500kV站机人巡视系统介绍.doc

变电站智能巡检机器人 系统介绍 国网电力机器人技术实验室 2009年3月 变电站设备巡检机器人系统简介 变电站设备巡检机器人系统是集机电一体化技术、多传感器融合技术、电磁兼容技术、导航及行为规划技术、机器人视觉技术、安防技术、稳定的无线传输技术于一体的复杂系统。 在机器人技术快速发展的今天，利用机器人来代替人工进行是科学技术发展的必然趋势。利用变电站巡检机器人完成电站设备的巡检，通过数据分析可以为工作人员提供设备工作状态；通过历史曲线可以提高设备的预知性，为状态检修或状态评估提供有效数据支持，从而减少事故的发生；利用变电站巡检机器人完成电站设备的巡检，可以使操作人员远离带电设备、进行远程操作，安全性好，可靠性高；同时，为无人值守变电站的推广应用提供了创新型的技术检测手段,提高了电网的可靠稳定运行水平。 二、变电站巡检机器人系统的组成部分 机器人系统采用分层式控制结构,分为两层结构：基站控制系统层和移动站系统层。 基站控制系统层监控计算机 基站控制系统层 监控计算机 无线通讯设备 导 航 定 位 系 统 图2 系统结构图 以太网 无线通讯设备 打印机 移动站系统层 运动控制系统 检测采集系统 能源系统 主控计算机系统统 导航基站系统 采用外形设计如图3： 图3机器人外形 基站控制系统层 基站控制系统层主要由监控计算机系统、网络集线器（HUB）或交换机、激光打印机以及相应的无线通讯设备组成。 监控主站系统基于Windows系统，采用C++面向对象编程语言开发设计,主要功能是：提供友好的操作交互界面，完成监测功能，为机器人运动规划提供相应的命令及环境信息。 2、移动站系统层 移动站系统主要由主控计算机系统、运动控制系统、导航定位系统、巡视检测系统、能源电池系统、网络通信系统以及机器人机械结构等模块组成。 实现机器人的运动控制、导航定位、可见光及红外数据检测采集、能源管理补给以及状态信息上传等功能，结合基站控制系统，完成机器人的遥控巡视和自动规划巡视等功能。 主控计算机系统 主控计算机系统程序是基于WINCE嵌入式实时多任务操作系统，采用C++面向对象编程语言开发设计，主要负责采集导航定位信息的采集处理，根据监控主站控制命令，控制机器人运动，控制检测传感器，进行检测数据的采集和上传，并上传机器人状态信息。 运动控制系统 包括机器人的车轮、传动机构、驱动电机、运动控制器等设备，实现机器人的行驶运动。采用轮式车体。 能源系统 能源系统包括电池、电源管理器、自动充电机构等模块，为机器人的长期可靠运行提供保障，可以实现电池能源的分配、管理，实现能源的自动补给。 检测采集系统 检测采集系统主要包括可见光摄像机、红外热像仪以及相应的采集和传输设备，通过基站系统的监控计算机和移动站系统的主控计算机配合，控制摄像机和红外成像仪的操作，进行数据采集和传输。 变电站设备巡检机器人系统功能描述 （1）变电站设备巡检机器人系统主要具备以下功能： 具有在任意设定时间进行巡视检查工作的功能 具有自主和遥控巡视功能 具有图像遥传功能 具有自动停障功能 具有各巡视设备历史数据分析功能 具有与生产MIS系统数据接口 具有综自系统实时数据接入红外诊断功能 具有温度分析功能—超温报警、差温报警以及温度曲线 具有虚拟现实技术功能 具有自身防盗报警功能 具有自主返回进行充电 （2）变电站设备巡检机器人系统重点功能介绍如下： 具有在任意设定时间进行巡视检查工作的功能 本系统具有相应的后台监控软件，在机器人正常工作时间允许下，通过对巡视时间参数的设定，可以实现机器人在任意时间进行巡视检查工作。 具有自主和遥控巡视功能 自主巡视功能:到达设定时间后，机器人可以沿预定好的轨迹进行自动巡视，根据原先设定的地点精确停靠后，自动将仪器对准待检设备进行检测，所有检测完成后自动回到充电室自主充电。 遥控巡视功能：操作人员可以通过鼠标、键盘遥控机器人，脱离预先设定的路线，行驶到满足变电站机器人工作环境的指定位置（机器人可以达到），通过远程遥控机器人行驶和云台动作、摄像机调焦、红外热像仪的操作、可见光与红外数据采集，实现对待检设备进行特检。 具有图像遥传功能 对可见光摄像机和红外热像仪进行实时视频显示，配合遥控和自动巡视功能，实现操作人员的后台巡视，并可以实现实时检测数据的存储。 具有自动停障功能 在巡视过程中，机器人遇到障碍物，可以通过超声自动识别，在安全距离内停下，防止发生碰撞造成损坏。 具有各巡视设备历史数据分析功能 可以分析设备历史温度变化趋势，比较同类设备的温度，对比设备负荷和设备温度关系，关联设备负荷和环境温度数据，为设备检修和状态评估提供决策支持，实现变电站设备运行状态分析诊断的功能。 具有与生产MIS系统数据接口 提供多种数据接口方式，根据生产MIS系统需求，按照既定