)行周期性的檢測和記錄,在設(shè)備徹底損壞前進(jìn)行零件更換和設(shè)備修理。預(yù)防維護(hù)是按照維護(hù)計劃進(jìn)行的定期檢查,并進(jìn)行差異修正,通過計劃性的保養(yǎng)工作來實現(xiàn)維護(hù)效能,主要以時間為參考依據(jù)。矯正維護(hù)則是在設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)時,立即進(jìn)行作業(yè)停止并對故障加以維護(hù),減少因繼續(xù)工作產(chǎn)生的劣化故障。
2.2紅外線檢測技術(shù)的應(yīng)用思路
紅外檢測技術(shù)是當(dāng)前在港口設(shè)備維護(hù)中運(yùn)用較多的技術(shù)之一,也是運(yùn)用最為廣泛的技術(shù),這一技術(shù)包含了風(fēng)險管理、安全管理、機(jī)械電子設(shè)備工程、紅外線工程等多方面的技術(shù),是經(jīng)過長時間培訓(xùn)的港口檢測分析人員才能勝任的。紅外熱影響檢測技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)Ω劭陔姎庠O(shè)備原件的溫度進(jìn)行實時監(jiān)控,對出現(xiàn)溫度異常的原件及時發(fā)現(xiàn)并管理,從而實現(xiàn)風(fēng)險防控。之后便可通過元件狀態(tài)的檢測來記錄溫度數(shù)值,建立運(yùn)作溫度資料庫。這一系統(tǒng)不僅可以作為電器元件的故障檢測,也可以便于維護(hù)人員進(jìn)行紅外線熱影檢測分析工作的參考。
2.3紅外線檢測技術(shù)的異常排除
檢測結(jié)果不論檢測是否有異常,均須將結(jié)果制作紀(jì)錄以作為日后參考依據(jù)。若檢測結(jié)果有異常,則應(yīng)另做成異常報告以供后續(xù)改善追蹤。其內(nèi)容因包括檢測日期、檢測磁層與區(qū)域、機(jī)器名稱與編號、盤面編號、異常位置點(diǎn)、異常點(diǎn)影像圖、以及改善后相關(guān)信息等。檢測結(jié)果對于異常的電氣設(shè)備應(yīng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)作業(yè),但為避免因停機(jī)維護(hù)而造成生產(chǎn)中斷的影響,因此針對檢測出異常的部位,須依據(jù)危害風(fēng)險的嚴(yán)重度來進(jìn)行評估,進(jìn)而排定維護(hù)時程。根據(jù)風(fēng)險等級區(qū)分來判斷電氣設(shè)備異常的嚴(yán)重度與重要性,以制定電氣設(shè)備檢修期程與避免非預(yù)期性停機(jī),確保人員設(shè)備安全,并降低產(chǎn)能財產(chǎn)損失。而當(dāng)異常點(diǎn)完成改善后,則須針對異常的電氣設(shè)備進(jìn)行復(fù)檢測,以確認(rèn)其異常部位是否已消除。
2VR火電站設(shè)備基礎(chǔ)信息管理
2.1火電站設(shè)備結(jié)構(gòu)三維建模與仿真
火電站設(shè)備結(jié)構(gòu)三維模型是實現(xiàn)VR操作的基礎(chǔ),然而,由于火電站設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)量巨大,為實現(xiàn)設(shè)備的全面建模仿真需要從系統(tǒng)工程的角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)層次劃分,將所有設(shè)備劃分至最小結(jié)構(gòu)單元后進(jìn)行建模仿真。為了確保仿真模型數(shù)據(jù)的精確性和通用型,采用行業(yè)內(nèi)流行的三維設(shè)計軟件Solidworks創(chuàng)建設(shè)備模型,以制造廠二維設(shè)計圖紙作為實際尺寸數(shù)據(jù)來源。對三維模型尺寸在裝配過程前進(jìn)行數(shù)據(jù)核對,將尺寸精確的零部件模型進(jìn)行分級裝配,在裝配過程中,對每一級裝配體進(jìn)行干涉檢測,干涉檢測為裝配體零部件間配合狀態(tài)及間隙尺寸的確認(rèn)過程,確認(rèn)無誤后進(jìn)入下一級裝配流程,直至整體設(shè)備模型裝配完成,如圖2、3所示。由于火電站設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,模型面數(shù)多,為了保證模型的可視化效果和平臺的計算速度,實現(xiàn)基于VRP的火電站設(shè)備管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于模型數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)格優(yōu)化。在Solidworks設(shè)計平臺中將模型數(shù)據(jù)以wrl格式輸出,導(dǎo)入3DStudioMax平臺進(jìn)行材質(zhì)、色彩的烘焙及渲染處理,并應(yīng)用PolygonCruncher插件對模型的面數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理,如圖4所示,汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸通過該過程的優(yōu)化處理,將模型面數(shù)在原模型基礎(chǔ)上降低約80%,最后將處理后的模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入VRP,進(jìn)行交互式操作功能的設(shè)計工作。如圖5所示。實際證明:該數(shù)據(jù)傳輸和優(yōu)化方法不僅保證了模型的精準(zhǔn)度和高質(zhì)量的可視化效果,而且提高了工作效率和系統(tǒng)運(yùn)行效率。
