基于物联网的供电设备故障处理

唐泽军 梁海龙 郭勇 刘云涌

摘要：因为石油行业供电设备的工作环境、操作方式等都会对其的性能产生影响，所以在使用的过程当中不可避免的会出现一些故障，而由于软件方面存在缺失、硬件方面不足以及人员等多种因素，导致供电设备故障处理效率不高，存在极大的安全隐患。因此，设计了一种基于RFID技术的物联网系统，能够实现供电设备生命周期管理、提供维护保养指导，并能对供电设备进行实时监测和故障预警，提升供电设备故障处理的效率，降低故障出现率，为石油企业的生产提供更稳定的电力系统。

关键词：物联网;供电设备;故障处理;石油企业

随着我国社会经济以及社会生产力的不断发展，石油企业的发展在其中的作用越来越重要而石油企业在相关的生产管理当中，其中一项非常重要的工作就是对供电设备的检查以及故障的维修。这对石油企业中的工作效率和生产过程当中的安全性能有着直接的影响。而物联网技术的诞生则代表信息技术和工业的结合，它的先进特点使其很适合应用于油田供电设备日常管理与维护工作中，尤其是针对供电设备的故障处理，起到了非常积极的作用。

1石油行业供电设备故障原因分析

1.1软件方面存在缺失

油田供电设备管理软件方面，主要指的是国家出台的相关安全规章等。当前一些企业对安全规章制度重视不足，没有树立起良好的安全生产理念。一般情况下，很多油田对原由泄露和井喷等事故都比较重视，但却严重忽略了供电设备安全问题。同时对于安全规章和管理制度，相關人员执行力度不足，而导致这些安全措施落实不到位，无法充分发挥其应有作用。同时其它小问题的存在，也会进一步加大油田生产安全隐患。

1.2硬件方面不足

油田供电设备管理中，需要的使用的硬件配置主要是检验仪器和设备，以检验电气设备安全性，此外还包括维修工具和保护装备等。相关人员在设备采购过程中，如果只考虑成本选择低廉、质量差设备，就会加大油田安全隐患。供电设备在使用中，由于保护装置不完善，或者检修工具无法正常使用，都会影响到供电工作的质量。检测设备配备不完善，就无法在生产中及时检测供电设备的安全性，会加大油田生产的安全隐患。

1.3人员因素

在油田供电设备安全管理中，人员因素占有重要地位，他们主要负责操作进行软硬件操作、执行管理等，因此操作规范性会对生产安全产生很大影响。当前油田企业存在不少工作人员水平较低的情况，其掌握的专业知识不够丰富，在实际工作中也会出现违反规章的情况，导致安全生产隐患较大。

2基于物联网技术的供电设备故障处理

2.1物联网技术概述

物联网是在互联网、移动通信网等通信网络的基础上，针对不同应用领域的需求，利用具有感知、通信与计算能力的智能物体自动获取物理世界的各种信息，将所有能够独立寻址的物理对象互联起来，实现全面感知、可靠传输、智能处理，构建人与物、物与物互联的智能信息服务系统。物联网技术的发展为供电设备的管理带来了新概念。物联网领域而言，射频识别技术、无线传感网技术，以及应用比较广泛的监控视频、非接触温度测定等，都是这一方面的核心技术力量。

2.2基于物联网的供电设备故障处理系统的实现

2.1RFID技术

RFID技术是利用无线射频信号空间耦合的方式，实现无接触的标签信息自动传输与识别的技术。基于法拉第电磁感应定律的RFID标签解决了设备感知的问题。RFID标签由RFID芯片、电路和天线组成。其设计的原理是法拉第电磁感应定律。按照工作原理可分为被动式RFID（无源RFID）、主动式RFID（有源RFID）和半主动RFID，RFID标签解决了设备感知的问题。

2.2系统的设计原理

针对供电设备管理中存在的问题，研发了基于物联网技术的供电设备管理系统，使用支持供电RFID标签的供电移动终端进行数据采集，对数据进行分析，提供供电设备预警信息对供电设备进行管理，根据用户不同权限完成数据分析、统计与报表生成等工作。依据对系统规模、监管结点数量等要求设计云平台。

基于物联网技术的供电设备管理系统的实施步骤为：首先将厂区的供电设备进行RFID标签的唯一标识，RFID标签中包含设备的位号、名称、防爆标志、防爆合格证号、防护等级、生产日期、生产厂家信息;然后将厂区内供电设备的信息录入服务器;设备管理时通过防爆终端识别RFID标签进行设备的管理，每天将巡检设备的数据通过无线网络上传到服务器，在B/S端可以查看设备的管理信息。

2.3系统的功能描述

2.3.1实现供电设备生命周期管理

该系统可以收集供电设备的所有信息，实现了供电设备从采购到安装直到报废的整个生命周期内状态清晰可查、可追溯。因此可以规避采购过程中可能出现的质量差、性价比不高等问题，及时发现运行过程中出现的故障，随时掌握设备状态和信息，直到其结束使用寿命。

2.3.2提供维护保养指导

该系统可以根据供电设备的信息，引导安装人员、维保人员和审查人员定期对设备进行各种级别的检查工作，并记录详细过程;指导维保人员对设备开展专业级的维护保养工作，并记录详细过程，提升设备的工作状态，延长设备使用寿命。

2.3.3实时监测

油田所有供电设备的工作正常，必须在适宜的工作环境下进行。由于油田工作环境的某些特殊因素，所以有时一些供电设备并不能正常使用，一旦工作环境发生变化，供电设备带来的影响将不仅仅是工作的效率，而且对安全生产也有着一定的影响。该物联网系统可以通过设备上传感器对环境进行监测，对温度压力等进行监测的同时，并对监测数据进行保留，以便设备正常运行和工作人员及时的监管。这样对设备的使用效率和保养带来很多好处。设备上安装的传感器也可以及时发现设备出现的问题，这样会保证设备状态的稳定而保证设备的使用安全。物联网在设备的工作环境和状态进行监测的时候，会大大提高生产安全和工作效率，对油田的工作带来很大的帮助。

2.3.4故障处理

基于物联网的设备信息包括设备维护状态信息、运行状态信息和实时监测信息。为简化输入模型信息，加快数据检索和数据处理速度，可建立设备和供电馈线的多对多的映射关系。设备维护状态信息由设备管理数据库自动读取。设备运行信息采用二维码扫描上送主站平台、APP巡检通知上报、报警平台及地方报警平台的数据记录等方式来输入。设备实时监控信息为SCADA监测信号，由传统的电力通道获取。运行信息上传到监控主站后，通过设备映射关系形成故障信息处理的输入信号。在线故障信息处理实现中，当主站监控平台收到运行信息时，需要结合维护状态信息和实时监测故障信号加以判断，以准确找到故障位置，并且输出故障处理结果。

3结束语

物联网是一种跨学科的综合产业，是决定将来竞争的核心决定力。可以说将来谁掌握了物联网的发展技术。对于石油企业来说，供电设备是稳定生产的前提和保障，因此借助物联网技术以较低的投资和使用成本实现对供电设备的全流程管理，加强故障的预警及处理效率，获取传统管理方式无法获得的重要参数，并以此为基础实施优化控制，确保供电设备的稳定运行，为石油企业的生产提供更安全稳定的电力支持。

参考文献：

[1]李冬，刘哲，林涛.无源RFID标签的防爆设计研究[J].仪表技术，2017，5：20-26.

[2]赵敏，周娟，李翠红.基于物联网技术的油田设备管理研究[J].石化技术，2016，23（8）：267—267.