CN110658830A - 一种电厂巡检***及其控制方法 - Google Patents

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赵霞
杨熠
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罗凯
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Shenzhen You Ai Zhi He Robot Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种电厂巡检***及其控制方法，属于机器人技术领域，包括巡检机器人可在电厂内移动巡检，定点检测模块设在述电厂的待检测设备上，用于定点检测待检测设备的相应信息，监控中心分别与巡检机器人和定点检测模块信号连接，用于分别向巡检机器人和定点检测模块发送检测指令，并接收和处理巡检机器人和定点检测模块采集的信息。通过将移动巡检和定点检测结合，切实符合生产现场实际巡检需求，能够解决塔式锅炉的巡检难题，结合大数据及物联网技术，实现智能化运维，提升运维效率，对主厂房内的设备进行实时监控，实现设备故障预警。

Description

一种电厂巡检***及其控制方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种电厂巡检***及其控制方法。
背景技术
随着科技发展，机器人的使用越来越频繁，它能提高工作效率，适应环境恶劣的场所。发电厂主厂房内分为汽机主厂房和锅炉主厂房，目前对锅炉主厂房及其他生产区域的巡检方式依然以人工巡视为主，***巡检线路长，温度高。整个主厂房现在依靠人工巡检，巡视工作效率低，巡检人员工作量大，且无法进行频繁的来回巡检，存在工作盲区。
还有些电厂中采用机器人对锅炉主厂房现场巡检，但因为电厂内有些设备采集点处有其他装置遮挡，还有些特殊区域的设备安装位置隐蔽，且设备运行温度高，有些机器人无法靠近设备，因此造成巡检难度高，巡检得到的数据不准确等现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电厂巡检***及其控制方法，结合移动巡检和定点检测，能自动检测电厂的设备情况，提高巡检效率和巡检准确率。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明实施例的一方面提供一种电厂巡检***，其包括巡检机器人，用于在电厂内移动巡检；定点检测模块，设在所述电厂的待检测设备上，用于定点检测所述电厂内的待检测设备的相应信息；监控中心，分别与所述巡检机器人和所述定点检测模块信号连接，用于分别向所述巡检机器人和所述定点检测模块发送检测指令，并接收和处理所述巡检机器人和所述定点检测模块采集的信息。
可选地，所述巡检机器人内设有控制器以及分别与所述控制器电连接的激光雷达、摄像头、温度传感器、声音检测模块、充电接口模块。
可选地，所述定点检测模块包括定点温度传感器、振动传感器、图像采集器和声音采集器，用于分别采集所述设备的温度、振动、图像和工作噪声分贝。
可选地，所述监控中心包括监测模块、处理模块和显示模块，所述监测模块分别与所述巡检机器人和所述定点检测模块信号连接，用于分别接收所述巡检机器人和所述定点检测模块采集的信息；所述处理模块与所述监测模块电连接，用于对所述采集的信息进行处理；所述显示模块与所述处理模块电连接，用于显示所述处理模块的数据。
可选地，所述监控中心还设有应用服务模块，所述应用服务模与所述处理模块电连接用于存储所述处理模块的数据。
可选地，所述监控中心还设有报警模块，所述报警模块与所述处理模块或所述应用服务模块电连接。
可选地，还包括基站，所述基站对接多个巡检机器人，所述基站分别与多个所述巡检机器人和所述监控中心无线信号连接。
本发明实施例的另一方面提供一种电厂巡检***的控制方法，其包括分别发送巡检指令给巡检机器人和定点检测模块；分别接收巡检机器人和定点检测模块采集的信息；处理所述采集的信息以得到处理结果。
可选地，所述处理所述采集的信息以得到处理结果包括：将采集的信息与预设阈值比对；当采集的信息在预设阈值的范围外时，输出报警信号。
