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配電登桿培訓的智能監護系統設計論文
摘要：針對配電登桿作業(yè)工作人員的培訓工作需求，設計、開(kāi)發(fā)一套輔助電子監護系統，該系統針對作業(yè)工人規范化安全操作流程的要求選取斷開(kāi)電源連接、驗電器驗電和掛設接地線(xiàn)等重要節點(diǎn)的操作行為開(kāi)發(fā)硬件設備能夠采集到培訓人員的操作行為信息，軟件開(kāi)發(fā)的控制系統對操作的順序給予評判，系統的使用不僅提高培訓工作的精準度，為員工安全生產(chǎn)打下堅實(shí)人力技能基礎。
關(guān)鍵詞：配電登桿；智能監護；信號傳輸
引言
一切經(jīng)濟生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行都是以安全為中心，安全生產(chǎn)是企業(yè)提升效能，發(fā)展壯大的基石。電力生產(chǎn)也是一個(gè)高風(fēng)險行業(yè)，安全生產(chǎn)關(guān)系到企業(yè)工作人員的生命安全。提升電力員工的職業(yè)素養和專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力，建設一支技術(shù)能力過(guò)硬的員工隊伍是企業(yè)安全生產(chǎn)的根本保障。電力工作中，配電登桿作業(yè)是一個(gè)具有標準流程的操作工作，其在高空桿頭工作環(huán)境較特殊，工作流程標準度高，成為安全生產(chǎn)的重要因素，因此對配電工人培訓也是提出了更高的要求。以往的培訓方式中師傅帶徒弟的傳幫帶形式為主，不可避免地出現了一個(gè)考核監控不到位的問(wèn)題，給個(gè)人生命和企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。隨著(zhù)智能傳感器技術(shù)的發(fā)展和信息化手段的多元化，借助相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)配電登桿作業(yè)培訓智能監護系統來(lái)輔助相關(guān)培訓工作，設計此智能系統達到使配電登桿作業(yè)工人在培訓工作中能夠按照安全標準行為進(jìn)行操作；在“斷電—驗電—裝設接電線(xiàn)”三個(gè)安全環(huán)節上重點(diǎn)進(jìn)行培訓監控。
1系統的設計配電登桿作業(yè)培訓智能監護系統由四部分構成，控制系統、信息采集系統、反饋系統和信號傳輸系統
根據配電登桿作業(yè)桿下和桿上的工作內容，安全操作規程和操作標準流程我們確定了從斷電操作；高壓驗電器自檢；安全工作區；驗電操作行為和順序；架設接地線(xiàn)操作和順序五個(gè)重點(diǎn)環(huán)節進(jìn)行監護。針對五個(gè)重點(diǎn)環(huán)節，我們開(kāi)發(fā)了不同的傳感器組成了信息采集系統，這些傳感器能夠采集到培訓者的操作行為信息。主控系統由工控計算機和可視化操作界面軟件組成，由培訓師來(lái)負責使用，主要實(shí)現對信息采集系統傳遞過(guò)來(lái)的信號進(jìn)行邏輯判斷，評判受訓人員的操作是否符合培訓標準；對反饋系統的顯示狀態(tài)發(fā)出指令。反饋系統由延時(shí)繼電器、警示燈光和語(yǔ)音播報組成，接收主控系統的指令，對操作行為對錯進(jìn)行綠燈或者紅燈不同警示，并伴有語(yǔ)音播報。信號傳輸系統采用順舟科技基于ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)制造的SZ02、SZ06等模塊實(shí)現數據的傳輸。培訓工作開(kāi)始之前由培訓師啟動(dòng)系統，并按照操作界面導入excel格式的培訓學(xué)員的電子數據，點(diǎn)擊開(kāi)始后，系統先進(jìn)行對傳感器的自檢，各個(gè)狀態(tài)正常的情況下就可以開(kāi)始培訓操作了；傳感器獲得操作行為的信號以后，信號通過(guò)SZ06模塊無(wú)線(xiàn)傳輸給主控工作站SZ02進(jìn)入主控系統，主控系統進(jìn)行邏輯判斷，根據結果對反饋信號發(fā)出反饋指令。
2系統的實(shí)現在斷電操作行為采用通斷開(kāi)關(guān)傳感器獲得信息
