一、某車間配電房巡檢需求分析某車間配電房共有31個，主變2個，且在地域上分布非常分散，導(dǎo)致對配電房的巡檢工作量急劇增加。傳統(tǒng)配電室的日常巡檢工作以人工為主，通過固定的監(jiān)控檢測設(shè)備和手持式檢測設(shè)備進行輔助巡檢。
目前傳統(tǒng)巡檢方式存在很多問題，主要有以下幾點。
1）巡檢工作量大
配電房、idc、繼保室、開關(guān)室等數(shù)量巨大，巡檢內(nèi)容多，人員巡檢難以按照實際業(yè)務(wù)需求全面覆蓋。
2）缺少提前預(yù)測
由于缺少提前預(yù)測功能，相關(guān)值守人員只能在異常發(fā)生之后進行“事后響應(yīng)”，無法提前進行預(yù)警和避免事故的發(fā)生。
3）缺乏統(tǒng)一調(diào)度
現(xiàn)場監(jiān)測未聯(lián)網(wǎng)，大量現(xiàn)場設(shè)備和環(huán)境數(shù)據(jù)未整合，缺乏一個統(tǒng)一的調(diào)度單元。
4）工作安全隱患
人員對現(xiàn)場環(huán)境感知度差，在巡檢過程中，無法預(yù)測有毒有害氣體，一些輻射場所也有可能對人體產(chǎn)生重大影響。
二、系統(tǒng)方案設(shè)計電科恒鈦室內(nèi)掛軌式巡檢機器人系統(tǒng)以巡檢機器人為核心，集移動視頻巡檢、紅外測溫、環(huán)境監(jiān)控、數(shù)據(jù)智能分析等功能于一體，實現(xiàn)對巡檢區(qū)域設(shè)備的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析管理。巡檢機器人主要由控制中心、水平運動機構(gòu)、軌道總成、升降運動機構(gòu)以及視、音頻設(shè)備等五大部分組成，所搭載的各類攝像機、拾音器設(shè)備在采集了相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道（有線、無線、載波等方式），將網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號或模擬信號傳輸給監(jiān)控中心的控制平臺；支持tcp/ip網(wǎng)絡(luò)或rs485串行通信模式直接控制，實現(xiàn)監(jiān)控平臺的在線控制功能。
軌道式智能巡檢機器人是一款依賴于導(dǎo)軌的倒掛式行走機器人，適用于對室內(nèi)式變電站設(shè)備的巡檢。
作為感知綜合體，智能巡檢機器人上安裝有多種傳感器，如溫度、濕度、氣敏、氣壓、視頻等，可以實現(xiàn)對設(shè)備、環(huán)境的綜合檢測，而且利用其自身的移動功能，通過后臺設(shè)定機器人巡檢方案，機器人能夠*脫離人工對變電站設(shè)備進行全面檢測，在檢測過程中，做到*巡檢。每次巡檢完成后，能夠自動生成巡檢報表，及時反饋變電站設(shè)備運行及環(huán)境情況。通過采用智能巡檢機器人，可以有效減少運維人員的工作量，其將和運維人員一起為確保電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行而努力。
三、軌式巡檢機器人功能配置3.1 視頻監(jiān)控功能
視頻成像系統(tǒng)包含高清可見光相機、高精度云臺。
云臺為高速高精度云臺，旋轉(zhuǎn)速度為80°/s，可迅速找到目標(biāo)位置，旋轉(zhuǎn)角度水平方向為360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)，垂直方向為±90°，確保全視野無盲區(qū)。定位精度高，能準(zhǔn)確捕捉預(yù)置位置的圖像信息。
云臺內(nèi)搭載一體化高清相機用于室內(nèi)可見光成像，其具備大倍數(shù)光學(xué)鏡頭控制。同時，該可見光一體化機芯具備防抖動功能，對5-15hz的振動有明顯抑制作用?？梢姽鈹z像機采用200萬像素ccd成像單元，在實現(xiàn)大范圍監(jiān)控的同時，還能獲得高清的畫質(zhì)，有利于實現(xiàn)機器人的智能識別功能。采用高性能處理芯片及硬件平臺，性能可靠、穩(wěn)定，采用先進的視頻壓縮技術(shù)，壓縮比高，且處理靈活，超低碼率。具有全自動聚焦功能，使用方便。支持tcp/ip、http、ddns等網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。
3.2 紅外測溫檢測
智能巡檢系統(tǒng)可實現(xiàn)紅外視頻圖像采集功能，控制云臺自由轉(zhuǎn)動，拍攝配電機房內(nèi)各種設(shè)備紅外熱成像，并將采集到的信息經(jīng)局域網(wǎng)實時傳輸?shù)街骺厥?，自動巡檢過程中，自動發(fā)現(xiàn)溫度超限節(jié)點和區(qū)域，依照dlt664規(guī)范對站內(nèi)設(shè)備進行溫度檢測，對電流、電壓致熱型缺陷或故障進行自動分析判斷，并預(yù)警。并保存拍照的時間、地點、圖片信息，在主控室的工作人員便可根據(jù)圖像判斷出區(qū)域內(nèi)的各種設(shè)備是否安全。
