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智能在线五防系统介绍
2019-08-20 浏览次数:
    随着电网的迅速发展,设备类型不断增加。人员技能提升速度与设备更新速度不成正比,现场误操作安全事故时有发生。
    近日,湖北咸宁误操作事故就是因防误闭锁装置管理漏洞而导致的恶性误操作事故。
    开展对防误闭锁技术的深入研究,持续加强防误闭锁装置安全管理是摆在我们面前的重要课题。


    通过项目实施,极大程度降低了现场误操作概率,防止人身触电、设备损坏事件的发生,持续提升防误闭锁装置的本质安全水平,响应了《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》 中“科技兴安”的具体要求。
 



 系统架构
 
 
 
智能在线五防系统由智能防误后台、手持终端、无线通信网络、智能锁具组成。
 
系统特征

1.电脑钥匙实时在线
2.锁具实时在线
3.与综自后台实时连接
4.与安全工器具柜实时连接,能够检测临时地线的实时状态
5.万能钥匙管理机实时在线
6.刷卡式解锁
7.离线状态下:退步到传统五防,具备传统五防的所有功能

运行原理
 
(1)五防主机通过综合自动化系统、智能锁具 、手持终端的实时在线,可以获取到所有电气设备的实时状态、所有锁具的实时状态,能够与手持终端进行实时数据交互。
(2)五防主机运行五防软件,可以进行操作票管理、进行模拟操作、生成操作票,手持终端能够获取操作票。
(3)操作人员携带手持终端进行现场操作,将手持终端靠近当前操作票对应的智能锁具,向现场锁具发送解锁请求或解锁命令。
(4)现场锁具收到解锁请求,向五防主机询问是否可以解锁。
(5)五防主机接到锁具的解锁请求,根据当前操作票的执行情况,和现场电气设备的实时状态,进行五防判断,发送允许解锁或禁止解锁命令。
(6)现场锁具收到五防主机发来的允许解锁命令,自动解锁。
(7)操作人员进行现场刀闸操作后,重新闭锁锁具。
(8)五防主机和手持终端获取并存储设备变位信息、锁具闭锁信息,转入操作票的下一步操作。
 
无线通信方案

(1)智能五防系统的在线功能是基于无线网络、局域网通信技术实现。系统包含5.8GHz WiFi和2.4GHz ZigBee 无线网络以及有线局域网。
(2)2.4GHz ZigBee 无线网络完成智能锁具与智能防误后台之间的数据实时传输;5.8GHz WiFi 网络完成手持终端与智能防误后台之间网络连接。

智能锁具:ZigBee通信
 



(1)智能锁具基于ZigBee无线网络,实现实时在线功能;
(2)ZigBee网关与智能锁具之间通过基于ZigBee的Mesh拓扑网络进行自组网;
(3)智能锁具数据通过ZigBee网关转发至智能防误后台;
 
智能锁具:NFC通信

        智能锁具采用非接触式识别技术,非接触式识别技术依靠13.56MHZ 近场通信技术。其中,天线设计按照变电站的低场强设计要求,可以有效防止通信受到电磁环境干扰,设计的过程中结合理论分析和MATLAB建模,对NFC天线设计参数进行了多次分析模拟仿真。


通过天线设计软件的建模和仿真,研究设计了信号场强中间强、周围弱的NFC天线,满足低功耗智能锁具的实际需求。
 
智能锁具:低功耗技术方案
 

 
(1)休眠:智能锁具采用低功耗技术,在智能锁具正常数据交换的工作中,软件采用超时控制算法,工作一段时间智能锁具将自动进入休眠状态。系统通过控制核心单元切断Zigbee模块单元、NFC通信单元和电机驱动单元电源供应。
(2)唤醒:锁具控制核心单元会定时唤醒锁具,加入Zigbee无线通信网络与后台五防服务器进行通信,实时将锁具的状态参数上传至后台五防系统。
 

当按下锁具开关可唤醒智能锁具,智能锁具进入休眠后状态指示灯会熄灭。
智能锁具休眠时间可以根据需求自行设定,设定方式有如下两种:
一是单体休眠时间设定,可以在手持终端上完成;
二是批量设定,可在防误主机上完成。
 
智能锁具:性能参数
 



手持终端


 
 手持终端操作票管理充分利用室内无线WIFI和ZigBee两种网络资源。WIFI应用于手持终端操作票传输, ZigBee无线网络用于操作票执行。
操作票传输及显示:
(1)票传输过程中,以手持终端作为服务端,进行轮询接受智能防误后台系统的操作票信息传递。
(2)传输完成后,在手持终端操作票管理界面可显示已完成传送的操作票。



 
 
 操作票执行:
(1)手持终端与锁具通过近场通讯(NFC)进行信息交互。当按照操作票顺序进行现场解锁时,手持终端将向指定锁具发起开锁请求。
(2)锁具将信息通过无线通信系统转发到智能防误后台系统。
(3)防误后台系统对相关信息进行解析和比对,判断操作票当前步骤和待操作锁具,若判断通过则允许锁具开启,否则禁止锁具开启,有效防止刀闸走空程。

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