操作者的操作行為轉為通斷開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)兩種觸發(fā)狀態(tài)信息，狀態(tài)信息信號傳輸系統傳給上位主控計算機。高壓驗電器自檢操作行為使用自主研發(fā)、制作了無(wú)線(xiàn)信號發(fā)射、接收模塊裝置獲得信息。發(fā)射模塊安裝在驗電器內部同時(shí)保留驗電器原有自檢時(shí)的蜂鳴提示音和紅色閃爍燈，按動(dòng)驗電器自檢開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)射模塊發(fā)射特定頻率的脈沖信號。狀態(tài)信息信號傳輸系統傳給上位主控計算機。安全工作區操作信息采集使用激光光幕傳感器。傳感器包括發(fā)射器、接收器和控制器三部分組成。發(fā)射器和接收器之間有等間距的激光光束將發(fā)射器、接收器安裝在安全工作區范圍的等高處，如果受訓者超過(guò)安全區，就會(huì )遮擋光線(xiàn)，則控制器的繼電器閉合，狀態(tài)信息信號傳輸系統傳給上位主控計算機。在驗電操作行為和順序，搭接地線(xiàn)操作行為和順序兩個(gè)信息點(diǎn)，采用研發(fā)的四繞線(xiàn)通斷開(kāi)關(guān)傳感器獲得信息。在對比、研究高壓驗電器接觸電極，高壓接地線(xiàn)導線(xiàn)夾，穿刺接地線(xiàn)夾金屬接地環(huán)的構造，在金屬接地環(huán)上四線(xiàn)并行環(huán)繞形成多路通道，配以電路板則相鄰兩線(xiàn)總是不導通的狀態(tài)；當進(jìn)行驗電操作時(shí)，因接觸電極的構造每次只能讓任意單一通道導通；當進(jìn)行搭接地線(xiàn)操作時(shí)，因導線(xiàn)夾的接觸面積大，每次都能讓任意相鄰的兩個(gè)通道導通。主控系統根據同一時(shí)間內獲得的信號數量判斷是哪種操作行為，對于操作順序的判斷則通過(guò)主控系統獲得信號的順序來(lái)進(jìn)行邏輯判斷的。傳感器的狀態(tài)信息信號傳輸系統傳給上位主控計算機。反饋系統由SZ06數據輸出模塊、延時(shí)繼電器、揚聲器和紅綠信號燈組成。主控系統軟件對受訓者操作行為做出判斷后，發(fā)出指令給反饋系統，系統通過(guò)聲音、燈光來(lái)提示。主控系統作為整個(gè)《配電登桿作業(yè)培訓智能監護系統》的中心控制部分，當整體系統運行時(shí)以實(shí)現對軟、硬件設備的監測。配套開(kāi)發(fā)的軟件根據配電登桿作業(yè)安全操作標準流程而設計固定程序，當受訓學(xué)員的操作與標準安全操作要求不相符時(shí)，系統根據采集到的信號及時(shí)進(jìn)行評判，當有操作失誤的情況出現時(shí)，主控系統會(huì )給反饋系統發(fā)出指令，反饋系統發(fā)出提示。系統軟件還有對硬件設備的狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)初始狀態(tài)監測功能，一旦硬件設備出現故障不能正常工作時(shí)，軟件界面上會(huì )有相應的狀態(tài)指示。軟件的開(kāi)發(fā)是基于WindowXP操作系統平臺，采用LabWindowsCVI應用軟件編寫(xiě)而成。系統軟件分為兩個(gè)子軟件，培訓系統軟件和考核系統軟件。培訓系統軟件強調培訓功能、當受訓者出現操作錯誤時(shí)候，軟件系統就會(huì )發(fā)出報警提示，受訓者獲知后，可改正錯誤，繼續進(jìn)行培訓，直到培訓的整個(gè)流程結束；考核系統強調操作步驟的記錄，受訓者完成自己的操作流程，系統會(huì )自動(dòng)記錄其操作行為，出現錯誤時(shí)不將反饋提示給受訓人員，操作完成后系統自動(dòng)給出是否合格的評判。系統軟件以OfficeExcel為基礎開(kāi)發(fā)了內置數據庫系統，建立了培訓名單導入、培訓統計和考核結果成績(jì)單打印等內置數據庫操作功能。
3結語(yǔ)
安全生產(chǎn)是電力企業(yè)發(fā)展的根本保證。安全生產(chǎn)法中規定安全培訓是從業(yè)人員的權利和義務(wù)。提高安全生產(chǎn)技能，增強事故預防和應急處理能力是電力企業(yè)能夠進(jìn)行安全生產(chǎn)的必要條件。配電工人安全操作培訓工作非常重要，培訓工作的效果直接關(guān)系到工人的實(shí)際操作的安全性，系統使用必將提升培訓效果，成為安全生產(chǎn)的有力保障。
參考文獻
[1]王麗麗，謝強等.配電登桿作業(yè)實(shí)訓安全防護設計[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，12（22）：56-57.
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