智能配電巡檢機器人在三河口選煤廠的應用

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器人系統(tǒng)使用前，檢修人員在辦理停送電手續(xù)時，路途費時或其他因素導致不能及時停送電，停送電操作一般會拖延到十幾分鐘甚至幾十分鐘，延遲檢修計劃導致浪費時間及影響生產(chǎn)。為解決此問題，三河口選煤廠使用了智能配電巡檢機器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過手機app申請需要停送電的設備，在值班領導批準送電后，有權限的遠程停送電操作人員將對設備進行遠程停送電，配電室巡檢機器人會快速準確地預制到相應抽屜柜的位置，將抽屜柜當前的停送電情況通過視頻方式傳回操作室，實現(xiàn)精準有效的遠程停送電。

2 系統(tǒng)描述

智能配電巡檢機器人系統(tǒng)主要包括集中控制遠程分合閘系統(tǒng)，選煤廠網(wǎng)管式停送電控制系統(tǒng)，巡檢機器人，綜保后臺管理系統(tǒng)4個部分。集中控制遠程分合閘系統(tǒng)通過PLC對電動操作機構進行遠程分合，并監(jiān)視該設備的分合狀態(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，實現(xiàn)停送電申請的電子流程，在回路停送電流程審批完成后，由操作員遠程打開需要停送電設備界面；當操作員打開上位機停送電界面后，巡檢機器人準確快速地預制到需要停送電的抽屜位置，將視頻信號傳回集控室上位機停送電界面，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；綜保后臺管理系統(tǒng)通過485總線通訊方式采集各設備回路數(shù)據(jù)，有故障報警時與巡檢機器人聯(lián)動。

2.1 集中控制遠程分合閘系統(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WINCC 7.3，下位機Step 7 5.4及通訊模塊 I/O模塊組成，硬件配置如圖1所示。

當操作員接收到停送電審批后，打開上位機停送電界面，點擊停電或送電按鈕，對設備進行停送電操作。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終端服務系統(tǒng)，在該系統(tