一种针对油田石化领域的新型巡检系统和方法与流程

本发明涉及一种巡检系统和方法，尤其涉及一种针对油田石化领域新型巡检系统和方法，属于能源监控领域。

背景技术：

传统的巡检系统主要采用人工纸质记录的方式，由巡检人员每隔一段时间进行现场巡检，并使用纸质的《巡检情况记录表》对被巡检设施进行巡检，然后凭个人经验对巡检结果进行记录。这种人工纸质记录的方式，使得管理人员无法核实巡检人员是否按照标准，按时对系统、设施、设备进行了巡检；并且管理人员需要对巡检人员上报的纸质巡检报告进行逐一整理，查阅和分析，导致难以迅速、全面了解设施、设备或系统的情况从而及时处理问题；管理人员对巡检人员的工作无法进行客观标准的量化考核；巡检人员面对众多的设备，极可能造成巡检没有到位、漏检的情况，从一定程度上影响了巡检的全面性；传统的巡检系统只能够对巡检情况进行手工记录，对于发现的问题，不能及时处理，一般的处理流程是先记录现场的故障情况，之后回到维修站点选择相关的维修设备再回到故障地点进行处理，时效性较差；巡检记录无统一归档，留痕，无法有效跟踪巡检发现的故障，无法有效分析巡检活动等问题；各分支组织巡检标准不一致，无信息化手段保证巡检标准的有效贯彻执行。

此外，传统的巡检系统功能较为单一，一般只有巡检一项功能，无法对巡检人员进行管理，无法对既有设备进行管理，无法对新设备进行录入与配置，无法对操作日志进行管理，无法对软件与硬件版本进行更新升级，无法对网络进行管理。

鉴于以上内容提到的缺陷，现有的巡检系统有待改进和提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题针对传统巡检系统无法实现信息化并且功能较为单一的问题。提出了一种针对油田石化领域的新型巡检系统从而实现巡检系 统的信息化，标准化以及功能的多样化。该巡检系统可以实现根据不同的角色权限分配巡检任务，自动生成巡检故障记录单，故障帮助指南，管理巡检人员，管理仪表设备，录入与配置新设备，管理操作日志，更新升级软硬件版本，对网络拓扑进行动态管理。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种针对油田石化领域的新型巡检系统，包括：

