智能配電巡檢機(jī)器人在三河口選煤廠的應(yīng)用

宋文軒

(平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司，河南 平頂山 467000)

1 概 述

三河口選煤廠智能配電巡檢機(jī)器人系統(tǒng)使用前，檢修人員在辦理停送電手續(xù)時(shí)，路途費(fèi)時(shí)或其他因素導(dǎo)致不能及時(shí)停送電，停送電操作一般會(huì)拖延到十幾分鐘甚至幾十分鐘，延遲檢修計(jì)劃導(dǎo)致浪費(fèi)時(shí)間及影響生產(chǎn)。為解決此問題，三河口選煤廠使用了智能配電巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過手機(jī)app申請(qǐng)需要停送電的設(shè)備，在值班領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)送電后，有權(quán)限的遠(yuǎn)程停送電操作人員將對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程停送電，配電室巡檢機(jī)器人會(huì)快速準(zhǔn)確地預(yù)制到相應(yīng)抽屜柜的位置，將抽屜柜當(dāng)前的停送電情況通過視頻方式傳回操作室，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)有效的遠(yuǎn)程停送電。

2 系統(tǒng)描述

智能配電巡檢機(jī)器人系統(tǒng)主要包括集中控制遠(yuǎn)程分合閘系統(tǒng)，選煤廠網(wǎng)管式停送電控制系統(tǒng)，巡檢機(jī)器人，綜保后臺(tái)管理系統(tǒng)4個(gè)部分。集中控制遠(yuǎn)程分合閘系統(tǒng)通過PLC對(duì)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程分合，并監(jiān)視該設(shè)備的分合狀態(tài)；選煤廠網(wǎng)管式停送電控制系統(tǒng)依據(jù)選煤廠的停送電制度，實(shí)現(xiàn)停送電申請(qǐng)的電子流程，在回路停送電流程審批完成后，由操作員遠(yuǎn)程打開需要停送電設(shè)備界面；當(dāng)操作員打開上位機(jī)停送電界面后，巡檢機(jī)器人準(zhǔn)確快速地預(yù)制到需要停送電的抽屜位置，將視頻信號(hào)傳回集控室上位機(jī)停送電界面，操作員通過抽屜柜上的狀態(tài)指示燈判斷停送電指令是否真正執(zhí)行；綜保后臺(tái)管理系統(tǒng)通過485總線通訊方式采集各設(shè)備回路數(shù)據(jù)，有故障報(bào)警時(shí)與巡檢機(jī)器人聯(lián)動(dòng)。

2.1 集中控制遠(yuǎn)程分合閘系統(tǒng)

本系統(tǒng)和選煤廠主洗系統(tǒng)共用1套PLC，主要由西門子416H PLC，上位機(jī)WINCC 7.3，下位機(jī)Step 7 5.4及通訊模塊 I/O模塊組成，硬件配置如圖1所示。

當(dāng)操作員接收到停送電審批后，打開上位機(jī)停送電界面，點(diǎn)擊停電或送電按鈕，對(duì)設(shè)備進(jìn)行停送電操作。控制界面見圖2。

圖2 控制界面

2.2 選煤廠網(wǎng)管式停送電控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)是基于三河口選煤廠開發(fā)的智能化軟件決策平臺(tái)終端服務(wù)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)立停送電管理模塊，嚴(yán)格按照選煤廠停送電管理流程執(zhí)行。

以307設(shè)備為例，當(dāng)307需要停送電時(shí)，需要申請(qǐng)人在該模塊上進(jìn)行停送電申請(qǐng)，申請(qǐng)通過智能化軟件決策平臺(tái)終端服務(wù)系統(tǒng)發(fā)送到值班領(lǐng)導(dǎo)的手機(jī)，值班領(lǐng)導(dǎo)通過手機(jī)審批后，遠(yuǎn)程分合閘操作員接到通知，才可操作。在未接受審批任務(wù)時(shí)，操作員是沒有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程分合閘操作的。審批模式見圖3。

圖3 審批模式

2.3 巡檢機(jī)器人系統(tǒng)

