一种风力发电机塔筒锁控门禁系统及控制方法

技术领域

本发明涉及锁具领域，特别涉及一种风力发电机塔筒智能锁控门禁系统。

背景技术

截止到2022年底全国风电累计装机容量约3.7亿千瓦，单个风电场风电机组台数由几十台至几百台不等，分布区域广，距离集控中心较远，巡回检查难度也随之加大。

随着管理的风电机组台数的增加，手工登记领用效率低下，钥匙丢失、登记领用不闭环时有发生，管理工作极其繁琐，距离实现规新能源范化管理要求相距甚远。

风力发电机内部有大量的贵重设备、电缆、电气元件等，非常容易遭到盗窃，当前机组内电缆被盗事件时有发生，导致了企业承受很大的损失，也对现场管理造成一定的困难。

风电机组内部带有220V及以上的高压电，对非法进入的非现场运维人员存在极大的人身伤害风险，非常容易发生触电事故。

当前风力发电机的塔筒门采用门外安装机械式挂锁的方式，实行一把钥匙开一把锁具的管理模式，挂锁钥匙互不通用，需要保管许多钥匙，开展日常检修维护、巡视等工作时需要领用登记，且与当前两票管理系统无法有效衔接。

现有技术中存在问题，对授权进入机组的人员无法实施闭环有效管理，不能形成对工作票开具、人员、锁具、开关锁时间的系统关联管理，缺乏数据的可追溯。当前手工登记领用极其繁琐，效率低下，容易出现领用、归还漏洞，尤其对临时进入风场作业的人员，授权管理容易缺失，安全管理不规范，无法对追责的提供有效的技术手段。目前使用的机械锁钥匙有丢失、被盗配的风险，不利于场站管理。而且当前使用的塔筒门挂锁，非常容易被外来人员用锤子、撬棍、切割机等工具破坏。

由于现场日常临时性检修和巡视工作的增加，现有风电机组塔筒锁依靠手工登记领用已不适应当下风电运维现状，仅仅依靠现有的管理制度显得贫乏和无力，而且与当前风电场两票管理系统无法实现有效衔接，一定程度上造成了安全管理隐患的凸显，致使风电机组塔筒钥匙使用记录难以做到有迹可查，有据可依，所以亟需通过有效的技术手段解决，从而与工作票的开具对接，真实跟踪开锁的记录、权限、时间等，确保钥匙授权和合理性和安全性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提出一种风力发电机塔筒智能锁控门禁，通过门栓配合限制机构实现上锁，加装二维码门禁系统，使用控制单元控制解锁，与工作票管理系统相关联，平台上开具工作票，运行安全措施执行完毕工作许可人许可开工后自动形成二维码，通过二维码扫码开门，无需再使用机械钥匙。

为实现本目的，本发明提供了一种风力发电机塔筒智能锁控门禁系统。

一种风力发电机塔筒锁控门禁系统，包括本地控制机构、门禁锁、移动两票系统、移动终端，其特征在于，本地控制机构设置于塔筒，本地控制机构包括控制器以及与控制器电性连接的二维码扫码单元、通信单元，控制器通过电性连接门禁锁，利用通信单元与移动两票系统连接通信；移动两票系统形成任务信息并发送给控制器，控制器在显示面板上显示任务二维码信息；移动终端扫描识别任务二维码并生成开锁二维码；通过二维码扫码单元对移动终端的开锁二维码进行识别，进而实现解锁。

一种基于风力发电机塔筒锁控门禁系统的控制方法，其特征在于：

1)生成单次开门任务编码的步骤：

在两票系统中，选择目标风机、相应操作票任务后，两票系统基于风机编码、操作票数据自动生成开锁任务编码数据，将开锁任务编码数据由两票系统发送至相应目标风机的本地控制器；本地控制器对开锁任务编码数据加密后生成二维码信息，并通过相应本地显示面板显示任务二维码；

2)基于移动终端开锁APP系统扫描识别步骤：

通过开锁APP系统中的二维码扫描，扫描目标风机的本地显示面板的任务二维码；移动终端APP在扫描风机二维码后，经过移动终端APP的算法处理生成开锁码，并将开锁码转化为开锁二维码在移动终端上显示输出；

