配电室巡检机器人解决方案 吊装轨道式

2022-07-19 0

一、某车间配电房需求分析

某车间配电房共有31个,主变2个,且在地域上分布非常分散,导致对配电房的巡检工作量急剧增加。传统配电室的日常巡检工作以人工为主,通过固定的监控检测设备和手持式检测设备进行辅助巡检。

目前传统巡检方式存在很多问题,主要有以下几点。

1)巡检工作量大

配电房、IDC、继保室、开关室等数量巨大,巡检内容多,人员巡检难以按照实际业务需求全面覆盖。

2)缺少提前预测

由于缺少提前预测功能,相关值守人员只能在异常发生之后进行“事后响应”,无法提前进行预警和避免事故的发生。

3)缺乏统一调度

现场监测未联网,大量现场设备和环境数据未整合,缺乏一个统一的调度单元。

4)工作安全隐患

人员对现场环境感知度差,在巡检过程中,无法预测有毒有害气体,一些辐射场所也有可能对人体产生重大影响。

电力轨道巡检机器人.png

二、系统方案设计

电科恒钛室内挂轨式巡检机器人系统以巡检机器人为核心,集移动视频巡检、红外测温、环境监控、数据智能分析等功能于一体,实现对巡检区域设备的实时监控、数据分析管理。巡检机器人主要由控制中心、水平运动机构、轨道总成、升降运动机构以及视、音频设备等五大部分组成,所搭载的各类摄像机、拾音器设备在采集了相应的数据后,通过系统的数据传输通道(有线、无线、载波等方式),将网络数字信号或模拟信号传输给监控中心的控制平台; 核心解码器支持TCP/IP网络或RS485串行通信模式直接控制,实现监控平台的在线控制功能。

轨道巡检机器人组成.png

2.1运行轨道

室内轨道式智能巡检机器人沿着室内顶部铺设的工字铝轨道运行。机器人行走导轨选择在室内顶端敷设轨道,机器人在轨道上运行,不影响下方通道的人员通行。

在工程实施时,可根据现场测绘进行轨道的设计。在不需要转弯的情况下,每隔3m安装一个吊架,在转弯处每隔1.5米安装1个吊架。为保证机器人的定位精度,每隔一定距离安装1个定位标签,弯轨处标签距离减小。轨道采用特殊定制铝合金型材,具有强度高,重量轻,耐腐蚀的优点。便于运输及施工,集中载荷承重能力200Kg。轨道通过吊架安装在室内顶端,将高度可调的安装支架安装在预先安装好的膨胀螺栓上,然后将轨道抬起,通过T型槽内的T型螺栓固定在安装支架上。支架具有能上下、左右调节的能力,螺栓可以在工型轨道的安装槽内前后滑动,从而降低对预埋螺栓精度的要求。

通过对室内室的勘测,按转弯、爬坡和直轨对轨道进行预制,现场只需调整轨道,无需切割,从而提高施工效率。

定制铝合金型材。截面尺寸:80mmx68mm,采用阳极氧化的处理方式,设计使用寿命>50年。规格长度为:3000mm,具体结构以及尺寸如下图所示。结构如下图所示:

最小弯轨半径:500mm。规格参数根据现场具体情况而定。 

2.2移动平台

机器人终端运动平台采用电机驱动、摩擦轮提供动力的方式进行。摩擦轮与工型轨道接触,通过自身重力与轨道压牢,产生较大的摩擦力。摩擦轮材质耐磨,且与铝合金工型轨道面之间有较大的摩擦系数,以便提供较大的驱动力。

2.3升降机构

在检测组件的升降上,采用升降机构来实现。升降机构以对称式的两根固定升降云台进行升降。升降机构设置了限位,当机器向下运动时,碰到人或物体时机器会自动停止下降,以此避免发生机器撞坏或人体受到伤害。收回状态的高度与行程成正比。

运动控制系统通过增加位置检测装置,控制板卡可以实时的获取当前的升降位置,从而实现位置控制的功能。系统示意图如下图所示:

