RFID技术于火力发电厂的应用研究
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摘要：我国火力发电厂厂区人员、车辆数量多，混杂，管理缺乏有效手段；煤场、灰场排队过程乱、数据失真、人为因素的舞弊现象严重；利用rfid技术的技术特点，建立统一的管理平台，有效的实现了企业对外来人员、企业员工、外来车辆、员工车辆与公司车辆的严格控制和管理的功能，缓解企业进出通道拥堵、混乱现象。汽车衡称重管理也实现了无人值守与自动化，堵塞了人工操作存在的漏洞。
关键词：（燃煤）火电厂RFI人员管理车辆管理智能称重
一、 引言
火力发电是我国现在电力发展的主力军，随着社会、经济的发展，火电厂的规模也在不断的扩大。而伴随着火电厂规模的扩大， 业内的竞争也日益加剧、企业内部的管理难度也不断增大，原有的非实时性的管理信息已经很难满足现有的管理需求。而RFID的技术特点正好弥补这一缺陷，基于RFID技术的应用平台可提供给企业的管理者实时、有效、准确的信息，加强了企业管理上的一致性，缩短了决策者对生产的响应时间，提高了管理效率，降低了运行成本，促进了企业信息化管理。
二、 现状分析及解决思路
(一) 人员、车辆管理
现状分析：广东省某电厂是一座拥有两台1000万千瓦时机组的大型火电厂，电厂一期已经正常运转，员工数量也在不断扩大，员工私有车辆数量也在不断扩大，使工作人员无法区分本单位和外单位车。由于人为因素的漏洞，周边企业、私人的车辆常常停放在电厂的内部停车场占用了大量的停车位，更有甚者停在了厂区主干道上，积大的影响了电厂的交通；目前正在施工的电厂二期建设由于参与建设的单位多，施工队人员数量庞大，使整个电厂车辆、人员的秩序显得混乱，经常有施工队人员与电厂周边的外来人员发生口角及至斗殴事件，影响恶劣。
解决思路：
1. 实行人车分离、左进右出规范出入电厂的交通行为。人行通道采用单侧双通道，通道宽度可以允许自行车推行出入，可支持每分钟最大人流量不低40人；车辆通道为一进一出，采用双杆对开起降方式，打开时间不高于1.8秒。
2. 对人员、车辆进行统一管理；建立办证中心，给每个企业员工、临时施工人员、来访人员、按不同需求发放不同权限的RFID复合卡（915M+13.56M）。
3. RFID卡上记录多种信息，如：来访人员卡相对记录来访人员的姓名、身份证号、公司名称、职位、来访原因等，当其通过主通道时系统则根据RFID卡上的相关信息提示欢迎信息；
4. 人行通道采用速通门控制系统，人员通行时控制系统自动识别通行人员身上的RFID卡，若无法识别到RFID卡或RFID卡权限不够，控制系统则自动关闭速通门，并输出报警信息提示工作人员。
5. 车行通道也采用RFID道闸自动控制系统，通过RFID远距离识别技术当车辆靠近通道时，自动识别RFID卡，判断相关权限，不用人工干预自动放行。
6. 车辆通道增加车牌识别系统，车辆通过时不只是校验RFID卡的权限，还要对比识别出来的车牌号码与RFID卡上登记的号码是否一致，防止外来车辆冒用其它员工的RFID卡进出厂区和偷盗车辆的现象；
7. 配备移动式读写设备，工作人员可通过手持式读写器，不停留远距离核查厂区内流动人员配备的RFID卡，验证是否有相关权限访问该区域，（如：生产区域等）。避免核查到访客或参观领导时的尴尬。
8. 各人行、车行通道分配有视频监控系统，实时记录、监控通道的运行情况。
(二) 汽车衡称重管理