可选地，所述采集的信息包括数据信息或图像信息。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的电厂巡检***及其控制方法，巡检机器人可在电厂内移动巡检，定点检测模块设在述电厂的待检测设备上，用于定点检测待检测设备的相应信息，监控中心分别与巡检机器人和定点检测模块信号连接，用于分别向巡检机器人和定点检测模块发送检测指令，并接收和处理巡检机器人和定点检测模块采集的信息。通过将移动巡检和定点检测结合，切实符合生产现场实际巡检需求，能够解决塔式锅炉的巡检难题，结合大数据及物联网技术，实现智能化运维，提升运维效率，对主厂房内的设备进行实时监控，实现设备故障预警。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的电厂巡检***结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的巡检机器人结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电厂巡检***结构示意图之二；
图4为本发明实施例提供的电厂巡检***的控制方法流程图。
图标：10－巡检机器人；11－控制器；12－激光雷达；13－摄像头；14－温度传感器；14A－红外摄像头；15－声音检测模块；16－充电接口模块；17－安全雷达；18－机械臂；19－指示灯；20－定点检测模块；21－定点温度传感器；22－振动传感器；23－图像采集器；24－声音采集器；30－监控中心。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例一
请参照图1，本实施例提供一种电厂巡检***，主要应用于电力***中，发电厂主厂房内分为汽机主厂房和锅炉主厂房，现有锅炉主厂房中，对于汽机平台等特殊区域的一些安装位置隐蔽的设备，由于设备温度高、巡检设备分布分散，安装位置使机器人无法靠近，无法完成机器人巡检，本实施例采用巡检机器人10对锅炉主厂房现场巡检，同时根据不同区域采用固定点检测的方式，将机器人巡检与定点检测相结合，切实符合电厂内生产现场实际巡检需求。
本实施例的电厂巡检***包括巡检机器人10、定点检测模块20和监控中心30，巡检机器人10可自动行走和运动，能单独作业，用于在电厂内移动巡检；定点检测模块20设在电厂的待检测设备上，用于定点检测待检测设备的相应信息；监控中心30，分别与巡检机器人10和定点检测模块20信号连接，用于分别向巡检机器人10和定点检测模块20发送检测指令，并接收和处理巡检机器人10和定点检测模块20采集的信息。
需要说明的是，第一，巡检机器人10作为移动平台，其上设有各种用于采集信息的装置，是各采集装置的载体。巡检机器人10的底部设有轮子，用于使巡检机器人10行走，即自主导航的轮式车体。轮式机器人适用于设备多、分布范围广、地面平整的工作环境。
轮式机器人以四轮小车作为移动载体，巡检机器人10上设有控制器11，以控制巡检机器人10的各项动作，控制器11分别电连接巡检机器人10上设置的激光雷达12、摄像头13、温度传感器14、声音检测模块15、充电接口模块16、指示灯19等，通过激光雷达12进行定位，使巡检机器人10按导航的路径行走，同时巡检机器人10还具有图像、温度、声音采集功能、自动充电等功能，温度传感器14还可为红外摄像头14A，用于采集温度信息；巡检机器人10可实现对设备运行状态、配电柜状态、油位、表计等的图像采集，以及设备的温度采集和声音采集。采用激光导航以保障机器人的行走和避障，满足相对复杂地形的巡检要求。
如图2所示，巡检机器人10还设有与控制器11电连接的安全雷达17，用于检测障碍物，再通过控制器11控制轮子转向和行走，使巡检机器人10能自动运行，自主避障。
巡检机器人10上设有机械臂18，机械臂18为六自由度机械臂18，通过在机械臂18上安装智能摄像头13，可以更加灵活的满足各种角度、高度不同的复杂的测点要求。
巡检机器人10采用电池供电，根据机器人行走距离选定合适容量的电池，并配套电池管理***，当电池电量不足时，机器人可以自动回到充电位置充电。
巡检时，巡检机器人10将待巡检设备的位置提前记录在控制器11内，巡检启动后，巡检机器人10按照激光雷达12规划的路线一一对巡检设备进行采集信息，每完成采集设备上的一个信息后，将采集的信息通过控制器11反馈给监控中心30，将一台设备巡检完成后，移动到下个目标设备进行信息采集。采集完所有待检测设备后为一个巡检循环，一个巡检循环完成后，等待监控中心30发送下一次巡检指令后再进行巡检。
巡检机器人10支持全自主巡检模式。全自主模式包括常规和特殊巡检两种方式。常规下，巡检机器人10根据预先设定的巡检任务内容、时间、路径等参数信息，监控中心30发送巡检指令后，巡检机器人10自主启动并完成巡视任务；特殊巡检由操作人员设定巡视点，机器人对巡检点自主完成巡检任务。可实现对电厂设备进行反复巡检，并实现对设备状态的连续、动态的数据采集及***存储。