巡检服务器：用于根据巡检人员的权限和不同仪表的巡检信息生成巡检工单并发送至手持器；接收手持器的巡检记录形成巡检报告并导出；

手持器：用于根据接收的巡检工单对仪表进行巡检，并将巡检记录发送至巡检服务器。

所述巡检服务器包括：

网络管理模块：用于根据各仪表的网络信息生成动态网络拓扑图，并将各仪表的网络信息发送至巡检服务器交互模块；

设备管理模块：用于录入仪表参数、建立仪表配置流程并预设巡检信息，并将仪表参数、仪表配置流程发送至巡检服务器交互模块；

人员管理模块：用于管理巡检人员的权限并将各仪表对应的巡检人员信息发送至巡检工单生成模块；

巡检工单生成模块：用于根据各仪表的巡检信息和对应的巡检人员信息生成巡检工单发送至巡检服务器交互模块；

巡检服务器交互模块：用于与手持器进行交互，将巡检工单、各仪表的网络信息、仪表参数、仪表配置流程发送至手持器，接收手持器上传的巡检记录；

巡检报告生成模块，用于对手持器上传的巡检记录进行分析生成各种形式的巡检报告。

所述设备管理模块包括：

设备信息维护模块：用于设定并存储仪表的巡检信息，包括巡检项与巡检时间；

设备参数信息配置模块：用于当初始化或更新仪表时，录入或配置仪表参数；

仪表流程设计器模块：用于用户在仪表流程设计器面板上拖拽代表仪表配置步骤的元素，生成仪表配置流程；所述仪表配置步骤用于展示仪表参数；

版本管理模块：用于存储手持器版本与仪表系统版本供手持器下载；

故障指南模块：用于存储仪表故障维修指南供手持器下载。

所述手持器包括：

巡检数据录入模块：用于巡检人员录入巡检记录并储存；

手持器交互模块：用于与巡检服务器交互模块进行数据交互，接收巡检服务器的巡检工单、仪表的网络信息、仪表参数、仪表配置流程；并发送巡检记录至巡检服务器；

显示模块：用于显示巡检工单和各仪表的网络信息、仪表参数、仪表配置流程；

设备管理模块：用于将通过手持器交互模块接收巡检服务器的仪表参数、仪表配置流程发送至手持器与仪表通信模块；

网络管理模块：当初始化或更新仪表时，将仪表的网络信息发送至手持器与仪表通信模块；

手持器与仪表通信模块：用于根据仪表配置流程将仪表参数写入仪表的寄存器中，启动仪表；并将仪表的网络信息写入仪表的寄存器中，使仪表入网。

所述设备管理模块包括：

版本管理模块：用于通过手持器交互模块下载并更新手持器版本与仪表系统版本；

故障指南模块：用于通过手持器交互模块下载仪表故障维修指南。

一种针对油田石化领域的新型巡检方法，包括以下步骤：

巡检服务器根据巡检人员的权限和不同仪表的巡检信息生成巡检工单并发送至手持器；接收手持器的巡检记录形成巡检报告并导出；

手持器根据接收的巡检工单对仪表进行巡检，并将巡检记录发送至巡检服务器。

所述巡检服务器根据巡检人员的权限和不同仪表的巡检信息生成巡检工单并发送至手持器；接收手持器的巡检记录形成巡检报告并导出包括以下步骤：

网络管理模块根据各仪表的网络信息生成动态网络拓扑图，并将各仪表的网络信息发送至巡检服务器交互模块；

设备管理模块，录入仪表参数、建立仪表配置流程并预设巡检信息，并将仪表参数、仪表配置流程发送至巡检服务器交互模块；

人员管理模块管理巡检人员的权限并将各仪表对应的巡检人员信息发送至巡检工单生成模块；

巡检工单生成模块根据各仪表的巡检信息和对应的巡检人员信息生成巡检工单发送至巡检服务器交互模块；

巡检服务器交互模块与手持器进行交互，将巡检工单、各仪表的网络信息、仪表参数、仪表配置流程发送至手持器，接收手持器上传的巡检记录；

巡检报告生成模块对手持器上传的巡检记录进行分析生成各种形式的巡检报告。

所述设备管理模块录入仪表参数、建立仪表配置流程并预设巡检信息，并将仪表参数、仪表配置流程发送至巡检服务器交互模块包括以下步骤：

设备信息维护模块设定并存储仪表的巡检信息，包括巡检项与巡检时间；

设备参数信息配置模块，当初始化或更新仪表时，录入或配置仪表参数；

仪表流程设计器模块，用户在仪表流程设计器面板上拖拽代表仪表配置步骤的元素，生成仪表配置流程；所述仪表配置步骤用于展示仪表参数；

版本管理模块存储手持器版本与仪表系统版本供手持器下载；

故障指南模块存储仪表故障维修指南供手持器下载。

所述手持器根据接收的巡检工单对仪表进行巡检，并将巡检记录发送至巡检服务器包括以下步骤：

