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配電登桿培訓的智能監護系統設計論文
摘要：針對配電登桿作業工作人員的培訓工作需求，設計、開發一套輔助電子監護系統，該系統針對作業工人規范化安全操作流程的要求選取斷開電源連接、驗電器驗電和掛設接地線等重要節點的操作行為開發硬件設備能夠采集到培訓人員的操作行為信息，軟件開發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，為員工安全生產打下堅實人力技能基礎。
關鍵詞：配電登桿；智能監護；信號傳輸
引言
一切經濟生產活動的順利進行都是以安全為中心，安全生產是企業提升效能，發展壯大的基石。電力生產也是一個高風險行業，安全生產關系到企業工作人員的生命安全。提升電力員工的職業素養和專業技術能力，建設一支技術能力過硬的員工隊伍是企業安全生產的根本保障。電力工作中，配電登桿作業是一個具有標準流程的操作工作，其在高空桿頭工作環境較特殊，工作流程標準度高，成為安全生產的重要因素，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考核監控不到位的問題，給個人生命和企業生產帶來安全隱患。隨著智能傳感器技術的發展和信息化手段的多元化，借助相關技術開發配電登桿作業培訓智能監護系統來輔助相關培訓工作，設計此智能系統達到使配電登桿作業工人在培訓工作中能夠按照安全標準行為進行操作；在“斷電—驗電—裝設接電線”三個安全環節上重點進行培訓監控。
1系統的設計配電登桿作業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；架設接地線操作和順序五個重點環節進行監護。針對五個重點環節，我們開發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，由培訓師來負責使用，主要實現對信息采集系統傳遞過來的信號進行邏輯判斷，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發出指令。反饋系統由延時繼電器、警示燈光和語音播報組成，接收主控系統的指令，對操作行為對錯進行綠燈或者紅燈不同警示，并伴有語音播報。信號傳輸系統采用順舟科技基于ZigBee無線通信技術制造的SZ02、SZ06等模塊實現數據的傳輸。培訓工作開始之前由培訓師啟動系統，并按照操作界面導入excel格式的培訓學員的電子數據，點擊開始后，系統先進行對傳感器的自檢，各個狀態正常的情況下就可以開始培訓操作了；傳感器獲得操作行為的信號以后，信號通過SZ06模塊無線傳輸給主控工作站SZ02進入主控系統，主控系統進行邏輯判斷，根據結果對反饋信號發出反饋指令。
2系統的實現在斷電操作行為采用通斷開關傳感器獲得信息
操作者的操作行為轉為通斷開關的閉合與斷開兩種觸發狀態信息，狀態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、制作了無線信號發射、接收模塊裝置獲得信息。發射模塊安裝在驗電器內部同時保留驗電器原有自檢時的蜂鳴提示音和紅色閃爍燈，按動驗電器自檢開關時，發射模塊發射特定頻率的脈沖信號。狀態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。傳感器包括發射器、接收器和控制器三部分組成。發射器和接收器之間有等間距的激光光束將發射器、接收器安裝在安全工作區范圍的等高處，如果受訓者超過安全區，就會遮擋光線，則控制器的繼電器閉合，狀態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，搭接地線操作行為和順序兩個信息點，采用研發的四繞線通斷開關傳感器獲得信息。在對比、研究高壓驗電器接觸電極，高壓接地線導線夾，穿刺接地線夾金屬接地環的構造，在金屬接地環上四線并行環繞形成多路通道，配以電路板則相鄰兩線總是不導通的狀態；當進行驗電操作時，因接觸電極的構造每次只能讓任意單一通道導通；當進行搭接地線操作時，因導線夾的接觸面積大，每次都能讓任意相鄰的兩個通道導通。主控系統根據同一時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主控系統獲得信號的順序來進行邏輯判斷的。傳感器的狀態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，發出指令給反饋系統，系統通過聲音、燈光來提示。主控系統作為整個《配電登桿作業培訓智能監護系統》的中心控制部分，當整體系統運行時以實現對軟、硬件設備的監測。配套開發的軟件根據配電登桿作業安全操作標準流程而設計固定程序，當受訓學員的操作與標準安全操作要求不相符時，系統根據采集到的信號及時進行評判，當有操作失誤的情況出現時，主控系統會給反饋系統發出指令，反饋系統發出提示。系統軟件還有對硬件設備的狀態進行自動初始狀態監測功能，一旦硬件設備出現故障不能正常工作時，軟件界面上會有相應的狀態指示。軟件的開發是基于WindowXP操作系統平臺，采用LabWindowsCVI應用軟件編寫而成。系統軟件分為兩個子軟件，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候，軟件系統就會發出報警提示，受訓者獲知后，可改正錯誤，繼續進行培訓，直到培訓的整個流程結束；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，系統會自動記錄其操作行為，出現錯誤時不將反饋提示給受訓人員，操作完成后系統自動給出是否合格的評判。系統軟件以OfficeExcel為基礎開發了內置數據庫系統，建立了培訓名單導入、培訓統計和考核結果成績單打印等內置數據庫操作功能。
3結語
安全生產是電力企業發展的根本保證。安全生產法中規定安全培訓是從業人員的權利和義務。提高安全生產技能，增強事故預防和應急處理能力是電力企業能夠進行安全生產的必要條件。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系到工人的實際操作的安全性，系統使用必將提升培訓效果，成為安全生產的有力保障。
參考文獻
[1]王麗麗，謝強等.配電登桿作業實訓安全防護設計[J].產業與科技論壇，2013，12（22）：56-57.
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