CN115497187A - 一种核电厂智能巡检方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核电厂智能巡检方法及系统，包括：为核电厂的被巡检设备编制唯一物项代码，并设置电子标签或标识；智能巡检工作站通过智能巡检服务器向巡检终端装置下达巡检任务；巡检终端装置根据巡检程序监测被巡检设备的运行状态，识别运行设备的变量参数并反馈至智能巡检服务器；智能巡检服务器将巡检信息发送至智能巡检工作站，实现被巡检设备状态的监控和管理。本发明提高了就地巡检的效率，实现了巡检数据的电子化管理，降低了现场操作的错误率，通过常规的网路协议，可实现与不同平台或者互联网的对接，积极推动核电厂智能化建设，实现智能运维，保证核电厂的高效运行。
Description
技术领域
本发明属于核电厂设计技术，具体涉及一种核电厂智能巡检方法及系统。
背景技术
设备巡检是核电厂设备平稳正常运行的重要保障。目前核电厂的巡检基本通过巡检人员借助纸笔或简易终端进行，巡检人员根据电厂巡检程序要求定期、定点、定人对各个设备的情况进行检查、测试、并予以判断和记录。
传统的人工巡检有诸多缺陷，比如由于巡检人员的水平和素质参差不齐，人员到不到位不可控，不能保证所有巡检人员都定时、定量、高效的完成巡检任务；巡检人员携带纸质的巡检规程到现场用笔记录设备的状态信息，耗时长，错误率高，记录方式单一，信息内容有限，漏检情况时有发生；巡检得到的数据不能及时上传，管理层不能及时了解突发重大事件，缺乏现场数据提取及分析，应急响应有一定的滞后性，巡检过程中发现的问题不能及时处理；纸质的巡检记录不易保存，且历史巡检数据无法有效利用等。
智能巡检技术以图像识别技术，移动终端技术，自动定位技术，无线通讯技术等为基础，在使用介质，操作形式，数据处理方法，监管模式等方面都比传统的巡检方法更胜一筹。
核电厂巡检与其他工业领域的巡检需求相比，在现场环境、设备的标识与管理、电磁兼容、巡检要求及管理、巡检设备的可靠性，以及网络通信与信息安全等方面具有一定的特殊性。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于核电厂的智能化巡检方法及系统，实现核电厂的智能运维，保证核电厂的高效安全运行。
本发明的技术方案如下：一种核电厂智能巡检方法，包括：
为核电厂的被巡检设备编制唯一物项代码，并设置电子标签或标识；
智能巡检工作站通过智能巡检服务器向巡检终端装置下达巡检任务；
巡检终端装置根据巡检程序监测被巡检设备的运行状态，识别运行设备的变量参数并反馈至智能巡检服务器；
智能巡检服务器将巡检信息发送至智能巡检工作站，实现被巡检设备状态的监控和管理。
进一步，如上所述的核电厂智能巡检方法，其中，所述的巡检终端装置通过电子标签或标识识别被巡检设备，自动记录巡检的时间，打开当前设备对应的任务要求及检查项清单，监测被巡检设备的运行状态。
进一步，如上所述的核电厂智能巡检方法，其中，所述的巡检终端装置识别运行设备的温度、压力、振动等变量参数，并实时或离线反馈至智能巡检服务器。
进一步，如上所述的核电厂智能巡检方法，其中，通过智能巡检服务器与核电厂非实时监测系统进行信息交互，实现设备监测、故障诊断、核电厂环境监测信息互联，将核电厂设备的实时和历史信息用于设备的故障诊断和预测性维修。
进一步，如上所述的核电厂智能巡检方法，其中，通过智能巡检服务器与核电厂三维设计系统互联，实现三维设计与巡检三维定位的互相迭代修正。
一种核电厂智能巡检系统，包括：
智能巡检标识系统，包含与被巡检设备一一对应的物项代码，并形成可识别的电子标签或标识；
巡检终端装置，通过电子标签或标识现场识别被巡检设备，根据巡检程序监测被巡检设备的运行状态，识别运行设备的变量参数并反馈至智能巡检服务器；
智能巡检服务器，将巡检任务发送至巡检终端装置，并将巡检信息发送至智能巡检工作站；
智能巡检工作站，实现巡检任务的下达以及被巡检设备状态的监控和管理。
进一步，如上所述的核电厂智能巡检系统，其中，所述的智能巡检标识系统的电子标签或标识包括：RFID标签、NFC磁卡或二维码，巡检终端装置通过相应的识别技术对标签进行识别。
