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电力安全工器具管理超高频RFID应用解决方案

作者:上海实甲智能系统有限公司 来源:RFID世界网 2015-01-20 11:31:32

摘要:电力安全工器具管理是RFID技术应用增长较快的领域之一,本RFID应用解决方案主要是利用超高频RFID非接触无线自动识别技术这一特性,对不同质材的工器具安装不同的电子标签,并将每一物件的使用信息写入电子标签。在对资产进行盘查时,通过移动读写设备读取电子标签信息,并与中心资产管理系统结合,对电力安全工器具的购置、验收、试验、使用、保管、报废等环节的信息进行自动、实时地识别,实现高效、准确的安全工器具使用情况管理,从而提高安全工器具使用效率和安全性,减少安全事故,降低成本。

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  一、引言

  射频识别(Radio Frequency Identification,缩写RFID)俗称电子标签,广泛用于工器具、资产、人员及供应链管理等领域。射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。超高频RFID技术可远距离识别高速运动物体,且可同时识别多个标签,操作快捷方便。最基本的RFID系统由三部分组成:标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;阅读器(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;天线(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号。基本的RFID系统组成如图1。

电力安全工器具管理超高频RFID应用解决方案

图1、RFID系统组成图

  将射频识别技术与条码(Barcode)技术相互比较,射频识别拥有许多优点,如识别距离远、识别时不需要标签视觉可见、能够在恶劣环境中使用、内容可以更新、能够批量读取多个标签、可识别高速运动物品、信息量大、不容易仿制等。

  射频识别技术被认为是21世纪最有发展前途的信息技术之一,就目前的技术发展来看,RFID领域处于物联网发展的最前端,也是实现物联网的基础技术之一。

  二、项目背景

  目前,超高频RFID技术高速发展,其应用领域广泛、自动化程度高。随着国际化、普及化风暴席卷全球,其所带来的产业增长不可估量。在对于目标市场,其应用相当广泛,如在工器具管理、资产管理、交通监控管理、人员出入管理、涉密介质管理、货物追踪管理等等。其本质,即是通过人为标识的方式——附加RFID标签,使无论是人员、工器具、IT资产、车辆、涉密介质还是货物等成为可被系统识别的目标,通过对目标和与其相关的信息进行管理,达到有效、高效、科学管理的目的。

  “电力安全工器具”系指为防止触电、灼伤、坠落、摔跌等事故,保障工作人员人身安全的各种专用工具和器具;安全生产是电力企业永恒的主题,而安全工器具的好坏,将直接影响到电力企业在生产过程中的人身和设备安全。传统的电力安全工器具管理模式无论从质量上还是效率上,都难以适应电力安全工器具管理新形式的需要。因此,寻找一种简便、高效的管理手段成为必然。 当前安全工器具管理主要采用人工管理与和/或条码管理相结合的方式。人工管理方式效率低、错误率高,条码技术管理方式本身存在一定的局限性,如易损毁及环境限制严格等,当前的安全工器具存在如下共性问题:a、安全工器具定期试验的意识较为淡薄,b、每月1次的外观检查流于形式,c、安全工器具在选型和采购时存在着问题,d、安全工器具使用不规范并缺乏保养和维护,e、一些单位安全工器具设备的配置不合理;而RFID技术可以有效地规范管理,将RFID电子标签贴在固定资产表面或内部,标签内记录了安全工器具相关信息并与数据库关联。同时,在主要通道处及区域不同位置安装的固定式读写器将自动对标签内的信息进行读取和记录,工作人员也可以通过手持读写器对安全工器具进行定期或不定期的盘点。在固定资产管理中应用RFID技术可以达到以下效果:以安全工器具生命周期为管理基础,以最大化利用资源为原则,帮助企事业单位提高安全工器具管理质量和效率,降低安全事故发生率。

  电力安全工器具管理是RFID技术应用增长较快的领域之一,本RFID应用解决方案主要是利用超高频RFID非接触无线自动识别技术这一特性,对不同质材的工器具安装不同的电子标签,并将每一物件的使用信息写入电子标签。在对资产进行盘查时,通过移动读写设备读取电子标签信息,并与中心资产管理系统结合,对电力安全工器具的购置、验收、试验、使用、保管、报废等环节的信息进行自动、实时地识别,实现高效、准确的安全工器具使用情况管理,从而提高安全工器具使用效率和安全性,减少安全事故,降低成本。

  本方案根据电力行业对工器具管理的具体需求,采用RFID技术实现开放式安全工器具和人员(可选)的综合管理,主要用于安全工器具(如安全帽、登高板绝缘手套、)和其使用者(即接触、使用、保管工器具的人)的管理。将目标与管理、过程与行为有机组合,构成完整的管理链,除此外还能实现所有贴标电力安全工器具的全生命周期管理。

  三、解决方案介绍

  3.1、管理对象

  电力安全工器具管理系统前期管理的对象为电力安全工器具,对安全生产有影响的工器具都应属于安全工器具,一般可分为4类:

  1、防护性安全工器具,例如:安全帽、标示牌、临时遮栏、安全围栏等;

  2、电气绝缘安全工器具,例如:验电笔、绝缘杆、绝缘手套、绝缘靴(鞋)、绝缘垫、接地线等;

  3、登高安全工器具,例如:登高板、脚扣、安全带、软梯等;