巡檢機(jī)器人的配置為巡檢機(jī)器人本體、智能終端監(jiān)控軟件、軌道及其他輔助設(shè)施。性能描述：

(1)電源適應(yīng)性：機(jī)器人本體采用滑處式供電方式，DC24V。

(2)運(yùn)動(dòng)性能：在軌道上運(yùn)行的最大速度大于 30 m/min；最小轉(zhuǎn)彎直徑應(yīng)小于350 mm。

(3)云臺(tái)性能：預(yù)置位數(shù)量不小于4 000個(gè)；垂直范圍：-75°～90°；水平范圍±180°。

(4)自動(dòng)導(dǎo)航定位：重復(fù)導(dǎo)航定位誤差不大于5 mm。

(5)通訊性能：機(jī)器人應(yīng)能與本地監(jiān)控后臺(tái)采用無線通信方式，通信模塊的選擇取決于通信距離，室內(nèi)軌道巡檢機(jī)器人的最大通信距離不小于 200 m，工作可靠。

(6)智能終端控制軟件能夠與機(jī)器人進(jìn)行通信，顯示機(jī)器人發(fā)送的視頻以及各巡檢數(shù)據(jù)，并能夠下發(fā)控制指令，控制機(jī)器人的巡檢方式、運(yùn)動(dòng)方向，設(shè)置各傳感器的報(bào)警閾值等。

圖4 機(jī)器人巡檢及報(bào)警

2.4 綜保后臺(tái)系統(tǒng)

通訊管理機(jī)通過485通訊采集各配電回路電機(jī)綜合保護(hù)器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與報(bào)警，并通過以太網(wǎng)方式接入智能配電巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，當(dāng)某一配電回路產(chǎn)生報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)給巡檢機(jī)器人發(fā)定位指令，巡檢機(jī)器人自主移動(dòng)到報(bào)警回路位置，并將視頻、音頻信號(hào)上傳至集控中心。

3 效果分析

(1)選煤廠智能配電巡檢機(jī)器人系統(tǒng)可節(jié)省部分人工費(fèi)用支出。

三河口礦業(yè)有限責(zé)任公司選煤廠原主廠房660 V配電室崗位3班共8人，每班2人，輪休2人。自2019年8月15日智能配電巡檢機(jī)器人使用后，配電室順利完成了新一輪配電室的“精益+智能”改造工程，實(shí)現(xiàn)配電室無人值守，提高重要設(shè)備巡檢質(zhì)量的同時(shí)，減輕人員勞動(dòng)量，節(jié)省部分人工費(fèi)用支出，按年人均工資8萬元計(jì)算，此項(xiàng)目的實(shí)施年可節(jié)約人工工資：8人×8萬元=64萬元。

(2)提高了工作效率，并能保障停送電的可靠性和安全性。

原來日常檢修任務(wù)中，檢修人員在辦理停送電手續(xù)時(shí)，路途費(fèi)時(shí)或其他因素導(dǎo)致不能及時(shí)停送電，延遲檢修計(jì)劃導(dǎo)致浪費(fèi)時(shí)間及影響生產(chǎn)。智能配電巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的使用，通過集中控制遠(yuǎn)程分合閘系統(tǒng)、智能操作軟件、巡檢機(jī)器人的共同配合，PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓660 V開關(guān)遠(yuǎn)程分合閘，遠(yuǎn)程操作人員按照操作流程進(jìn)行操作，操作軟件具有授權(quán)、操作、掛牌、摘牌等功能，能夠及時(shí)地進(jìn)行申請(qǐng)—審批—操作停送電，高效完成原來繁瑣費(fèi)時(shí)的停送電手續(xù)。同時(shí)，巡檢機(jī)器人準(zhǔn)確快速地預(yù)制到需要停送電的抽屜位置，將視頻信號(hào)傳回集控室上位機(jī)停送電界面，操作員通過抽屜柜上的狀態(tài)指示燈判斷停送電指令是否真正執(zhí)行。

4 結(jié) 語

該系統(tǒng)具備自主移動(dòng)、定位、圖像采集、智能感知、預(yù)警、人機(jī)交互、智能感知等功能，并實(shí)現(xiàn)溫濕度、有害氣體、設(shè)備狀態(tài)區(qū)域入侵等監(jiān)測(cè)，能夠取代值班人員進(jìn)行停送電操作，保障了停送電的可靠性和安全性。