进一步，如上所述的核电厂智能巡检系统，其中，巡检终端装置包括用于实现现场扫码、巡检信息记录，以及数据上传功能的便携式智能终端，并可内置连接红外测温、测震探头、点检笔等硬件设备；或者可以是实现无人巡检的无线智能视频监视设备、巡检机器人。
进一步，如上所述的核电厂智能巡检系统，其中，对于巡检中人员不可达或者巡检空间狭小的区域，可采用固定式图像识别传感器或采用巡检机器人代替人员巡检。
进一步，如上所述的核电厂智能巡检系统，其中，所述的智能巡检服务器通过网络交换机与核电厂非实时监测系统和核电厂三维设计系统进行数据交互，实现设备监测、故障诊断、核电厂环境监测信息互联，将核电厂设备的实时和历史信息用于设备的故障诊断和预测性维修，并实现三维设计与巡检三维定位的互相迭代修正。
本发明的有益效果如下：本发明提供的核电厂智能巡检方法及系统，解决了传统巡检的弊端，提高就地巡检的效率，实现巡检数据的电子化管理，降低了现场操作的错误率，具有巡检信息快速查询等功能，同时具备接口扩展功能，通过常规的网路协议，可实现与不同平台或者互联网的对接，积极推动了核电厂智能化建设，实现智能运维，保证核电厂的高效运行。
附图说明
图1为本发明提供的核电厂智能巡检系统的架构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种核电厂智能巡检方法及系统，系统的组成包括智能巡检标识系统、巡检终端装置、智能巡检服务器、智能巡检工作站以及通信网络及相关网络交换设备，该方法主要包括：
为核电厂的被巡检设备编制唯一物项代码，并设置电子标签或标识；
智能巡检工作站通过智能巡检服务器向巡检终端装置下达巡检任务；
巡检终端装置根据巡检程序监测被巡检设备的运行状态，识别运行设备的变量参数并反馈至智能巡检服务器；
智能巡检服务器将巡检信息发送至智能巡检工作站，实现被巡检设备状态的监控和管理。
核电厂智能巡检系统为所有类型的设备搭建一个基础性的平台，其本质上是物联网技术的应用，在原则上对设备的类型无特殊要求。通过规范设备的标识，并使用适当的技术实现智能终端对设备标识码的智能识别，即可将相应的设备纳入到智能巡检的对象中。如图1所示，本实施例提供了一种具体的核电厂智能巡检系统架构，其组成和具体功能描述如下。
1.智能巡检标识系统
核电厂智能巡检标识系统包含了被巡检设备的数字化信息，标签与被巡检设备一一对应。巡检终端设备通过该标签识别巡检设备，自动记录巡检的时间，自动打开该标签设备对应的任务要求，检查项清单等。巡检系统必须为每个巡检设备建立相应的标签，目前主要的标签形式有二维码、RFID标签、NFC磁卡等，巡检终端通过二维码或者NFC扫描识别设备。
2.巡检终端装置
巡检终端装置主要包括用于实现现场扫码、巡检信息记录，以及数据上传功能的智能手机、PAD等便携式智能终端，以及可以实现无人巡检的无线智能视频监视设备、巡检机器人等。
智能终端可借助于二维码扫描技术、RFID技术、NFC技术，在针对性开发的应用APP的基础上实现以下功能：设备标签扫描解析、巡检计划获取、设备基本信息查询、设备缺陷历史信息查询、设备检修历史信息查询、设备工作票历史信息查询、设备巡检完成情况登记等。除上述基本功能外，智能终端一般还可实现巡检路径下载，巡检记录单扫描，巡检结果手动录入，拍照，录音以及存储等功能。根据使用需求，还配备对讲，定位，内置手电等辅助功能，根据测量需求，可内置或连接红外测温、测震探头，点检笔等硬件设备。这类终端设备具有轻便，便于携带，操作简单的特点，大大减少了操作人员的工作负荷。此外，为保证数据的真实可靠性，还可根据需要将部分数据设置为禁止手动输入，仅允许通过外接硬件设备与终端APP连接的形式获取测量数据的方式。
在智能巡检时，可以借助于图像识别技术对设备状态进行检测。通过图片或视频拍摄，并将相关信息传送至上层信息数据库的方式，可智能化快速分析设备中的问题。例如：设计人员可以将设备中的故障按照类型进行分类，并建立故障类型图像库，进而在智能巡检的过程中，通过对故障特点、故障图片等方式进行分析比对，通过智能化的方法对数据进行分析，提高维护设备运行的效率。为实现这一目的，可采用智能视频监视设备、巡检机器人等终端技术。