现状分析：电厂的灰库汽车衡称重管理方面也存在着巨大漏洞，磅房远离管理部门，司磅人员的工作得不到有效监控，而且每天大量的手工填单和计算工作极易发生错误和人为舞弊现象，这些问题的存在，日积月累下来都给企业带来巨大的经济损失。
解决思路：
1. 车辆配备RFID卡，卡上记录货车车辆的车牌号码、司机姓名、货物名称、供货单位、车辆类型、车辆出厂皮重、车辆历史皮重等；
2. 车辆入厂通过大门车辆通道时，RFID读写设备往RFID卡写入标识位①，车辆进入地磅进行第一次称重，称出皮重（毛重），地磅处自动记录下称重重量，并写入标识位②，下一流程货车前往载货（卸货）区装载（卸载）货物，此时位于载货（卸货）区的RFID读写设备写入标识位③，装载（卸载）完货物后，货车进入第四流程，前往地磅区进行第二次称重，称出毛重（皮重）。称重管理系统根据两次称重数据计算出本次运输货物的净重。并写入标识位④。货车完成流程出厂，出厂时经过大门车辆通道时，车辆管理系统验证该RFID卡上的标识记录，是否是按序排列，并有称重数据。若排序正确则自动打开道闸放行。否则通过报警系统通知工作人员，有效解决了在称重流程中的舞弊现象；
3. 地磅称重处安装有LED显示屏与语音提示系统，协助排除系统引导车辆进入称重区域，将有效解决称重区车辆拥堵、排队混乱现象；
4. 地磅称重处前后安装红外对射设备，并关联称重系统，预防称重车辆不完全上磅舞弊现象；
5. 系统配备地磅脉冲检测设备，预防称重车辆通过作弊遥控干扰地磅称重数据的舞弊；
6. 系统记录有货车车辆类型、品牌，与历史皮重记录、历史毛重记录。每次称重过程对对此类数据进行对比，确保称重重量数据的真实性，避免人为增加皮重（毛重）舞弊现象，也可避免因车辆超载所存在的安全隐患；
7. 系统全程完全无需人工参与，就可以完成地磅称重，避免了人为修改称重数据的舞弊现象；
8. 系统配备手持式读写器，工作人员可在厂区内随时随地抽查载货车载货情况，或在系统出现报警信息时，及时到现场处理；
三、 系统设计
(一) 系统概要
本系统是以RFID技术为基础，对物理层的信息进行自动采集，将采集到的信息提供给应用层软件进行分析处理，为外部应用层提供实时、有效、准确的信息。加强进出电厂的人员、车辆管理，保证生产的安全，资产的安全，限制无关人员的进入。能够及时发现无卡人员和未授权人员通行情况，有报警信息与拍照记录。并可以手动视频监控跟踪人员、车辆进出的运行情况。
(二) 系统架构
本系统包括：
1. 办证中心子系统，其含有：身份证自动识别模块、RFID发卡模块、视频监控模块、头像采集模块、信息模块、远程监控模块；
2. 人员、车辆管理子系统，其含有：RFID自动识别模块、视频监控模块、LED大屏幕显示模块、车辆排队管理模块、智能道闸控制模块、速通门控制模块、车牌识别对比模块、语音提示对讲模块、厂区移动巡防核查模块、远程监控模块；
3. 汽车衡管理子系统，其含有：RFID自动识别模块、重量动态监测模块、视频监控模块、LED大屏幕显示模块、车辆排队管理模块、语音指挥模块、智能道闸控制模块、智能纠错模块（含红外防作弊等功能）、移动核查抽检模块、远程监控模块；
图1、RFID技术在火力发电厂中应用系统设计架构图
(三) 系统工作流程
车辆入厂整体流程（入厂）：车辆入厂时先判断其是否拥有合法权限的RFID卡，如果没有则到办证中心办理，完成后重新入厂；当车辆进入厂区后判断是否货车，若是货车则进入汽车衡称重管理系统排队环节、等待称重；
图2、车辆入厂整体流程图