3)本地控制器验证及舱门启示的步骤：

本地控制器通过二维码扫码单元接收识别终端显示的开锁二维码，解算出开锁密钥，当解算出开锁密钥与本次任务密钥相匹配，即验证通过后启动门锁控制将门禁开启。

根据本发明实施例的一种风力发电机塔筒智能锁控门禁系统，至少具有如下有益效果：所述移动“两票”系统能够实现现场开票，所述开票能够在工作许可人许可后形成唯一二维码，所述唯一二维码能够与风电机组相对应，并通过扫描二维码实现开锁。门栓伸入至卡合位置锁合限制门栓脱落，以此保护门体被打开实现上锁功能，进一步提高门栓上锁的强度，有利于防止门禁被撬开，切实提高塔筒门锁可靠性。与此同时，控制机构通过二维码扫码识别，与控制机构、门栓结合打开解锁，全过程不需要使用钥匙，而且更加安全便捷。能够保障现场作业安全、提高作业效率，实现风电运维作业安全信息化管理，同时形成对人员、开关锁时间、工作票、缺陷记录的关联管理，形成数据的可追溯。实现了“一把钥匙开多个锁，多把钥匙开一把锁”，方便实现对现场使用情况的控制，简化了管理手续、不存在管理错误，提高了钥匙管理效率。也提高现场风电机组的安全性和可靠性。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本地控制机构示意图；

图号说明：202、电性连接；30、控制机构；31、控制器；32、通信单元；33、二维码识别单元；34、遥控单元；35、识别单元；36、关门检测单元；40、移动两票系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，控制、连接等词语应做广义上理解，所属技术领域技能人员可以结合具体方案的相关内容合理确定上述词语在本发明中的实际含义。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

如图1所示，塔筒具有本地控制机构30，控制机构30包括控制器31以及与控制器31电性连接的二维码扫码单元33和/或遥控单元34和/或识别单元35和/或通信单元32，控制器31通过电性连接202连接门禁锁，利用通信单元32与移动两票系统40连接通信。

移动两票系统40能够形成二维码信息，控制器30能够在显示面板上显示任务二维码信息。也可通过遥控单元34接收外部遥控器发送的遥控信号以进行解锁；通过二维码扫码单元33对移动终端开锁二维码进行识别，进而实现解锁；其中，网络通信单元32与管理中心、移动两票相连，可以直接获取来自移动两票系统的控制信号，实现远程解锁的效果。

包括关门检测单元36，关门检测单元36与控制器31电性连接，能够发送信号至控制器。通过关门检测单元36检测门体12是否关闭并将检测信号传输至控制机构，控制机构将检测信号上报发送至监控中心或者移动两票系统40，以使得监控中心能够获知风力发电机的门体12是否关闭，以能够及时进行处理，方便进行管理。

关门检测单元36是具有压力传感器功能的实施方式，压力传感器设置在塔筒11的壁面上，在门体12关闭时与压力传感器相抵压，通过压力传感器检测的压力变化即可获知门体是否关闭。

识别单元35可以识别常见的门禁卡，有利于防止非法人员破坏。

控制机构30包括单片机以及网卡的实施方式，控制机构30与控制器31以及网络通信单元32为同一组器件或设备，即关门检测单元36的检测信号传输至控制器31后通过网络通信单元32传输至监控中心或者移动两票系统40。

移动两票系统40采用远程PC端实现或者移动终端APP实现，应该具备工作许可授权权限，根据工作调度指令形成任务编码的功能，通过通信单元32将机组编号、开锁操作指令构成的开锁任务编码数据上传到控制器31，再形成任务二维码由移动终端开锁APP系统扫描识别，通信单元32实现了双向通信功能。

具体包括以下方法步骤：

1)生成单次开门任务编码的步骤：

在电厂系统的设备管理模块中，依据电力KKS编码规则给每台风机建立唯一编码。在两票系统中，选择目标风机、相应操作票任务后，两票系统基于风机编码、操作票数据(如风机编号、操作内容、操作时间、人员工号等)自动生成开锁任务编码数据，将开锁任务编码数据由两票系统发送至相应目标风机的本地控制器31。两票系统还同时生成并发送相应的任务密钥至本地控制器31用于开锁验证。