应用智能巡检机器人对系统运行情况进行检查，完成一些工作人员无法实现的工作，如高温高压管道泄漏、地下封闭管沟等危险区域。在机器人中安装库，让机器人自主检查。智能巡检机器人具备视频图像识别、红外测温、激光测振等功能，可丰富巡检信息，提高巡检效果。智能巡检机器人后台专家系统具备图像、声音、视频记录以及设备劣化趋势分析功能，能够提前发现设备的异常状态，为设备状态检修提供依据，保障监控范围内设备长周期安全稳定运行。
利用机器人搭载或固定安装于某一区域的高清可见光摄像机，结合视频图像识别技术，对发电生产区域的表计，包括压力表、温度表、数显表、液位计和阀门状态等示值和位置的进行数据读取，对罐体、容器、管道进行外观对比判别，自动记录并生成报表，并经计算、判断后发出报警，同时实时拍照和录像至后台，满足运行人员随时调用查看及自动存档的功能。
基于以上功能，终端手持设备的巡检信息记录方式可以表现为图片、视频、音频、电子表单等多种形式；上述信息的记录在短时间内可存储于终端设备内部，在条件具备的情况下，可借助于其他方式上传至巡检系统工作站。
在核电厂应用环境中，利用有线和无线网络，利用终端设备对设备标签进行识别，实时下载巡检内容、上传巡检结果。对于巡检中人员不可达或者巡检空间狭小的区域，针对除需要定期巡检监测设备状态的情况，采用固定式图像识别技术或采用机器人代替人员巡检。固定式或移动式图像识别传感器或机器人的设置考虑核电厂辐照、环境温度、电磁干扰、厂房安装条件以及抗震情况，保证监测可在核电厂特殊环境下能够正常运行并保证在地震等事故工况下不影响。
3.通信网络
通过WIFI、蓝牙、网线等通信方式将巡检终端装置的巡检数据通过网络交换机上传至巡检服务器，并将巡检需求通过企业局域网、网络交换机下发到巡检终端装置。
4.智能巡检工作站和巡检服务器
智能巡检工作站和巡检服务器完成巡检设备、巡检项目、巡检路线、巡检计划等功能设置，实现巡检记录的查询、到位统计、趋势分析、设备缺陷跟踪、设备老化管理等功能。核电厂智能巡检工作站用于巡检任务的下达，巡检设备的监控。巡检信息用于设备预防性维修、预测性维修和设备延寿和老化管理，同时还包括了人员定位、设备实时监控等功能，实时监测核电厂巡检人员和设备状态。
5.智能巡检系统在核电厂扩展应用
在核电厂设计过程中，将控制系统检测到的参数通过网络协议传输到相关的仪控一体化系统中，且新电厂也增设了很多第三方监测和诊断系统，如泵组/风机监测和诊断系统、管道泄漏监测系统、松动部件监测系统、汽轮机/主泵/主给水泵监测诊断系统、老化监测系统、环境监测系统等。智能巡检系统作为唯一以就地设备状态信息采集为主的系统，将其积累的大量数据用于计算、分析电站、设备状态，可使数据库更加丰富，得出的分析结论更加可靠。因此对智能巡检系统的功能进行扩展是有意义且必要的。
先进核电厂具有全寿期、健康管理、无人监控和少人值守的智能运维等特点，智能巡检系统本身相对独立，可通过对采取到的信息进行分析、处理，得出最直接的设备状态展示，也能实现对设备的寿期状态监测、设备老化管理、延寿、故障预判、预防性维修等功能。但是对于复杂的核电厂系统来说，需要多种数据综合判断机组状态，智能巡检系统采集了大量就地设备信息，与被采集到控制系统或其他第三方诊断系统的信息综合起来，才可完整的表征整个电站的状态并作出精确的评估，因此，可将智能巡检系统的数据传输给非实时监测系统，作为监测系统的重要数据来源之一。
智能巡检系统中融入线路规划、人员定位等功能，在明确巡检或维修任务后，可自动推荐最优路线。核电厂的设备均布置在厂房内部，由于设备种类、数量众多，且考虑到辐射、防爆、防火、隔离等众多因素，使得厂房线路错综复杂，提供的优化路线能够大大提高巡检或维修效率。