巡检数据录入模块，巡检人员录入巡检记录并储存；

手持器交互模块与巡检服务器交互模块进行数据交互，接收巡检服务器的巡检工单、仪表的网络信息、仪表参数、仪表配置流程；并发送巡检记录至巡检服务器；

显示模块显示巡检工单和各仪表的网络信息、仪表参数、仪表配置流程；

设备管理模块将通过手持器交互模块接收巡检服务器的仪表参数、仪表配置流程发送至手持器与仪表通信模块；

网络管理模块，当初始化或更新仪表时，将仪表的网络信息发送至手持器与仪表通信模块；

手持器与仪表通信模块根据仪表配置流程将仪表参数写入仪表的寄存器中，启动仪表；并将仪表的网络信息写入仪表的寄存器中，使仪表入网。

所述设备管理模块还包括：

版本管理模块通过手持器交互模块下载并更新手持器版本与仪表系统版本；

故障指南模块通过手持器交互模块下载仪表故障维修指南。

本发明的有益效果是：

1、本发明根据巡检项，巡检时间以及巡检人员的权限自动生成巡检工单，通过巡检服务器下发给手持器，巡检人员持手持器逐项执行巡检任务，对巡检数据进行录入，并上传给服务器，生成最终的巡检报告，使得整个巡检过程信息化，标准化，科学化，大大减轻了巡检工作量并提高了巡检效率。

2、本发明实现了对仪表的录入，配置和管理，并提供了仪表的故障指南，使得系统中的仪表设备得到统一管理并大大提高了维修效率。

3、本发明可以通过修改仪表网络参数配置的手段来动态组网，使得整个生产系统中的网络拓扑可以根据当前生产需要进行改变，大大提高了系统的生产效率。

附图说明

图1是本发明的巡检方法实施的流程图。

图2是本发明的巡检服务器和手持器的架构框图。

图3是本发明的巡检服务器中设备管理模块的模块架构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案以及优点等更加清楚明确，在这里举出实际例子并参考附图进行进一步的说明。

图1是本发明中巡检方法实施的流程图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤s1：首先对巡检服务器进行初始化工作，这其中包括几个方面：

仪表参数配置，所述的巡检服务器实际上是一个web系统，当系统中有一种新设备类型需要添加时，系统管理者可以通过浏览器界面对仪表参数信息进行录入；仪表流程设计器，不同的仪表类型具有不同的配置流程，仪表流程设计器界面有左右两个部分组成，左侧是可拖动的组件，右侧是设计器的主面板，系统管理者可以通过拖拽左侧的节点组件来生成一套完整的仪表配置流程，这个流程会转换成数据关系表的形式存储在后台的数据库中；设备信息维护：存储系统管理者预设好的不同仪表设备的巡检项与巡检时间，同时这些信息会作为一个接口供订单生成模块调用。此外对巡检服务器的初始化工作还包括网络信息以及版本信息的录入。巡检服务器初始化工作结束后，手持器从巡检服务器请求并下载设备参数信息，设备配置流程信息，网络信息，以及版本信息。

步骤s2：在步骤s1中下载的设备参数信息在手持器端转换成仪表配置界面，下载的设备配置流程信息在手持器端转换成具有前后跳转关系的配置流程，下载的网络信息可以实现动态组网，下载的版本信息用于更新仪表系统版本。之后手持器通过手持器与仪表通信模块将这些信息写进仪表的寄存器中，并开通仪表，使其入网并正常工作。

步骤s3：在巡检服务器中进行不同巡检人员的权限管理，预设不同仪表设备的巡检项以及巡检时间。对于不同的被巡检设备，一般有不同的被巡检项， 比如在石化工厂液化气罐附近安装的仪表的温度以及设备内关键部件的温度，服务器所在机房的消防报警、异味，机房温度和湿度，以及不间断电源输出功率等。对于不同的设备，巡检的周期和时间也各不相同，也需要预先设置在服务器中。不同的巡检人员由于级别不同，专业程度不同，也需要预先设置权限，方便系统按照巡检人员的权限分配巡检任务。

步骤s4：巡检服务器根据巡检人员的权限，不同仪表设备的巡检项以及要求的巡检时间三个关键项，进行统筹分配，将这三个关键项关联起来，生成巡检工单。

步骤s5：巡检人员使用手持器去巡检服务器进行身份认证，并下载巡检工单。具体应用中，巡检人员首先在手持器端录入自己的身份信息，之后通过有线或无线的方式与服务器双向鉴权，下载巡检工单。