2.2KKS系統(tǒng)在三維模型庫管理中的應(yīng)用
KKS(KraftwerkKenngeichenSystem)電廠標(biāo)識系統(tǒng)1978年起源于德國,是目前國內(nèi)各類發(fā)電廠主要應(yīng)用的電廠標(biāo)識系統(tǒng)。該系統(tǒng)遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),將電廠中所有系統(tǒng)、系統(tǒng)的各個裝置及零部件,在生命周期內(nèi)進(jìn)行管理[7]。其非語言編碼形式能夠很好的適應(yīng)計算機(jī)處理方式,并且具有足夠的擴(kuò)展能力,本系統(tǒng)利用該特點(diǎn)對虛擬環(huán)境中的設(shè)備及零部件模型進(jìn)行管理,使虛擬設(shè)備的管理過程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。以火電站汽輪機(jī)高中壓缸標(biāo)識方案為例,對各級裝配體及零部件進(jìn)行分級編碼的規(guī)劃管理,如圖6所示。該方案共分為四級,其中前三級代碼對應(yīng)為一至三級裝配體,每一級中的裝配體根據(jù)功能不同以特定英文字母方式進(jìn)行編碼,第四級為設(shè)備最小零部件單元,以阿拉伯?dāng)?shù)字的方式進(jìn)行編碼。由于汽輪機(jī)設(shè)備中不同裝配體的結(jié)構(gòu)組成不同,代碼的級數(shù)也隨之改變,因此示例方案中的四級代碼并不作為最高級數(shù)限定。通過該方法將火電站全部設(shè)備結(jié)構(gòu)的三維模型分級編碼管理,并以代碼作為模型ID構(gòu)建三維模型數(shù)據(jù)庫。
2.3火電站設(shè)備基礎(chǔ)信息綜合
火電站設(shè)備基礎(chǔ)信息是在設(shè)計、制造過程中積累的技術(shù)數(shù)據(jù),常規(guī)的設(shè)備管理中,這些數(shù)據(jù)分散于不同的技術(shù)資料,信息集成度低,表現(xiàn)方式不直觀。本文通過KKS編碼合理的組織模型庫結(jié)構(gòu),并在對于設(shè)備結(jié)構(gòu)三維模型的可視化操作中,能夠有效的跟蹤、查詢、分析設(shè)備的基本狀態(tài),例如:詳細(xì)設(shè)計尺寸、制造材料標(biāo)號、力學(xué)性能、設(shè)備缺陷等信息,將設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以三維模型為核心高度集成,不僅改變了傳統(tǒng)的以文檔和設(shè)計圖紙為主的技術(shù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)方式,而且能夠提高技術(shù)人員的設(shè)備管理效率。
3CBM火電站設(shè)備維護(hù)信息管理
3.1CBM決策過程設(shè)計方案
設(shè)備管理主要包括設(shè)備的基礎(chǔ)信息管理和設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)方面信息的管理。在系統(tǒng)實現(xiàn)時,前者為設(shè)備的靜態(tài)數(shù)據(jù)資源,后者為設(shè)備運(yùn)行使用之中形成的動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)果記錄[8]。設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)是設(shè)備健康狀態(tài)的真實體現(xiàn),因此,目前許多發(fā)達(dá)國家的能源企業(yè)普遍推行以信息技術(shù)為平臺,以設(shè)備狀態(tài)檢測和故障診斷為基礎(chǔ)的CBM方法。CBM的核心是決策部分,決策研究主要分為確定性方法和不確定性方法,其中確定性方法基于機(jī)理分析,來源于故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測;不確定性方法基于統(tǒng)計學(xué),研究設(shè)備劣化規(guī)律[9]。然而,大部分火電站缺少設(shè)備故障規(guī)律的統(tǒng)計分析記錄,因此確定性方法目前具有更廣泛的應(yīng)用條件。本系統(tǒng)基于確定性方法的決策基本過程設(shè)計方案如下:1)與電廠MIS系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口,采集并監(jiān)測設(shè)備各測點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù),以歷史運(yùn)行曲線的形式在系統(tǒng)中體現(xiàn),并對歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)分階段進(jìn)行管理;2)建立設(shè)備可靠性分析、安全性分析、重要性分析、故障診斷等評價模型,以運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行綜合評估,并初步確定維護(hù)策略;3)將針對設(shè)備狀態(tài)制定的多項維護(hù)策略具體化,形成詳細(xì)維護(hù)方案,通過選擇適合的決策算法確定最優(yōu)維護(hù)方案。