第二，定点检测模块20用于对固定点进行检测，固定点设在待检测设备上或待检测设备附近，定点检测模块20解决巡检机器人10无法靠近设备检测的问题。
定点检测模块20包括定点温度传感器21、振动传感器22、图像采集器23和声音采集器24，用于分别采集设备的温度、振动、图像和工作噪声分贝。
定点温度传感器21和振动传感器22主要分布在锅炉、汽机转动设备轴承座处以及锅炉主厂房的重要电机上，采用无线传输，将测量的温度和振速值通过无线信号传递到无线网关，监控中心30通过协议将温振数据取来，集成显示在监控中心30的显示屏上，可通过阈值实现温振数据的异常报警。
定点检测模块20对固定点进行检测时，将所有待检测设备完成信息采集后为一个巡检循环，一个巡检循环完成后，等待监控中心30发送下一次巡检指令后再进行巡检。
需要说明的是，巡检机器人10和定点检测模块20的一个巡检循环内，对于同一个采集点可多次采集和多次处理，具体采集和处理次数根据需要设定。当同一个采集点的信息处理完成后，巡检机器人10再进行下一个采集点的信息采集。
第三，监控中心30用于分别和巡检机器人10和定点检测模块20进行双向信息数据交互，与巡检机器人10交互时，除交互巡检机器人10采集的信息外，还包括巡检机器人10自身的状态数据。
监控中心30包括监测模块、处理模块和显示模块，监测模块分别与巡检机器人10和定点检测模块20信号连接，用于分别接收巡检机器人10和定点检测模块20采集的信息；处理模块与监测模块电连接，用于对采集的信息进行处理；显示模块与处理模块电连接，用于显示处理模块的数据。监控中心30还设有报警模块，报警模块与处理模块电连接，通过阈值实现处理模块数据的异常报警。
具体地，图像采集器23包括摄像机，摄像机可调整摄像机角度、设置预设点等。显示模块包括显示屏，显示屏可分屏实时监控摄像机画面。还可按照类别和自定义将各定点的摄像机分组，以便分组显示和轮询。
此外，当锅炉主厂房的规模较大时，有时候一台巡检机器人10无法完成较大面积厂房的巡检，可设置多台巡检机器人10，这时候电厂巡检***的数据交互就更频繁，为使数据交互效率更高，如图3所示，可设置基站，一个基站可对应多个巡检机器人10，通过基站使巡检机器人10和监控中心30数据交互，监控中心30可理解为服务器端，基站的数量根据数据交互需要设置多个。
具体地，一和基站对接多个巡检机器人10，基站分别与多个巡检机器人10和监控中心30无线信号连接，以完成大规模的数据交互，且无线传输，数据可实时回传。
监控中心30为服务器端时，监控中心30还包括应用服务模块，应用服务模块与处理模块电连接，处理模块的最终数据存储在应用服务模块中。
监测模块主要负责从前端硬件***采集原始数据；处理模块主要负责原始数据分类统计、存储和分析；处理模块中，归一化之后的数据存储于应用服务模块的数据库中，作为历史数据进行保留；处理模块把最终的数据传给显示模块或当数据异常时传给报警模块。
当然，也可通过应用服务模块直接传输，应用服务模块在存储数据的同时，把数据分发给与应用服务模块电连接的专家分析***、告警分析***(报警模块)，各个***根据自己的业务逻辑对需要的数据进行处理，生成结果后返回应用服务，以便显示给最终用户或触发报警。
显示模块直接面向操作人员，通过用户端的显示屏向操作人员呈现***的各类信息，例如视频、检测数据、地图、报警信息等，可以列表视图、图形展示、曲线展示、历史记录查询、历史数据分析、数据导出等形式显示给操作人员。
锅炉主厂房(汽机主厂房)以三维立体形式在显示屏上体现，结合巡检机器人10发送的位置信息，可以清楚直观的为运行人员呈现出巡检现场三维场景，同时展示巡检机器人10所在位置拍摄的实时视频，以及表计的读数、阀门的位置状态。
锅炉和汽机三维模型设计及三维展示画面设计由电厂提供，不属于本实施例的设计部分。本实施例的电厂巡检***仅提供软件接口，具有与三维展示***的软件对接功能，三维展示软件可以采集到所有传感器采集的信息及分析处理结果、录像信息、图片信息，并将采集到的信息在三维画面中展示。
本发明实施例提供的电厂巡检***，巡检机器人10可在电厂内移动巡检，定点检测模块20设在述电厂的待检测设备上，用于定点检测待检测设备的相应信息，监控中心30分别与巡检机器人10和定点检测模块20信号连接，用于分别向巡检机器人10和定点检测模块20发送检测指令，并接收和处理巡检机器人10和定点检测模块20采集的信息。通过将移动巡检和定点检测结合，切实符合生产现场实际巡检需求，能够解决塔式锅炉的巡检难题，结合大数据及物联网技术，实现智能化运维，提升运维效率，对主厂房内的设备进行实时监控，实现设备故障预警。
