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电力资产应用RFID技术需要注意哪些问题?

(图片来源:新华网)

当前,电网企业普遍应用资产安全管理评估决策系统开展结果性指标评价。系统主要从PMS系统(生产管理系统)和SAP系统(企业管理软件)调取数据,但缺少现场实物数据的信息,而通过RFID中间件系统及现场采集设备对实物RFID标签进行数据采集,通过接口及时将实物信息反馈到资产安全管理评估决策系统,实现真正意义上的账、卡、物相符的纵向闭环,为资产安全管理提供更加精准的资产营运状态数据。



采集设备选型



RFID技术应用于电网资产跟踪管理将大量使用手持采集终端对现场实物RFID标签进行信息采集,由于在电磁场环境下进行操作,需要考虑终端设备的抗干扰性、读写距离、稳定性、可靠性等因素。


(1)抗干扰因素。变电设备在运行环境下,会产生工频电场和工频磁场,工频电磁场干扰属于低频感应场干扰。由于手持终端内部的信号没有以大地作为回流路径,因此,在手持终端选型设计上要考虑读写器的电磁防护设计。


(2)读写距离。电网实物RFID标签安装位置一般都为设备基座的接地扁铁上,且离开地面一定的高度,方便操作人员读写数据,因此,手持机读写距离远近对减少资产巡查人员行走距离,降低工作强度,提高巡查效率有重要的意义。


(3)手持设备续航时间。220kV以上变电站占地面积较大,设备较多,因此,手持设备电池必须具备较长的续航能力,且断电后可自动保存数据,保证工作人员在现场工作没有后顾之忧。



RFID标签选择



RFID实物标签具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、数据可以加密、存储数据量大、存储信息可以修改等优点,已被广泛应用在电网资产跟踪管理上。因此,用于资产跟踪管理基本采用ISO18000—6B抗金属标签。电网设备常年在室外和高温的环境下,在标签设计及材料选型时需要充分考虑防紫外线、读写距离、多标签读取等因素。


(1)读写距离。在变电站超高频电磁环境中,金属表面对电磁波产生屏蔽作用,当标签内天线靠近金属表面后天线性能会发生明显的恶化。经现场应用测试,标签在附着接地扁铁表面后,信号会大幅衰竭,读写距离会降低50%~70%,因此,在标签外壳设计、封装以及标签张贴材料上要考虑到读写距离问题。


(2)抗紫外线。目前,超高频无源电子标签封装外壳普遍采用ABS材料,对已安装标签回访,电子标签长期在变电站风吹日晒,容易褪色,因此,在标识外壳封装时考虑添加抗紫外线的材料。


(3)防冲撞机制。变电站设备数量众多,为加快资产盘点和巡查速度,实物标签在设计时必须考虑防冲撞算法,实现对各工作区域的多标签批量、快速、准确读取的功能。



标签贴标规范


实物标签贴标规范就是对每种类型的设备明确规定标签的安装位置,便于今后的安装、识别和读取。电网设备贴标规范的制定应考虑室外设备、室内设备、各单元设备特点、手持设备与标识的读写距离、角度等因素来制定,总的原则必须从实际应用出发。当前,变电站RFID技术应用基本采用无源金属电子标签,但将该类标签直接安装在室外电流互感器、电压互感器、避雷器等设备本体上开展应用尚不切合实际。经对国内外手持式读写设备在各电压等级变电站的使用测试,无法读取超过2m外的标签信息。因此,RFID标签贴标规范的制定要考虑这种因素的存在。



标签中间件与系统的集成


RFID技术的应用可以提高电网资产管理的效率,但是,RFID读写设备应用技术复杂,与电网公司的PMS系统、SAP系统之间的集成难度较大,系统间耦合度高,对业务变化的适应性差。这使得企业对于实施RFID技术持谨慎的态度,而中间件有助于RFID设备与电网公司ERP系统及SAP等系统的集成。


目前,电网公司的RFID中间件系统普遍采用基于SOA架构的模式开发,并在中间件中将RFID读写设备厂家提供的PAI接口通过各种方式集成在中间件系统中,如IP地址、端口设定等,便于RFID设备读写标签数据,同时将采集的数据进行有效的过滤、处理和数据传递,最后存储到中间件数据库中。中间件还可起到监视RFID设备的作用,检查RFID设备的运行情况。此外,采用RFID中间件可以方便地实现与ERP等系统进行数据接口和数据交换。




标签信息数据的存储


目前,电网实物资产管理采用的ISO18000—6B标准电子标签具有标准成熟、产品稳定、应用广泛、ID号全球唯一、多标签同时读取的特点,可存储1024b或2048b容量的数据,数据读取速度为40kb/s。实物标签中存放信息的多少要考虑到在现场运维工作时手持设备与后台数据交换的问题,现主要供应厂商的手持设备基本配备了GPRS功能,但鉴于通讯传输稳定性问题,不能保证在任何时候能顺利获得中间件系统后台数据,因此,要考虑设备信息在标签内数据存储内容。


另外要考虑的是电网资产管理标签内容储存信息。按ISO/IEC18000—6B协议封装后的标签,内存存放字节为206个,而电网设备信息存储的内容除了要考虑PMS系统与PM、AM联动的因素,还须考虑相关内容的必要性问题。经过多年的实施,目前变电站标签内容存储的信息主要包括铭牌型号、出厂编号、铭牌厂商、电压等级、所属变电站、投运日期、设备状态、标识类型、计量单位、SAPID、SAP号、物资代码,采用这种存储内容方式,可以较完整地查看设备的基本情况和内容。



总结


RFID技术已在电网资产安全管理上开展了不同层面的应用,将RFID标签粘贴在资产上,进行设备信息的存储、免接触批量读取和数据传递。可以实现对设备的资产安全管理,通过对RFID标签数据的日常运维,实现对设备的动态跟踪管理,消除资产管理的难点、盲点和障碍,实现对资产设备的精确定位管理,可以带来高效率和经济效益。


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