步骤s6：巡检人员根据巡检工单进行巡检，通过巡检数据录入模块进行巡检信息记录，如果遇到设备故障需更换设备时，根据故障指南模块进行维修并更换仪表，最后将巡检记录与设备故障信息上传至服务器。具体来说，巡检人员可以通过显示模块查看巡检任务。显示模块将巡检任务以一个带有指示箭头的链表形式显示，链表中的每个节点中包括以下内容：巡检地点、巡检时间段、巡检项，设备运行情况、巡检记录等几项组成，巡检人员根据显示模块的任务指示，按顺序进行巡检，针对每一个巡检任务需要在操作界面上选择当前仪表的运行情况，并作巡检记录，完成后点击完成按钮，进入到下一个巡检任务。如果巡检过程中，遇到仪表需要维修的情况，通过手持器中的故障指南定位到相应的故障进行记录，之后按照故障指南提供的帮助视频，对仪表进行更换重启，使其重新入网并开始工作。

步骤s7：巡检服务器对巡检记录与设备故障信息进行统计分析，生成最终的巡检报告单。具体来说，巡检服务器首先将巡检记录与设备故障信息根据巡检记录时间或设备故障类型进行分类汇总，之后根据系统中已经预设的模板导出相应的巡检报告并存档。同时，所述的巡检服务器可以支持系统管理人员进 行定制化的查看与配置，可以通过饼状图、柱状图、趋势图、excel报表的形式灵活展现，支持在线打印等。

如图2所示，基于以上的巡检方法，本发明设计了一套巡检系统，巡检系统由巡检服务器和手持器两部分组成，巡检服务器负责数据的存储，仪表信息的录入，仪表配置流程的设计，网络信息的管理，巡检工单的下发以及巡检报告的生成。手持器负责配置并开通仪表，记录巡检信息以及故障情况，动态组织网路，并与巡检服务器数据同步等功能。

所述巡检服务器放置在生产现场的中心机房，安装有分布式工业实时数据库，主要用于新增仪表信息的录入，仪表配置流程的设计，网络的管理，生产日志的记录，巡检订单生成以及巡检报告的导出，是手持器的信息来源，其中包括：

如图3所示，设备管理模块，分为五个部分：设备参数信息配置模块、仪表配置流程设计器模块、仪表信息维护模块、版本管理模块、故障指南模块等五个子模块。

设备参数信息配置模块：当系统中需要添加新设备时，系统管理者通过仪表参数配置工具录入仪表参数，仪表参数配置工具将显示界面录入的参数转化为数据库中的表格存储在数据库中等待手持器下载同步。

仪表配置流程设计器模块：不同的仪表类型具有不同的配置流程，仪表流程设计器界面有左右两个部分组成，左侧是可拖动的元素，右侧是设计器的主面板，系统管理者可以通过拖拽左侧的元素来生成一套完整的仪表配置流程。所述的元素代表仪表配置流程中的一个步骤，可是是选择类型，也可以是执行类型，每一个步骤中包含有仪表必须配置的参数。该流程设计器基于d3js库，监听页面中的连线事件，当监听到连线事件时，将流程跳转的先后顺序转换成数据关系表的形式存储在后台的数据库中。

仪表信息维护模块：用于维护系统管理者预设的巡检项以及巡检时间。

版本管理模块：负责存储最新的手持器软件版本与仪表系统版本，并为手 持器提供下载更新功能。

故障指南模块：负责存储仪表出现故障时的维修指南，包括文字性说明材料以及帮助视频，供手持器下载。

网络管理模块，以现场网关为单位，根据网关上传的网络报文，分析当前仪表与网关的隶属情况，利用d3js库，在web端生成动态网络拓扑图。具体来说，当仪表首次配置并开通后，设备管理模块会为仪表指定从属的网关，网络管理模块会根据仪表与网关的从属情况进行组网。在生产过程中，仪表会因为信号强度或生产条件变更更改从属网关，手持器对仪表进行重新配置后，会将相关信息同步到巡检服务器中，此时网络管理模块也会根据同步信息进行再次组网。