3.3 儀表檢測讀數(shù)圖像識別
智能巡檢機器人可實現(xiàn)可見光視頻圖像采集功能，機器人可自動移動到位置，控制云臺自由轉(zhuǎn)動，拍攝區(qū)域內(nèi)各種表計設(shè)備照片，并將采集到的信息經(jīng)無線局域網(wǎng)實時傳輸?shù)街骺厥?，系統(tǒng)自動根據(jù)圖像信息，識別表計讀數(shù)，并記錄在數(shù)據(jù)庫，當(dāng)發(fā)現(xiàn)表計數(shù)據(jù)沖超過預(yù)設(shè)的報警值時，進行聲光報警。
3.4 局放檢測
開關(guān)柜局部放電的檢測采用瞬態(tài)地電波（tev）檢測法，瞬態(tài)地電波（tev）傳感器實時監(jiān)測開關(guān)柜局放信號的主要特征量，包括局放脈沖次數(shù)、脈沖幅值，通過對不同缺陷模型下的時域相位、脈沖數(shù)和測量閥值之間關(guān)系的研究，結(jié)合超高頻傳感器和脈沖電流傳感器，排除場干擾信號，對開關(guān)柜絕緣故障情況進行報警。
物理形式上采用分布式傳感器設(shè)計，在開關(guān)柜合適位置固定放置局放傳感器，傳感器為自供電一體式設(shè)計，采用高能電池供電。傳感器采用吸附式設(shè)計，體積小，安裝時無損耗品。采集的數(shù)據(jù)通過zigbee無線通訊技術(shù)傳輸或有線傳輸。設(shè)計上采用獨立的噪音處理通道，屏蔽現(xiàn)場噪音。現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理傳輸單元自帶操作系統(tǒng)，可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境單獨設(shè)置環(huán)境參數(shù)，使數(shù)據(jù)更穩(wěn)定準(zhǔn)確。局放傳感器檢測頻帶：10k～100mhz，測量范圍：-20～60db/mv。
局放接收端通過zigbee無線或有線形式接收到局放信息，轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號，與機器人其他信息一同傳輸?shù)娇刂平K端，結(jié)合預(yù)存數(shù)據(jù)庫對局放數(shù)據(jù)進行分析判斷。
3.5 信息預(yù)警與智能報警
系統(tǒng)具備預(yù)警功能，可完成歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計與趨勢分析，能夠提前預(yù)測巡檢區(qū)域可能出現(xiàn)的設(shè)備故障和運行環(huán)境缺陷，并及時發(fā)出預(yù)警信息通知后臺管理人員。
設(shè)備高溫報警
儀表讀數(shù)超限報警
當(dāng)出現(xiàn)通信中斷、接收的報文內(nèi)容異常的情況時，系統(tǒng)設(shè)備失去網(wǎng)絡(luò)后可能無法正常工作，后臺具備網(wǎng)絡(luò)通信斷開報警。每臺設(shè)備巡檢結(jié)果的多張照片統(tǒng)一歸集于每臺設(shè)備目錄下，系統(tǒng)邏輯清晰，以便后期故障排查。
3.6 信息交換與通信網(wǎng)絡(luò)功能
1、機器人后臺應(yīng)可以與其它視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，可以接入其它視頻平臺或者自身系統(tǒng)輔助增加的視頻數(shù)據(jù)，進行高級智能分析和識別功能。
2、機器人后臺可以與其它環(huán)境檢測系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，可以接入其它平臺，或者自身系統(tǒng)輔助增加的環(huán)境檢測傳感器的數(shù)據(jù)，進行存儲、分析和報警。
3.7 實時定位功能
采用光電編碼器和rifd電子標(biāo)簽配合，關(guān)鍵位置設(shè)置rifd標(biāo)簽，對設(shè)定的工作位置、彎道進行精確定位。
當(dāng)室室內(nèi)軌道式智能巡檢機器人接近任務(wù)點時，提前減速、停止，調(diào)整云臺轉(zhuǎn)向，對任務(wù)點設(shè)備進行信息采集。
當(dāng)室內(nèi)軌道式智能巡檢機器人接近轉(zhuǎn)彎點時，自動減速通過。根據(jù)設(shè)定的彎道允許速度，將機器人減速至允許速度通過。
