一种水电厂智能检修设备安全隔离方法与流程

1.本发明涉及智能制造的技术领域，尤其涉及一种水电厂智能检修设备安全隔离方法。


背景技术：

2.采用电气驱动的机械设备在进行设备检修时，为了防止检修设备的意外突然运行，需要对其驱动电源进行停电，并同时对已停电的电源开关进行挂牌，在电源开关或在该电源开关的电器盘柜上挂“设备检修，禁止合闸”的警告牌，以防止其他人员对已经处于检修状态的设备进行合闸送电运行，伤及正在设备上检修的人员。
3.当水电厂进行机组检修时，一个检修项目往往需要多个检修任务，因此涉及到多个检修团队交叉作业。各个检修工作组的检修工作并不是同时结束，先完成工作的工作组可以先将电源开关或电器盘柜上自己所挂的警告牌摘除，直到所有工作组的工作都完成，最后一个工作组的警告牌摘除后，证明所有检修工作都已经完成，所有工作人员都已撤离机械设备，此时方可将分闸的电源开关合闸，向机械设备的驱动电源送电。
4.对于传统的设备安全隔离方法，一般采取两种措施来实现能源隔离钥匙的管理：一种方式是在设备的关键节点位置上一把能源隔离锁，并将这把能源隔离钥匙交给其中一个检修团队来管理，这种方式要求操作人员必须时刻清楚、明确地掌握各检修团队的作业情况，一旦操作人员疏忽或各检修团队交叉作业组织不当，都可能导致误向检修设备送电事故的发生，存在较大的安全隐患；另一种方式是根据检修任务在设备上设多把能源隔离锁，并将能源隔离钥匙逐一交给对应检修任务的检修团队来管理，这种方式涉及的钥匙较多，管控难度较大，可能会由于工作中的协调不当或管理疏忽，造成误向检修区域、检修设备输送能量的情况发生，对检修团队或检修设备造成伤害。
5.由此可知，当水电厂检修存在同一设备多个检修团队交叉作业的情况时，传统电气设备检修现场的安全隔离方法存在一定局限性，无法切实有效地实现能源隔离和有序管理，为此，本发明提出一种能够充分确保能源隔离有效性和安全性的设备检修现场安全隔离方法。