本地控制器31对开锁任务编码数据加密后生成二维码信息，并通过相应本地显示面板显示任务二维码。

步骤1)中自动生成开锁任务编码数据，可将风机编码、操作票数据进行绑定，其中约束了本次任务的操作目标、操作任务细节，限制了开锁操作的设备、时间区间。其中的二维码数据仅在指定的目标风机、指定的时间区间内有效。

步骤2)基于移动终端开锁APP系统扫描识别步骤：

操作人员手持预先注册备案的移动终端，移动终端预装有开锁APP系统；

通过用户名、密码方式登录移动终端中的开锁APP系统；

选择已授权登录用户可操作的两票工作内容；

通过开锁APP系统中的二维码扫描功能，扫描目标风机的本地显示面板的任务二维码；

移动终端APP在扫描风机二维码后，经过移动终端APP的算法处理，结合移动终端内预置的任务密钥模块，生成开锁码，并将开锁码转化为开锁二维码在移动终端上显示输出。

步骤2)中通过预先注册的移动终端、预先注册用户，可在远程管理系统进行开锁终端设备、开锁人员核验，从而保证使用者、使用终端的合法性。移动终端内预置的任务密钥模块用于生成相应开锁码，任务密钥模块中的密码数据包由远程管理系统进行定期更新，如按日或按周实施自动下载最新的密码数据包。

步骤3)本地控制器密钥验证及舱门启示的步骤：

本地控制器通过二维码扫码单元33接收识别终端显示的开锁二维码，解算出开锁密钥，与通过两票系统发送至本地控制器的本次任务密钥进行匹配比较，当解算出开锁密钥与本次任务密钥相匹配，即验证通过后启动门锁控制将门禁开启；

步骤4)任务操作完成后，关闭风机门禁。关门检测信号触发本地控制器将开锁任务编码数据、本次任务密钥进行删除。任务二维码不再显示输出。

另外，当本地控制器判断当前时间已超过指定的时间区间，任务二维码也不再显示输出。

本发明中风力发电机塔筒智能锁控门禁，包括：塔筒11，塔筒11上设有门框，门体12一侧边转动连接门框上；门体12上设置有门栓13，门栓13本体上具有卡合槽。

另外在门栓对应的塔筒内侧壁上，安装有门禁锁。

门栓旋转动作，可由门体内外两侧的把手进行旋转，当门栓旋转至水平位置时，其插入塔筒内侧壁上的门禁锁，门禁锁中具有卡合件，门禁锁控制机构控制卡合件可插入卡合槽，对门栓进行锁止固定，进行锁门操作。当开锁验证通过控制卡合件退出卡合槽，门栓可恢复自由转动，可旋转把手开门。

另外，在门栓上还利用枢轴连接有第一垂直连杆，门栓处于水平锁止位时，第一垂直连杆向下插入门栓底边凹槽形成下锁止点。门栓上还可连接有第二垂直连杆，门栓处于水平锁止位时，第二垂直连杆向上插入门栓顶边凹槽形成上锁止点。

门体锁止状态时，具有门栓、上锁止点、下锁止点三个机械固定点，增加锁止机械强度。

门禁锁安装于塔筒内侧壁上，由于门禁锁安装位置固定，便于为其提供电源连接及通信连接。

本地控制机构30与门禁锁之间电性连接，由本地控制机构传送信号至门禁锁，由门禁锁执行卡合件插入或退出动作。

本地控制机构30与门禁锁也可形成一体设备。

以上本发明技术方案能够保障现场作业安全、提高作业效率，实现风电运维作业安全信息化管理，同时形成对人员、开关锁时间、工作票、缺陷记录的关联管理，形成数据的可追溯。实现了“一把钥匙开多个锁，多把钥匙开一把锁”，方便实现对现场使用情况的控制，简化了管理手续、不存在管理错误，提高了钥匙管理效率。也提高现场风电机组的安全性和可靠性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的解释，并不用于限制本发明，尽管对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。