2.4通信组件

机器人系统采用PLC电力线载波通讯,机器人本机控制信号和视频信号均转换为网络接口,并与PLC电力猫采用同一交换机,实现机器人与后台的通讯。 由于受电力猫通讯距离的限制,在机器人导轨末端采用PLC电力猫将网络信号转换为有线形式。

2.5摄像机

摄像机是挂载设备,可以挂载不同的摄像机。


三、轨式巡检机器人功能配置

配电房轨道巡检机器人功能.jpg

四、软件功能说明

4.1 自动巡检

自动巡检是挂轨机器人按照预设规划路径自动巡视方式,机器人根据高清摄像机、高灵敏红外热成像仪、拾音器等多种检测设备,按照既定的规则完成室内各处的设备拍照、表计读数、红外测温及环境监测等巡检活动,将巡检数据自动传输到后台管理系统保存,生成检测分析报告。

4.2 人工遥控巡检

系统可以通过遥控巡检的方式对机器人进行实时遥控。

4.3 数据统计

平台具备对监控数据进行储存、分析、统计、检索的功能。监控平台对数据进行标准化的整理与排序,支持Excel报表导出保存。运维人员可根据任务或监控点在监控平台内对数据进行检索,快速查看监控数据。

4.4 报表输出

挂轨机器人在执行完一个任务之后会自动生成报表,运维人员可以在监控平台根据时间、巡检类型、任务名称等进行检索并查看报表。运维人员可根据需求检索、查看、导出各类表报。

4.5 预警与联动

挂轨机器人在巡检过程中,通过数值分析、阈值对比、趋势分析、数据库等相关技术,对异常数据进行自动预警。预警信息通过界面告警和声光告警两种方式呈现,及时提醒运维人员注意。

五、轨道机器人功能特点

功能.jpg

5.1 转弯&爬坡能力强

智能巡检机器人可沿轨道畅行,最小拐弯半径可低至500mm,最大爬坡能力可达30°。机器人在经过弯道、坡道等特定位置,在靠近这些路段前10米处,机器人读取RFID信息,机器人自动减速慢行,以保证机器人安全通过特殊路段,通过特殊路段后,又读取到新的RFID信息后,机器人确定通过特殊路段,开始自动提速正常巡检速度(10m/min)运行。

5.2灵活的检测机构

主检测单元由高清网络摄像机、红外热像仪和高精度云台等模块组成。采用全铝机身设计,耐候性极强,采用全新的传动系统,云台定位精度高,0~360°连续旋转,具备较大的保持力矩,不会因为摄像机的震动而使云台发生偏移。

5.3 数据分析与报表报告功能

中心报表系统能够自动存储、统计和智能分析处理海量数据,如巡检点数据查询与统计,报警信息查询与缺陷异常分析,环境记录数据和红外测温数据分析。所有报告及报表支持查询、导出和打印。导出数据支持EXECL格式和文字格式,导出信息齐全,记录准确且完整,方便存储、汇报、决策和作归档处理等。

六、结语

6.1 直接效益分析

1)降低设备巡检人工成本

智能机器人的运用,在一定程度上可以替代人工,完成设备的巡检工作,减少运维人员投入,降低人员成本。

2)提高操作、检修快速反应能力,有效控制设备受损率

通过集成红外热成像、声音、高清在线监测功能,为设备的安全正常运行提供可靠的科学依据,从而缩短维修时间。

6.2 社会效益分析

1)实现数字化电网,提升整体管理水平

在安全生产领域高效地开展生产工作、提高专业技能水平,实现配电房的数字化管理水平,提高企业竞争力。

2)规范设备操作流程,加强安全管理

采用智能机器人可以规范配电房设备的巡视流程,减少人员人身伤害。人员管理资源得到充分利用,减少生产管理成本。

6.3 提升企业社会形象

有助于提升公司在行业中的地位,同时带动人力水平的提升,获得良好的社会效益。