室內(nèi)軌道式智能巡檢機器人在運動過程中通過伺服電機編碼器和定位標(biāo)簽定位結(jié)合的方式進行定位，保證室內(nèi)軌道智能巡檢機器人控制器和遠(yuǎn)程中心管理平臺可以實時了解巡檢機器人的位置信息。
四、軟件功能說明4.1 自動巡檢
自動巡檢是掛軌機器人按照預(yù)設(shè)規(guī)劃路徑自動巡視方式，機器人根據(jù)高清攝像機、高靈敏紅外熱成像儀、拾音器等多種檢測設(shè)備，按照既定的規(guī)則完成室內(nèi)各處的設(shè)備拍照、表計讀數(shù)、紅外測溫及環(huán)境監(jiān)測等巡檢活動，將巡檢數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)保存，生成檢測分析報告。
4.2 人工遙控巡檢
系統(tǒng)可以通過遙控巡檢的方式對機器人進行實時遙控。
4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計
平臺具備對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行儲存、分析、統(tǒng)計、檢索的功能。監(jiān)控平臺對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化的整理與排序，支持excel報表導(dǎo)出保存。運維人員可根據(jù)任務(wù)或監(jiān)控點在監(jiān)控平臺內(nèi)對數(shù)據(jù)進行檢索，快速查看監(jiān)控數(shù)據(jù)。
4.4 報表輸出
掛軌機器人在執(zhí)行完一個任務(wù)之后會自動生成報表，運維人員可以在監(jiān)控平臺根據(jù)時間、巡檢類型、任務(wù)名稱等進行檢索并查看報表。運維人員可根據(jù)需求檢索、查看、導(dǎo)出各類表報。
4.5 預(yù)警與聯(lián)動
掛軌機器人在巡檢過程中，通過數(shù)值分析、閾值對比、趨勢分析、數(shù)據(jù)庫等相關(guān)技術(shù)，對異常數(shù)據(jù)進行自動預(yù)警。預(yù)警信息通過界面告警和聲光告警兩種方式呈現(xiàn)，及時提醒運維人員注意。
五、軌道機器人功能特點
5.1 轉(zhuǎn)彎&爬坡能力強智能巡檢機器人可沿軌道暢行，最小拐彎半徑可低至500mm，爬坡能力可達30°。機器人在經(jīng)過彎道、坡道等特定位置，在靠近這些路段10米處，機器人讀取rfid信息，機器人自動減速慢行，以保證機器人安全通過特殊路段，通過特殊路段后，又讀取到新的rfid信息后，機器人確定通過特殊路段，開始自動提速正常巡檢速度（10m/min）運行。
5.2靈活的檢測機構(gòu)主檢測單元由高清網(wǎng)絡(luò)攝像機、紅外熱像儀和高精度云臺等模塊組成。采用全鋁機身設(shè)計，耐候性強，采用全新的傳動系統(tǒng)，云臺定位精度高，0~360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，具備較大的保持力矩，不會因為攝像機的震動而使云臺發(fā)生偏移。
5.3 數(shù)據(jù)分析與報表報告功能中心報表系統(tǒng)能夠自動存儲、統(tǒng)計和智能分析處理海量數(shù)據(jù)，如巡檢點數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計，報警信息查詢與缺陷異常分析，環(huán)境記錄數(shù)據(jù)和紅外測溫數(shù)據(jù)分析。所有報告及報表支持查詢、導(dǎo)出和打印。導(dǎo)出數(shù)據(jù)支持execl格式和文字格式，導(dǎo)出信息齊全，記錄準(zhǔn)確且完整，方便存儲、匯報、決策和作歸檔處理等。
六、結(jié)語6.1 直接效益分析1）降低設(shè)備巡檢人工成本
智能機器人的運用，在一定程度上可以替代人工，完成設(shè)備的巡檢工作，減少運維人員投入，降低人員成本。
2）提高操作、檢修快速反應(yīng)能力，有效控制設(shè)備受損率
通過集成紅外熱成像、聲音、高清在線監(jiān)測功能，為設(shè)備的安全正常運行提供可靠的科學(xué)依據(jù)，從而縮短維修時間。
6.2 社會效益分析1）實現(xiàn)數(shù)字化電網(wǎng)，提升整體管理水平
在安全生產(chǎn)領(lǐng)域高效地開展生產(chǎn)工作、提高專業(yè)技能水平，實現(xiàn)配電房的數(shù)字化管理水平，提高企業(yè)競爭力。
2）規(guī)范設(shè)備操作流程，加強安全管理
采用智能機器人可以規(guī)范配電房設(shè)備的巡視流程，減少人員人身傷害。人員管理資源得到充分利用，減少生產(chǎn)管理成本。
6.3 提升企業(yè)社會形象有助于提升公司在行業(yè)中的地位，同時帶動人力水平的提升，獲得良好的社會效益。