本发明实施例提供的电厂巡检***，通过巡检机器人10智能巡检辅助人工巡检，从根本上实现锅炉巡检模式的变革，降低运行人员劳动强度，降低事故发生率；通过实时监视锅炉主厂房及其他生产区域的实际运行状态，可及早发现问题，进一步提高机组的安全运行；通过智能电厂巡检***，结合图像识别技术，对各种压力表、温度表、油位计等进行识别，进行超限报警，实现设备故障预警，确保了生产安全；通过智能电厂巡检***，将各表记图像数据化，可为数据分析打好基础，有利于设备诊断。
实施例二
如图4所示，本发明实施例提供的电厂巡检***的控制方法，应用上述的电厂巡检***，包括：
S100：监控中心30分别发送巡检指令给巡检机器人10和定点检测模块20。
巡检机器人10和定点检测模块20收到巡检指令后，各自开始执行巡检作业。
S110：监控中心30分别接收巡检机器人10和定点检测模块20采集的信息。
巡检机器人10和定点检测模块20执行巡检作业，将采集到的巡检信息反馈给监控中心30。
S120：处理采集的信息以得到处理结果。
监控中心30接收到巡检信息后进行处理。具体地，处理过程是将将采集的信息与预设阈值比对，当采集的信息在预设阈值的范围外时，说明采集的信息异常，监控中心30输出报警信号。
其中，采集的信息包括数据信息或图像信息，还可包括指示灯识别(设备的指示灯)、位置状态识别(阀门的位置状态、开关的位置状态等)和声音识别(声音分贝大小识别)等。
当采集信息为图像信息时，将图像信息的特征点与预设图像的特征点比对。
设备上常设有指针表、液位表、油位表等表盘，对于这类表盘识别时，无法直接获取数值，此时通过图像的特征点比对间接获取数值。
例如，当检测的对象为表盘时，摄像机将镜头对准表盘并自动对焦拍摄图片，然后将图片反馈给监控中心30，监控中心30对拍摄的图片进行轮廓提取，绘制出表盘最小量程和最大量程以及表针的特征图形，通过计算表针特征与量程特征之间的角度获取该表盘的读数信息。
当采集信息为数值时，可直接获取数值，将数值与预设数值比对。
具体识别过程为：采集现场表计/阀门位置照片→软件识别表计读数/阀门位置→根据监控中心30设定的表针阈值或阀门正常状态(开/关)判断是否报警。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.一种电厂巡检***，其特征在于，包括：
巡检机器人，用于在电厂内移动巡检；
定点检测模块，设在所述电厂的待检测设备上，用于定点检测所述电厂内的待检测设备的相应信息；
监控中心，分别与所述巡检机器人和所述定点检测模块信号连接，用于分别向所述巡检机器人和所述定点检测模块发送检测指令，并接收和处理所述巡检机器人和所述定点检测模块采集的信息。
2.根据权利要求1所述的电厂巡检***，其特征在于，所述巡检机器人内设有控制器以及分别与所述控制器电连接的激光雷达、摄像头、温度传感器、声音检测模块、充电接口模块。
3.根据权利要求1所述的电厂巡检***，其特征在于，所述定点检测模块包括定点温度传感器、振动传感器、图像采集器和声音采集器，用于分别采集所述设备的温度、振动、图像和工作噪声分贝。
4.根据权利要求1所述的电厂巡检***，其特征在于，所述监控中心包括监测模块、处理模块和显示模块，所述监测模块分别与所述巡检机器人和所述定点检测模块信号连接，用于分别接收所述巡检机器人和所述定点检测模块采集的信息；
所述处理模块与所述监测模块电连接，用于对所述采集的信息进行处理；
所述显示模块与所述处理模块电连接，用于显示所述处理模块的数据。
5.根据权利要求4所述的电厂巡检***，其特征在于，所述监控中心还设有应用服务模块，所述应用服务模与所述处理模块电连接用于存储所述处理模块的数据。
6.根据权利要求5所述的电厂巡检***，其特征在于，所述监控中心还设有报警模块，所述报警模块与所述处理模块或所述应用服务模块电连接。
7.根据权利要求5所述的电厂巡检***，其特征在于，还包括基站，所述基站对接多个巡检机器人，所述基站分别与多个所述巡检机器人和所述监控中心无线信号连接。
8.一种电厂巡检***的控制方法，应用如权利要求1－7任一项所述的电厂巡检***，其特征在于，包括：
分别发送巡检指令给巡检机器人和定点检测模块；
分别接收巡检机器人和定点检测模块采集的信息；
处理所述采集的信息以得到处理结果。
9.根据权利要求8所述的电厂巡检***的控制方法，其特征在于，所述处理所述采集的信息以得到处理结果包括：
将采集的信息与预设阈值比对；
当采集的信息在预设阈值的范围外时，输出报警信号。
10.根据权利要求9所述的电厂巡检***的控制方法，其特征在于，所述采集的信息包括数据信息或图像信息。
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