人员管理模块，负责分配指定巡检人员与系统管理人员的权限，该模块会记录不同巡检人员的职级以及具体责任，巡检服务器端可以通过该模块对巡检人员进行登录管理。此外该模块为巡检工单生成模块提供输入接口。

日志管理模块，负责记录一切生产日志，包括仪表的配置、更换、入网等巡检人员的操作信息。

巡检工单生成模块，该模块会根据设备维护信息，即不同仪表的巡检项与巡检时间以及巡检人员的权限，生成巡检工单，供手持器下载。巡检工单模块根据设备管理模块、人员管理模块提供的输入接口数据，对全系统的资源进行分析计算调度，使整个系统的效率达到最高

巡检服务器交互模块，负责与手持器进行交互，这其中包括将巡检工单发送至手持器，接收手持器上传的巡检数据，并将这些数据进行存储。该模块与手持器存在四大接口，分别是设备接口、巡检接口、日志接口以及版本接口，接口数据以json字符串的形式传递，设备接口负责提供仪表参数信息，仪表流程信息；巡检接口负责接收仪表传递的巡检记录以及故障；日志接口用于获取操作日志；版本接口用于为手持器和仪表提供软件和系统的最新版本。

巡检报告生成模块，根据手持器上传的巡检数据生成巡检报告。巡检报告 生成模块包括一个存储模块，负责存储手持器上传的巡检数据，并提供数据分析接口。

所述手持器为智能终端，可以采用手机或是三防平板等，负责与仪表通信，对仪表进行配置，动态组网，记录巡检数据，包括：

巡检数据录入模块：负责记录巡检信息，并上传至巡检服务器。

手持器交互模块：与巡检服务器交互模块进行数据交互，下载巡检工单以及上传巡检数据。

显示模块:为手持器的其他模块提供显示界面，这其中包括：显示巡检任务，填写巡检记录，填写故障信息，确认巡检列表中的单项巡检任务已经完成。

设备管理模块：负责仪表参数信息的录入；在维修仪表时提供故障指南，即维修视频；负责下载并安装最新版本。具体来说包括两方面的升级操作，其中之一是手持器自身进行软件升级，另一方面手持器从巡检服务器中下载仪表系统的最新版安装文件，之后通过手持器与仪表通信模块将该安装文件传递给仪表，帮助仪表完成安装更新操作。

手持器与仪表通信模块：通过该模块可以将仪表参数写入仪表中并启动仪表。每个仪表中会安装有二维码名牌，手持器通过扫描二维码的方式与仪表建立连接，建立连接之后，将设备管理模块中录入的仪表信息，写入仪表的寄存器中，并通过发送高低电平信号，对仪表进行启动。

网络管理模块：修改网络参数信息并重启仪表使仪表动态组网。通过手持器与仪表通信模块，将网络参数配置信息写入仪表中，重新启动之后，仪表可以通过新的网络参数信息重新组网。

日志管理模块：负责存储巡检人员的操作日志。

综上所述，本发明的方法，针对传统巡检系统信息化程度低，效率低，并且功能较为单一等问题，提出了一种新型的巡检过程完全信息化、自动化并且多功能的巡检系统。本系统根据巡检项，巡检时间以及巡检人员的权限自动生成巡检工单，通过巡检服务器下发给手持器，巡检人员持手持器可以对巡检任 务进行查询，对巡检数据进行录入，并上传给服务器，生成最终的巡检报告，使得整个巡检过程信息化，标准化，科学化，大大减轻了巡检工作量并提高了巡检效率。该系统实现了对仪表的录入，配置和管理，并提供了仪表的故障指南，使得系统中的仪表设备得到统一管理并大大提高了维修效率。该系统可以通过修改仪表网络参数配置的手段来动态组网，使得整个生产系统中的网络拓扑可以根据当前生产需要进行改变，大大提高了系统的生产效率。这是一种新的针对巡检系统的优化解决方案，适合推广使用。