  4、起重工器具,例如:各种葫芦、扒杆、滑轮、绞磨、卡线器、钢丝绳、双钩、卸扣、钢丝绳连接器等。,后期管理对象扩展到整个研发中心的所有资产。

  后期可以扩展人员管理功能,将使用安全工器具和使用人员进行统一管理能更好地减少安全事故,提高投资效益。

  3.2、功能、特点及实施效益

  电力安全工器具管理示意图如图2。

  图2、电力安全工器具管理示意图

  电力安全工器具管理包括工器具的购置、验收、试验、使用、保管、报废等管理环节,它包含了工器具从购置、投入使用到报废的全过程。工器具投入使用前加装电子标签,标签内写入工器具的信息,每次进行工器具管理操作时,读写器都会读到工器具上的电子标签并将信息发送到工器具管理系统服务器进行处理,从而实现工器具的全生命周期跟踪管理和安全报警。

  功能:

  由相关管理部门对安全工器具进行登记(初始化),对贴标的安全工器具进行全生命周期跟踪管理;

  由相关管理部门对操作人员进行登记(初始化),对人员进出进行合理有效的管理;(可选)

  自动记录人员及工器具何时通过关键进出口,对工器具信息进行安全等信息判别,对损坏、报废的工器具带出使用进行报警,如果系统对人员进行了管理的话,将对工器具和人员进行识别对比,防止工器具流失、未经培训的人员领出安全工器具等现象;

  可定期或不定期对安全工器具库房进行盘点,及时发现不符合安全标准的工器具被投入使用,如损坏、未按规定检修等情况,同时也可及时发现库存缺货等现象;可以实现安全工器具的快速查找;

  特点:

  可实现对电力安全工器具的远距离多目标快速识别,可靠性和安全性高;

  对各种电力安全工器具建立档案,通过RFID技术加强对电力安全工器具监管,合理调配资源,减少资源浪费,防止安全事故发生;

  建立基于RFID技术的智能化电力安全工器具管理平台,使企业对内部电力安全工器具实时动态管理的能力得到极大提高;

  能有效、准确的对装有电子标签的电力安全工器具的数据进行信息识别、采集、记录、跟踪,保证资产的合理利用;

  采集的电子标签实时数据及时传送到后台的电力安全工器具管理系统,电力安全工器具的调拨和使用情况可一目了然;

  可实现电力安全工器具从购置到报废的全生命周期的透明化单品级管理;

  将对工器具和其使用人员进行识别对比,防止工器具流失、未经培训的使用人员领出安全工器具等现象;(可选)

  可在现有的电力安全工器具管理系统中方便地扩展其他RFID管理对象,充分保护企业的现有投资。

  实施效益:

  完整的电力安全工器具全生命周期管理功能,提高管理效率和信息化管理水平;

  电力安全工器具进出监管,有效防止不合格电力安全工器具被投入使用,减少安全事故;

  自动管理,人性化,避免冲突,且具有独特的报警功能;

  管理实时,操作快捷,记录详尽,实现完整的管理链路。

  四、解决方案系统架构及主要设备性能

  4.1、系统架构

  RFID应用解决方案系统架构如图3,包含对象层、采集层和应用层;对象层主要是贴标的受控电力安全工器具和其使用人员(可选);采集层主要包括固定式RFID数据采集系统和手持式RFID数据采集系统,固定式RFID数据采集系统安装在库房出入口,识别的数据通过局域网与应用层进行通讯,手持式RFID数据采集系统可用来对电力安全工器具或人员进行稽查和盘点等,通过WIFI、GPRS或USB与应用层进行通讯;应用层通过与采集层的数据通讯实现各种管理功能。

  图3、RFID应用解决方案系统架构

  4.2、主要设备型号及性能

  方案使用的主要设备型号及性能如下。

  4.2.1、超高频RFID固定式读写器

  采用我司自主研发的睿驰系列SR-2414型固定式读写器作为电力安全工器具管理系统库房出入口数据采集器,如图4。

  图4、固定式读写器

  4.2.2、超高频自动识别通道

  采用我司自主研发的RFID自动识别通道,内置一个SR-2414固定式读写器使用,可以在出入口达到良好的数据采集效果, 很好的实现安全工器具的进出管理,实现极佳的准确性和可靠性,如图5。

  图5、RFID门禁天线

  也可以根据现场情况不使用自动识别通道,将天线和读写器直接固定于安全工器具库房门边上。

  4.2.3、超高频桌面式读写器

  采用我司自主研发的SR-3200型桌面式读写器作为电力安全工器具管理系统初始化标签(发卡)和近距离识别使用,如图6。

  图6、桌面式读写器

  4.2.4、超高频RFID手持式读写器

  采用手持式读写器作为电力安全工器具管理系统盘点、查找、稽查使用,如图7。

  4.2.5、抗金属电子标签

  采用抗金属标签能很好的适应金属材质的安全工器具,如图8,这种拥有迷你尺寸且表现性能超强的超高频抗金属电子标签适合安全工器具管理的贴标要求。

  图8、抗金属电子标签

  针对各种不同大小和材质的安全工器具,可能一种标签难以应付所有的情况,有多种规格的标签可供使用,如图9,具体可根据测试效果和贴标方式来进行选择。

  图9、其他抗金属电子标签

  4.2.6、纸质电子标签

  该标签可以使用在出金属和液体外的大部分场合,如图10。

  图10、纸质电子标签

  4.2.7、人员电子标签

  该款人员标签对人体有很强的适应性,能达到很好的识别率,如图11。

  图11、人员电子标签

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