3.2CBM決策模型
選擇最優(yōu)的決策模型是CBM過程做出合理決策的基礎(chǔ),CBM決策主要研究方法包括:延遲時間理論、馬爾可夫決策理論和熵權(quán)多目標(biāo)法決策理論,對于確定性方法的多項維護(hù)方案決策,本系統(tǒng)采用熵權(quán)多目標(biāo)決策算法,該算法中將源于熱力學(xué)中的熵引入信息論,作為系統(tǒng)無序狀態(tài)的量度,對不同維護(hù)方案制定統(tǒng)一的評價體系,對體系內(nèi)各指標(biāo)賦予權(quán)重,通過熵權(quán)數(shù)對各項指標(biāo)綜合衡量后,將多方案做出合理的選擇和排序。
3.3設(shè)備維護(hù)過程信息管理
火電站設(shè)備檢修維護(hù)環(huán)節(jié)是直接影響設(shè)備效率和生產(chǎn)效益的重要環(huán)節(jié),我國電力企業(yè)在該環(huán)節(jié)全面貫徹ISO9001:2000標(biāo)準(zhǔn)的過程中,對于傳統(tǒng)的計劃檢修體制形成了較為完整的文件化質(zhì)量管理體系[13],并在近年來推行設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)化的過程中,以“檢修文件包”的電子文檔形式將具體內(nèi)容進(jìn)行綜合,該方法的應(yīng)用在各發(fā)電企業(yè)取得了良好的成績,但隨著檢修技術(shù)的不斷提高,檢修文件包內(nèi)容不斷更新,歷史電子文檔積累逐漸龐大,設(shè)備檢修管理方法缺乏顯著提高效率的新模式。本系統(tǒng)以檢修管理方案標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化為原則,科學(xué)分割檢修文件包的內(nèi)容,以汽輪機(jī)本體A級檢修為例,如圖7所示,將分割后的內(nèi)容以數(shù)據(jù)庫的形式進(jìn)行管理和應(yīng)用,使檢修文件以數(shù)字化的形式融入信息化管理,該方法對于龐大復(fù)雜的檢修文件在存檔、查詢、更新等方面操作均能達(dá)到很高的效率,從本質(zhì)上改革了以電子文檔及檔案卷宗方式管理檢修文件的傳統(tǒng)模式。其中,檢修過程仿真功能基于VR技術(shù)和計算機(jī)仿真技術(shù),以設(shè)備結(jié)構(gòu)三維模型為基礎(chǔ),同樣以三維建模的方式在計算機(jī)中構(gòu)建虛擬檢修環(huán)境、虛擬檢修工具,并以實際檢修規(guī)程為依據(jù),在虛擬檢修環(huán)境中實施檢修方案,并將檢修過程中涉及到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范等以語音、文字的形式,與虛擬檢修過程仿真文件集成多媒體文件演示,以汽輪機(jī)本體A級檢修過程為例,如圖8、9所示。該功能不僅能夠取代傳統(tǒng)檢修文檔中的檢修規(guī)程文件,直觀新穎的表現(xiàn)方式對于優(yōu)化組織實施方案、檢修效果預(yù)判、檢修技術(shù)培訓(xùn)等方面都具有重要意義。
4火電站設(shè)備綜合管理系統(tǒng)設(shè)計
4.1系統(tǒng)總體設(shè)計目標(biāo)
本系統(tǒng)面向火電站運(yùn)行、維護(hù)和基層管理工作的技術(shù)人員,提供對設(shè)備信息的實時訪問、狀態(tài)評價和維護(hù)決策平臺。系統(tǒng)設(shè)計的總體目標(biāo)為:全面實現(xiàn)電站設(shè)備綜合信息的科學(xué)管理、實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)評估及維護(hù)決策,改變傳統(tǒng)設(shè)備管理模式,提高電站設(shè)備的運(yùn)行效率、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能分析
系統(tǒng)主要分為基于VR的基礎(chǔ)信息管理模塊和基于CBM的運(yùn)行及維護(hù)信息管理模塊。在設(shè)備基礎(chǔ)信息管理模塊中,通過建立火電站設(shè)備三維模型庫和火電站設(shè)備基本信息數(shù)據(jù)庫,在VRP中實現(xiàn)設(shè)備模型和基本信息的對接,在可視化的操作平臺中,實現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)的查詢、交互式虛擬拆裝、基本信息管理和制定技術(shù)改造方案四項基本功能,如圖10所示。在運(yùn)行及維護(hù)信息管理模塊中,分別建立運(yùn)行信息數(shù)據(jù)庫、評價及決策模型數(shù)據(jù)庫和維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫,將設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備維護(hù)數(shù)據(jù)通過CBM評價及決策模型分析,確定預(yù)知性維護(hù)方案。在該模塊中,實現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行信息管理、設(shè)備狀態(tài)評估、確定預(yù)知性維護(hù)方案和維護(hù)信息管理四項主要功能,如圖11所示。