智能巡检系统实施过程中将重新构建厂房模型，作为电站三维设计的逆向工序，工作过程可重点关注厂房设计和设备布置的不合理之处，如人员通行不便、设备互相干涉、操作空间不足等，并给出整改建议；在电厂投入运行后，运维人员也能对该厂房模型进行维护更新，则可提供数据的更新，及时反馈到设计院。因此，智能巡检系统与三维设计系统对接，在核电厂三维设计过程中，在相同位置设置两者的对比功能，可看到在运电站的对应位置的实际布置情况，为优化设计提供支持数据。
非实时监测系统、三维设计系统都可以与智能巡检系统建立数据接口，将巡检数据作为其工作的重要依据。随着电站运行要求和统一规划，可考虑不同网络之间的互通，解决网络安全的问题。
核电厂智能巡检系统探索先进网络、传输技术在核电厂的应用，为实现智慧核电走出了第一步。不仅解决了传统巡检的弊端，提高就地巡检的效率，实现巡检数据的电子化管理，降低了现场操作的错误率，巡检信息快速查询等功能，同时具备接口扩展功能，通过常规的网路协议，可实现与不同平台或者互联网的对接，积极推动了核电厂智能化建设，实现智能运维，保证核电厂的高效运行性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种核电厂智能巡检方法，其特征在于，包括：
为核电厂的被巡检设备编制唯一物项代码，并设置电子标签或标识；
智能巡检工作站通过智能巡检服务器向巡检终端装置下达巡检任务；
巡检终端装置根据巡检程序监测被巡检设备的运行状态，识别运行设备的变量参数并反馈至智能巡检服务器；
智能巡检服务器将巡检信息发送至智能巡检工作站，实现被巡检设备状态的监控和管理。
2.如权利要求1所述的核电厂智能巡检方法，其特征在于，所述的巡检终端装置通过电子标签或标识识别被巡检设备，自动记录巡检的时间，打开当前设备对应的任务要求及检查项清单，监测被巡检设备的运行状态。
3.如权利要求2所述的核电厂智能巡检方法，其特征在于，所述的巡检终端装置识别运行设备的温度、压力、振动变量参数，并实时或离线反馈至智能巡检服务器。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的核电厂智能巡检方法，其特征在于，通过智能巡检服务器与核电厂非实时监测系统进行信息交互，实现设备监测、故障诊断、核电厂环境监测信息互联，将核电厂设备的实时和历史信息用于设备的故障诊断和预测性维修。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的核电厂智能巡检方法，其特征在于，通过智能巡检服务器与核电厂三维设计系统互联，实现三维设计与巡检三维定位的互相迭代修正。
6.一种核电厂智能巡检系统，包括：
智能巡检标识系统，包含与被巡检设备一一对应的物项代码，并形成可识别的电子标签或标识；
巡检终端装置，通过电子标签或标识现场识别被巡检设备，根据巡检程序监测被巡检设备的运行状态，识别运行设备的变量参数并反馈至智能巡检服务器；
智能巡检服务器，将巡检任务发送至巡检终端装置，并将巡检信息发送至智能巡检工作站；
智能巡检工作站，实现巡检任务的下达以及被巡检设备状态的监控和管理。
7.如权利要求1所述的核电厂智能巡检系统，其特征在于，所述的智能巡检标识系统的电子标签或标识包括：RFID标签、NFC磁卡或二维码，巡检终端装置通过相应的识别技术对标签进行识别。
8.如权利要求1所述的核电厂智能巡检系统，其特征在于，所述的巡检终端装置包括用于实现现场扫码、巡检信息记录，以及数据上传功能的便携式智能终端，并可内置连接红外测温、测震探头、点检笔硬件设备；或者可以是实现无人巡检的无线智能视频监视设备、巡检机器人。
9.如权利要求8所述的核电厂智能巡检系统，其特征在于，对于巡检中人员不可达或者巡检空间狭小的区域，可采用固定式图像识别传感器或采用巡检机器人代替人员巡检。
10.如权利要求1所述的核电厂智能巡检系统，其特征在于，所述的智能巡检服务器通过网络交换机与核电厂非实时监测系统和核电厂三维设计系统进行数据交互，实现设备监测、故障诊断、核电厂环境监测信息互联，将核电厂设备的实时和历史信息用于设备的故障诊断和预测性维修，并实现三维设计与巡检三维定位的互相迭代修正。
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