车辆出厂整体流程：车辆出厂时当经过一期大门或二期大门时，人行、车行管理系统则判断该车辆是否是货车，若是货车是否完成称重并符合汽车衡称重管理系统流程，若满足条件则放行；
图3、车辆出厂整体流程图
例：煤灰出库运输过程：
1. 空货车进厂区，运输车辆拥有RFID卡，该卡允许进入厂区，人行、车辆管理系统通过RFID卡识别出该车RFID卡后，自动开闸放行，并对该RFID卡加入标识位①。
2. 空货车进入地磅计量区，汽车衡称重管理系统识别出RFID卡上只有标识位①，则判定该车为空货车，本次为称皮重。将本车加入排队队列，通过LED显示屏与语音提示指挥货车进入称重环节。在此处读写信息：记录车辆车牌信息、空车重量、并写入标识位②。
3. 空货车进入装货区，装载货物。在此区设置1个RFID天线，在此处读写信息：记录车辆装载货物时间、物品信息、并写入标识位③。
4. 在装货区装满货后，往地磅方向行驶。汽车衡称重管理系统识别出RFID卡上的标识位，则判定该车为载货货车，本次为称毛重。将本车加入排队队列，通过LED显示屏与语音提示指挥货车进入二次称重环节。；
5. 在地磅出口设置1个RFID天线、1个道闸、1套车牌识别系统，其作用是当地磅完成称重程序后，车牌识别系统对比车辆车牌与RFID卡记录车牌是否正确，正确则调出车辆空车重量计算本次车辆实际装载重量、RFID天线写入车辆称重信息、称重时间、同时把车辆称重信息回传至第三方管理系统（如ERP、自动扣费系统等）并写入标识位④、再开闸放行。
6. 满载货车由厂区大门出厂。此时人行、车辆管理系统识别车辆RFID卡读取车辆信息判断是否符合放行条件。
运输车辆的RFID卡上的标识记录要按：①―②―③④顺序排列、并有称重数据，厂区大门才可放其出行。如顺序错乱（①②③④③则表明称重后又车辆再次装货），或漏点（①③④则表明没有空车重量、①②③则表明没有称重），及称重的数据超出规定范围，在出厂区大门时都会报警，不予通行。出现报警情况，该车必须返回，到计量运输车辆调度中心请工作人员核查，并重写RFID卡记录，才可重新开始新的运输流程。
四、 国内市场分析
中国发电行业中火电发电占据了70%的份额，我国对火电的依赖性很重。长期以来，火电发电大约78%的电力装机是以煤为燃料的火电机组，而全国的发电量的83%来自煤电。而生产1万千瓦时的电能约需1.229吨标准煤，一台300MW的机组的一天的耗煤量大约在3100吨左右，而一台1000MW的机组一天的耗煤量大约在9500吨左右，由次可见煤电企业的耗煤量有多么巨大。而发电后所产生的煤灰的产量也十分的巨大，煤灰可做二次利用，也存在着庞大的经济效益。
假设，一家煤灰年产量约100万吨的小型火力发电企业，因人为因素造成的损失占总产量的0.5%就有约5000吨，当前煤灰市场价在150元/吨－70元/吨之间，取中间值120元/吨，一年下来就将近损失了60万人民币。显而易见，利用现有的RFID技术为基础的人行、车辆、称重管理系统应用于火力发电厂来说有其必然性、必要性与可行性。
五、 结语
本文介绍了RFID技术在火力发电厂中的典型应用以及技术特点。与传统的管理手段相比，其具有实时、有效、准确的管理信息，解决了企业人员、车辆管理、汽车衡称重管理上的难题。对于火力发电企业引入RFID技术所带来的好处，不仅止于提高了企业的管理效率、挽回了汽车衡称重因人为因素所导致的直接经济损失，更为将来日新月异发展的企业信息化建设提供了的信息自动采集的基础。