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西安運維電氣科技有限公司
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項目概況1.1系統(tǒng)架構組成智能輪式巡檢機器人系統(tǒng)由后臺軟件系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)及其他附屬設備組成
項目概況
1.1系統(tǒng)架構組成
智能輪式巡檢機器人系統(tǒng)由后臺軟件系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)及其他附屬設備組成。具體架構圖如下：
巡檢機器人系統(tǒng)架構圖
本地+遠程后臺管理系統(tǒng)：后臺監(jiān)控系統(tǒng)采用B/S架構，模塊化架構清晰，外部接口齊備。
供電系統(tǒng)：在充電房用接觸式的充電樁進行充電，供電系統(tǒng)直接從主電氣室取電，充電樁輸入電壓為220V/50Hz。
通信網絡系統(tǒng)：機器人通信系統(tǒng)采用無線數據網絡傳輸技術，在巡檢范圍內實現無線網絡的無縫隙覆蓋。
機器人系統(tǒng)：巡檢機器人是本系統(tǒng)的核心，可沿設定路線在室內往復運行巡檢，實現巡檢區(qū)域的設備、環(huán)境監(jiān)控的覆蓋巡檢。
GIS室巡檢機器人
巡檢機器人
1.2 系統(tǒng)主要功能
1）紅外測溫
通過對變電站設備區(qū)域進行劃分，并設置對應紅外檢測巡檢點，由機器人利用自身攜帶的紅外熱成像儀對一定區(qū)域內的溫度普測，以檢視域內溫度為目的，結合區(qū)域設備特征設置的溫度閾值進行簡單參數對比實現溫度檢測，并自動生成任務報表。當區(qū)域內出現溫度異常時，觸發(fā)相應報警。
機器人紅外熱成像測溫圖
2）智能儀表識別
儀表識別是輪式智能巡檢機器人系統(tǒng)的核心功能之一，通過機器人自身攜帶的可見光攝像機，完成視頻圖像的數據采集，通過自主開發(fā)的高精度圖像識別算法，對視頻數據進行智能分析處理，識別圖像內容。目前，儀表識別功能能夠準確識別變電站內避雷器、SF6氣體壓力表等各類儀表，刀閘、斷路器、隔離開關的分合狀態(tài)，變壓器、CT等充油設備的油位計和設備外觀等，并能進行表計自動讀數，從而全面掌握站內電力設備及環(huán)境的狀態(tài)信息。巡檢機器人根據智能儀表識別結果進行預警，發(fā)現設備及環(huán)境狀態(tài)異常時，自動產生報警信號，提醒運維人員及時處理異常。
圖像識別分析
3）局放檢測
智能巡檢機器人可搭載局放檢測設備，局部放電檢測設備由升降平臺和局放檢測傳感器組成，采用地電波+超聲結合的檢測技術，通過分析局部放電信號幅度及圖譜，可有效發(fā)現開關柜內部的局部放電情況，從而評估設備內部絕緣劣化程度，為設備的狀態(tài)維修提供科學的決策依據。地電波+超聲局放檢測儀能檢測并顯示當前測試信號幅值、脈沖數及嚴重程度及幅值變化趨勢，并用多種顏色來指示放電的嚴重程度。
局放監(jiān)測示意圖
4）巡檢功能
A.自動巡檢
自動巡檢是巡檢機器人按照預設規(guī)劃路徑自動巡視方式，自動巡檢的模式主要有：例行巡檢、特殊巡檢等，各種模式支持互相切換。機器人搭載高清攝像機、高靈敏紅外熱成像儀、拾音器等多種檢測設備，按照既定的規(guī)則完成區(qū)內各處的設備和儀表進行可見光拍照、表計讀數、紅外測溫及環(huán)境監(jiān)測等巡檢活動將巡檢數據自動傳輸到綜合管理平臺保存，生成檢測分析報告。
B.人工遙控巡檢
除巡檢機器人自動巡檢外，還可以通過人工遙控巡檢的方式對機器人進行實時遙控。該項應用模式適用于運維人員以及管理單位需要對某類設備的狀態(tài)進行鎖定與監(jiān)測，尤其對于在機器人自主巡檢過程中如檢測到設備、環(huán)境狀態(tài)異常并向運維人員告警時，運維人員可以在時間使用管理后臺的人工遙控界面或是遙控手柄，操控機器人快速到達異常設備位置，及時對異常設備進行查看并核實報警信息，以便迅速制定響應策略。
5）實時監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測報警功能
巡檢機器人采集的現場實時可見光視頻、熱成像視頻和現場實時音頻等信息，通過無線網絡傳輸到服務器存儲到磁盤陣列中，并且通過信息的轉發(fā)再下發(fā)到各客戶端，在后臺管理界面中呈現。
