配电登杆培训的智能监护系统设计

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摘要：针对配电登杆作业工作人员的培训工作需求，设计、开发一套辅助电子监护系统，该系统针对作业工人规范化安全操作流程的要求选取断开电源连接、验电器验电和挂设接地线等重要节点的操作行为开发硬件设备能够采集到培训人员的操作行为信息，软件开发的控制系统对操作的顺序给予评判，系统的使用不仅提高培训工作的精准度，为员工安全生产打下坚实人力技能基础。

关键词：配电登杆；智能监护；信号传输

引言

一切经济生产活动的顺利进行都是以安全为中心，安全生产是企业提升效能，发展壮大的基石。电力生产也是一个高风险行业，安全生产关系到企业工作人员的生命安全。提升电力员工的职业素养和专业技术能力，建设一支技术能力过硬的员工队伍是企业安全生产的根本保障。电力工作中，配电登杆作业是一个具有标准流程的操作工作，其在高空杆头工作环境较特殊，工作流程标准度高，成为安全生产的重要因素，因此对配电工人培训也是提出了更高的要求。以往的培训方式中师傅带徒弟的传帮带形式为主，不可避免地出现了一个考核监控不到位的问题，给个人生命和企业生产带来安全隐患。随着智能传感器技术的发展和信息化手段的多元化，借助相关技术开发配电登杆作业培训智能监护系统来辅助相关培训工作，设计此智能系统达到使配电登杆作业工人在培训工作中能够按照安全标准行为进行操作；在“断电—验电—装设接电线”三个安全环节上重点进行培训监控。

1系统的设计配电登杆作业培训智能监护系统由四部分构成，控制系统、信息采集系统、反馈系统和信号传输系统

根据配电登杆作业杆下和杆上的工作内容，安全操作规程和操作标准流程我们确定了从断电操作；高压验电器自检；安全工作区；验电操作行为和顺序；架设接地线操作和顺序五个重点环节进行监护。针对五个重点环节，我们开发了不同的传感器组成了信息采集系统，这些传感器能够采集到培训者的操作行为信息。主控系统由工控计算机和可视化操作界面软件组成，由培训师来负责使用，主要实现对信息采集系统传递过来的信号进行逻辑判断，评判受训人员的操作是否符合培训标准；对反馈系统的显示状态发出指令。反馈系统由延时继电器、警示灯光和语音播报组成，接收主控系统的指令，对操作行为对错进行绿灯或者红灯不同警示，并伴有语音播报。信号传输系统采用顺舟科技基于ZigBee无线通信技术制造的SZ02、SZ06等模块实现数据的传输。培训工作开始之前由培训师启动系统，并按照操作界面导入excel格式的培训学员的电子数据，点击开始后，系统先进行对传感器的自检，各个状态正常的情况下就可以开始培训操作了；传感器获得操作行为的信号以后，信号通过SZ06模块无线传输给主控工作站SZ02进入主控系统，主控系统进行逻辑判断，根据结果对反馈信号发出反馈指令。

2系统的实现在断电操作行为采用通断开关传感器获得信息

操作者的操作行为转为通断开关的闭合与断开两种触发状态信息，状态信息信号传输系统传给上位主控计算机。高压验电器自检操作行为使用自主研发、制作了无线信号发射、接收模块装置获得信息。发射模块安装在验电器内部同时保留验电器原有自检时的蜂鸣提示音和红色闪烁灯，按动验电器自检开关时，发射模块发射特定频率的脉冲信号。状态信息信号传输系统传给上位主控计算机。安全工作区操作信息采集使用激光光幕传感器。传感器包括发射器、接收器和控制器三部分组成。发射器和接收器之间有等间距的激光光束将发射器、接收器安装在安全工作区范围的等高处，如果受训者超过安全区，就会遮挡光线，则控制器的继电器闭合，状态信息信号传输系统传给上位主控计算机。在验电操作行为和顺序，搭接地线操作行为和顺序两个信息点，采用研发的四绕线通断开关传感器获得信息。在对比、研究高压验电器接触电极，高压接地线导线夹，穿刺接地线夹金属接地环的构造，在金属接地环上四线并行环绕形成多路通道，配以电路板则相邻两线总是不导通的状态；当进行验电操作时，因接触电极的构造每次只能让任意单一通道导通；当进行搭接地线操作时，因导线夹的接触面积大，每次都能让任意相邻的两个通道导通。主控系统根据同一时间内获得的信号数量判断是哪种操作行为，对于操作顺序的判断则通过主控系统获得信号的顺序来进行逻辑判断的。传感器的状态信息信号传输系统传给上位主控计算机。反馈系统由SZ06数据输出模块、延时继电器、扬声器和红绿信号灯组成。主控系统软件对受训者操作行为做出判断后，发出指令给反馈系统，系统通过声音、灯光来提示。主控系统作为整个《配电登杆作业培训智能监护系统》的中心控制部分，当整体系统运行时以实现对软、硬件设备的监测。配套开发的软件根据配电登杆作业安全操作标准流程而设计固定程序，当受训学员的操作与标准安全操作要求不相符时，系统根据采集到的信号及时进行评判，当有操作失误的情况出现时，主控系统会给反馈系统发出指令，反馈系统发出提示。系统软件还有对硬件设备的状态进行自动初始状态监测功能，一旦硬件设备出现故障不能正常工作时，软件界面上会有相应的状态指示。软件的开发是基于WindowXP操作系统平台，采用LabWindowsCVI应用软件编写而成。系统软件分为两个子软件，培训系统软件和考核系统软件。培训系统软件强调培训功能、当受训者出现操作错误时候，软件系统就会发出报警提示，受训者获知后，可改正错误，继续进行培训，直到培训的整个流程结束；考核系统强调操作步骤的记录，受训者完成自己的操作流程，系统会自动记录其操作行为，出现错误时不将反馈提示给受训人员，操作完成后系统自动给出是否合格的评判。系统软件以OfficeExcel为基础开发了内置数据库系统，建立了培训名单导入、培训统计和考核结果成绩单打印等内置数据库操作功能。

3结语

安全生产是电力企业发展的根本保证。安全生产法中规定安全培训是从业人员的权利和义务。提高安全生产技能，增强事故预防和应急处理能力是电力企业能够进行安全生产的必要条件。配电工人安全操作培训工作非常重要，培训工作的效果直接关系到工人的实际操作的安全性，系统使用必将提升培训效果，成为安全生产的有力保障。

参考文献

[1]王丽丽，谢强等.配电登杆作业实训安全防护设计[J].产业与科技论坛，2013，12（22）：56-57.

作者:杨强 韩海燕 王丽丽 支文 单位:长春大学理学院