技术实现要素：

6.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
7.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
8.因此，本发明解决的技术问题是：当水电厂检修存在同一设备多个检修团队交叉作业的情况时，传统电气设备检修现场的安全隔离方法存在一定局限性，无法切实有效地实现能源隔离和有序管理，可靠性与安全性较低。
9.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：采集水电厂所有设备信息，构建
设备连接拓扑结构关系库；根据所述设备连接拓扑结构关系库及采集的待检修设备信息划分检修区域边界；基于所述检修区域边界的划分结果获取所述检修区域边界的设备信息，利用智能钥匙及可读写码片的智能锁具，将所述检修区域边界设备闭锁形成安全工作范围；根据所述安全工作范围进行设备的检修，检修完成后基于所述智能钥匙发出的信息进行开锁，实现检修设备的安全隔离。
10.作为本发明所述的水电厂智能检修设备安全隔离方法的一种优选方案，其中：利用寻优策略对所述设备连接拓扑结构进行分析包括，获取设备初始拓扑结构，形成节点支路关联矩阵x，得到节点支路的连接关系；根据设备实时运行状态形成初始运行状态向量，表示相应设备是运行还是非运行状态；将每一个个体的设备状态编码形成种群，并与初始设备状态向量进行比较，得到运行设备个数，以检修时闭锁设备个数最少为适应性函数，确定选择因子、交叉因子和变异因子，形成新种群；根据节点支路关联矩阵x和系统参数得到节点导纳矩阵e；将上一代种群中的个体按选择因子选择进入下一代种群，通过交叉因子选择个体进行交叉编码进入新种群，通过变异因子选择个体进行编码改变进入新种群；判断是否达到最少设备闭锁个数，如果是则进行下一步，如果否则返回上一步，即返回选择、交叉、变异操作。
11.作为本发明所述的水电厂智能检修设备安全隔离方法的一种优选方案，其中：所述检修区域边界的划分包括，基于所述设备连接拓扑结构的分析结果及所述待检修设备信息自动划分所述检修区域边界并生成标准操作票。
12.作为本发明所述的水电厂智能检修设备安全隔离方法的一种优选方案，其中：所述智能钥匙内设置有芯片读写器，接收主机发送的标示牌操作信息。
13.作为本发明所述的水电厂智能检修设备安全隔离方法的一种优选方案，其中：所述智能锁具与所述智能钥匙进行通信，所述智能锁具内设有存储标示牌信息的存储芯片，所述存储芯片可接收所述智能钥匙的芯片读写器发出的读写信号以向存储芯片写入或者删除标示牌信息。
14.作为本发明所述的水电厂智能检修设备安全隔离方法的一种优选方案，其中：所述标识牌操作信息的发送权限包括，检修操作人员及检修管理人员共同确认进行所述标识牌操作信息的发送；当所述检修操作人员检修完毕时，通过智能终端向所述检修管理人员发送检修完毕通知；所述检修管理人员接收到所述通知后，利用指纹或人脸识别技术授权确认进行所述标识牌操作信息的发送；所述检修操作人员接收到确认信息后，同样利用指纹或人脸识别技术再次进行授权确认；至少经由2人进行授权确认方可向所述智能钥匙发送所述标识牌操作信息。
15.作为本发明所述的水电厂智能检修设备安全隔离方法的一种优选方案，其中：还包括，有记忆功能的黑匣子设备与系统控制器相连，实时接收所述控制器发送的黑匣子数据，记录完整的检修操作过程。
16.作为本发明所述的水电厂智能检修设备安全隔离方法的一种优选方案，其中：所述检修区域边界设备包括水、电、油、气开关和阀门。
17.本发明的有益效果：能够切实有效地实现能源隔离和有序管理，提高设备检修过程的可靠性与安全性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
19.图1为本发明一个实施例提供的一种水电厂智能检修设备安全隔离方法的基本流程示意图。
具体实施方式
20.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
21.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
22.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
23.本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
24.同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.实施例1
27.参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种水电厂智能检修设备安全隔离方法，包括：
28.s1：采集水电厂所有设备信息，构建设备连接拓扑结构关系库；需要说明的是，
29.利用寻优策略对设备连接拓扑结构进行分析包括：
30.获取设备初始拓扑结构，形成节点支路关联矩阵x，得到节点支路的连接关系；
31.根据设备实时运行状态形成初始运行状态向量，表示相应设备是运行还是非运行状态；
32.将每一个个体的设备状态编码形成种群，并与初始设备状态向量进行比较，得到运行设备个数，以检修时闭锁设备个数最少为适应性函数，确定选择因子、交叉因子和变异因子，形成新种群；
33.根据节点支路关联矩阵x和系统参数得到节点导纳矩阵e；
34.将上一代种群中的个体按选择因子选择进入下一代种群，通过交叉因子选择个体进行交叉编码进入新种群，通过变异因子选择个体进行编码改变进入新种群；
35.判断是否达到最少设备闭锁个数，如果是则进行下一步，如果否则返回上一步，即返回选择、交叉、变异操作。
36.s2：根据设备连接拓扑结构关系库及采集的待检修设备信息划分检修区域边界；需要说明的是，
37.检修区域边界设备包括水、电、油、气开关和阀门。
38.其中，检修区域边界的划分包括：
39.基于设备连接拓扑结构的分析结果及待检修设备信息自动划分检修区域边界并生成标准操作票。
40.s3：基于检修区域边界的划分结果获取检修区域边界的设备信息，利用智能钥匙及可读写码片的智能锁具，将检修区域边界设备闭锁形成安全工作范围；需要说明的是，
41.智能钥匙内设置有芯片读写器，接收主机发送的标示牌操作信息；
42.智能锁具与智能钥匙进行通信，智能锁具内设有存储标示牌信息的存储芯片，存储芯片可接收智能钥匙的芯片读写器发出的读写信号以向存储芯片写入或者删除标示牌信息。
43.进一步的，标识牌操作信息的发送权限包括：
44.检修操作人员及检修管理人员共同确认进行标识牌操作信息的发送；
45.当检修操作人员检修完毕时，通过智能终端向检修管理人员发送检修完毕通知；
46.检修管理人员接收到通知后，利用指纹或人脸识别技术授权确认进行标识牌操作信息的发送；
47.检修操作人员接收到确认信息后，同样利用指纹或人脸识别技术再次进行授权确认；
48.至少经由2人进行授权确认方可向智能钥匙发送标识牌操作信息。
49.s4：根据安全工作范围进行设备的检修，检修完成后基于智能钥匙发出的信息进行开锁，实现检修设备的安全隔离；需要说明的是，
50.本发明还包括有记忆功能的黑匣子设备与系统控制器相连，实时接收控制器发送的黑匣子数据，记录完整的检修操作过程。
51.本发明构建设备连接拓扑结构关系库，当有设备需要检修的时候，可以快速获得检修区域边界信息，利用智能钥匙和智能锁具进行闭锁\开锁操作，实现挂牌、解牌操作的电子化，可以切实有效地实现能源隔离和有序管理，利用黑匣子设备实现检修操作过程的记录，便于事故的分析。
52.实施例2
53.为对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例采用传统技术方案与本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。
54.传统的技术方案：一旦操作人员疏忽或各检修团队交叉作业组织不当，都可能导致误向检修设备送电事故的发生，存在较大的安全隐患，且管控难度较大，工作效率较低且可靠性低。为验证本方法相对传统方法具有较高安全性、可靠性及工作效率。本实施例中将采用传统人工管控方法和本方法分别对仿真检修设备管控的效率及准确度进行实时测量对比。
55.测试环境：将水电厂设备运行在仿真平台模拟设备检修场景，采用待检修设备为测试样本，分别利用传统方法的人工操作进行边界设备的判断、边界设备闭锁/开锁测试并获得测试结果数据。采用本方法，则开启自动化测试设备并运用matlb软件编程实现本方法的仿真测试，根据实验结果得到仿真数据。每种方法各测试100组数据，计算获得每组数据边界设备数量以及设备检修完成判断的准确度、效率，与仿真模拟输入的实际最优隔离边界设备及设备检修完成度进行对比计算误差。结果如下表所示：
56.表1：实验结果对比表。
[0057][0058]
如上表所示，本发明相较于传统方法有较高的准确率和效率。
[0059]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。