機器人智能巡檢系統(tǒng)攜帶溫濕度傳感器、煙霧傳感器、光照傳感器等，可以監(jiān)測變電站溫度、濕度、光照強度、煙霧參數等實時環(huán)境信息，并將信息反饋給系統(tǒng)后臺。同時可設置報警的限值，包括低溫、高溫報警限值，濕度報警限值，煙霧報警限值，超過限值后立即聲光報警以及在后臺中文字顯示告警，以防止由于工作人員對環(huán)境的誤判，造成生命危險。
另一方面，機器人在巡檢過程中，通過紅外熱成像與煙霧探測器，迅速判斷是否有火情，時間將火情信息傳達至后臺，聯動消防系統(tǒng)綜合判斷，迅速定位著火點，進行消防撲救，在時間控制初起火情。
環(huán)境監(jiān)測示意圖
6）雙向語音對講
巡檢機器人系統(tǒng)搭載雙向語音系統(tǒng)，機器人上安裝有應急廣播揚聲器和麥克。用于監(jiān)控中心和現場工作人員進行雙向對講，實現對現場的遠程監(jiān)控指揮。
7）音頻智能采集
巡檢機器人系統(tǒng)搭載有高靈敏度的聲音采集設備，并隨云臺一同轉動，定向采集變壓器等電力設備的音頻信息。系統(tǒng)采用的音頻降噪算法和聲音識別技術，減輕環(huán)境噪音干擾，增強音頻信息識別的準確性和可靠性，同時音頻數據經過處理后進行存儲、播放。
8）數據統(tǒng)計和報表輸出
監(jiān)控平臺具備對監(jiān)控數據進行儲存、分析、統(tǒng)計、檢索的功能。
巡檢機器人在執(zhí)行完一個任務之后都會自動生成報表，運維人員可以在監(jiān)控平臺根據時間、巡檢類型、任務名稱等進行檢索并查看報表。運維人員可根據需求檢索，查看，導出各類表報，包括巡檢任務報表、數據報表、報警記錄報表、環(huán)境信息報表等。
9）預警功能
巡檢機器人在巡檢過程中，通過數值分析、閾值對比、趨勢分析、數據庫等相關技術，對異常數據進行自動預警。預警信息通過界面告警和聲光告警兩種方式呈現，及時提醒運維人員注意。
當后臺分析數據顯示為異常時，后臺監(jiān)控軟件界面會出現告警信息列表，運維人員通過操作滾動顯示告警信息。當系統(tǒng)存在告警信息時，系統(tǒng)通過巡檢機器人告警音頻及燈光閃爍，提醒運維人員注意。
告警信息示意圖
10）自動充電功能
巡檢機器人采用蓄電池與充電房供電系統(tǒng)相結合的方式，保證機器人電量補給功能。同時，系統(tǒng)配置完善的電量分配管理措施，進行預警電量設置、實時電量監(jiān)控及完善的自動充電控制邏輯，基本電量控制邏輯如下：
優(yōu)化的電池能量分配，可以保證機器人隨時有電進行工作。機器人可設定電池剩余電量作為應急備用電量。當機器人電量充足時，可按計劃完成巡檢任務，任務完成后自動返回充電，保持電池處于滿電量狀態(tài)。
當機器人的電量達到系統(tǒng)設定的保護限定值時，機器人可中斷任務自動返回充電；當機器人在低電量保護狀態(tài)時，如果發(fā)生高優(yōu)先級任務，機器人可用應急備用電量執(zhí)行緊急任務。
11）監(jiān)控后臺功能
巡檢機器人后臺，能夠對機器人巡檢路線進行規(guī)劃和修改，機器人按照預定路線，自動檢測目標設備運行狀況。巡檢機器人的后臺主要由實時監(jiān)控、數據統(tǒng)計模塊、報表系統(tǒng)、地圖編輯、任務管理、系統(tǒng)設置和系統(tǒng)集成等組成；除了能控制機器人執(zhí)行相關巡檢任務外，還有采集、統(tǒng)計、檢索、報表、智能分析等多種功能。
12）系統(tǒng)自檢功能
為保證機器人日常工作的開展，機器人在啟動巡檢前均會進行自檢，自檢內容包括紅外熱成像儀、高清相機、電機、云臺、內部存儲以及各種傳感器等，當上述任一模塊出現異常時，機器人能將故障信息上傳到本地監(jiān)控后臺，此時自檢模塊界面上與發(fā)生異常的模塊對應的狀態(tài)欄底色變成紅色，并且本地監(jiān)控后臺能進行告警，主控室的操作人員能及時查看出現異常的模塊，能夠及時處理。方便運維人員及時發(fā)現故障，減少處理時間，提高解決故障的效率。
13）安全運行及自動避障
通過在巡檢機器人安裝防碰撞接觸氣墊裝置、激光雷達、超聲波雷達構筑三重安全保障，遇到障礙物或人員時會自動停止，人員或障礙物移走后，自動繼續(xù)完成巡檢任務。即使在對快速飛來物體碰撞后，機器人也能及時停止，并進行系統(tǒng)安全報警并在明顯位置安裝有閃動警示燈，提醒人員注意。
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