基于RFID技术的风电场设备巡检系统的开发与应用

摘要：设备巡检维护是风电场必不可少的一项工作，随着风电场运行时间的不断推移巡检维护的工作量不断增大，该文结合实际项目需求开发了一套基于RFID技术的风电场设备巡检系统。

关键词：设备巡检；RFID技术；PDA手持端

Abstract： Wind farm equipment inspection maintenance is an important job， with the passage of time the wind farm operation inspection maintenance workload is increasing， and this paper the actual needs of the project to develop a wind farm equipment based on RFID technology inspection system.

Keywords： Equipment inspection； RFID technology； PDA handheld terminal

1 概述

随着国内外风电产业的不断发展，风电场规模的日益扩大，电场设备巡检人员的劳动量也随着剧增，所以急需一套与之相对应的巡检管理系统来优化任务的分配及人员的配置。因此，本文结合现在流行的RIFD（Radio Frequency Identification）技术开发了一套风电场的风机设备部件巡检管理系统。

2 系统设计及实现

根据实际的风电场具体需求，本项目设计的风电场巡检管理系统主要由电子标签（RFID）、二维码标签、手持PDA读写设备、巡检维修信息录入系统、巡检任务信息管理系统几部分组成。本系统结合无线WiFi技术、RFID技术、手持PDA嵌入式技术，能够快速对记录风电场设备巡检的任务分配及巡检进度状况。

2.1系统设计

按照风电场维护管理流程和巡检要求，整个风电场巡检系统可以分为服务端和手持PDA移动终端两个大部分组成。其中，服务端包括：设备管理子系统、维护检修管理子系统、系统查询子系统、系统管理子系统；手持PDA移动终端包括：任务信息获取子系统、任务处理子系统、任务信息维护子系统。服务端和手持端的数据接口为Web Services接口，服务端提供Web Services服务，手持端调用Web Services[1]服务。

风电场设备巡检系统架构采用三层架构模型，客户端（手持PDA终端）为第一层、Web服务端为第二层、后台数据库服务器为第三层。电场的维护负责人在服务端的系统平台上风机的基本信息和巡检维护任务信息进行维护更新，任务信息现有负责人分发给各班组，各班组长再根据实际的情况分发给实际的巡检人员。巡检维护人员使用PDA客户端通过无线WiFi网络与服务端的巡检系统平台进行交互，然后通过任务信息获取子系统根据任务编号或者员工自己的编号在手持PDA终端上下载自己的任务信息，并根据任务处理子系统中任务处理步骤进行巡检维护工作，最后将巡检维护的结果经由数据上传接口传至服务端的后台数据库中，实现采集数据的入库和查询。

2.1.1服务端巡检管理系统设计

由上可知，设备巡检管理系统的服务端包含设备管理子系统、维护巡检管理子系统、任务查询子系统、系统管理子系统。

设备管理子系统主要涉及两个方面，RFID标签[2]信息维护和风电场的需要维护的风机信息维护。RFID信息维护主要指对电子标签初始化、码编、加密等，这部分主要涉及后台服务器数据库中的对应数据表和RFID电子标签卡。

维护巡检管理子系统主要涉及巡检维护任务计划生产和派发，电场设备巡检维护负责人根据实际情况制定维护计划，然后按照不同的情况将任务计划派发到不同的巡检维护班组，再由各自班组的负责人分发到维护人员个人，最后维护人员根据自己的任务情况执行任务。

任务查询子系统主要涉及已分发和未分配任务的信息进行跟踪查询，通过这个功能可以实时跟进任务的执行情况。

系统管理子系统主要涉及系统的管理和角色的分配，不同角色具有不同的权限可以查看各自的任务信息。

巡检任务基本流程如图1所示：

手持端PDA上部署的巡检系统包括任务信息获取子系统、任务处理子系统、任务信息维护子系统。

任务信息获取子系统指每个巡检维护人员可以根据自己的任务编号或者员工编号从服务端的设备巡检管理系统下载自己的任务信息资料。

任务处理子系统是指巡检维护人员根据自己的任务信息执行具体的巡检维护任务，并将实际的执行结果如实的通过手持端设备上传至服务端的巡检管理系统。

任务信息维护子系统是指维护人员将巡检维护的执行情况和结果如实填写，并通过手持端PDA设备上传至上层服务器的系统平台。

手持端的基本工作流程如图2所示：

2.2系统实现

2.2.1服务端巡检管理系统开发

根据上述服务端巡检管理系统设计部分，可以看出服务端部分需要实现如下几个部分：设备管理子系统、维护巡检管理子系统、任务查询子系统、系统管理子系统。宿主机的开发环境要求：操作系统为Windows XP或者Windows 7，后台数据库为Microsoft SQL Server 2005/2008或者oracle 9i，开发工具为Microsoft Visual Studio 2008/2010。

在服务端主页面显示了电场所有风机及部分基本信息（包括：风机编号、风机型号和上一次维护时间），若风机的图标显示红色，表示该风机正在处于维修状态；若风机的图标显示绿色，表示该风机为正常运行。服务端的主界页面如下图所示

2.3手持端系统的开发

手持端软件操作系统为WinCE 5.0，宿主机的开发环境要求：操作系统为Windows XP或者Windows 7，手持端数据库为SQL Lite 3，开发工具为Microsoft Visual Studio 2005。

3 总结

本文设计开发的这套风电场设备巡检系统基本实现了预期的目标，具有操作简单、条理清晰的特点，现已部署在新疆的达坂城风电场，有效的缓解风电场在日常维护中人员紧张，劳动重复的问题。

参考文献：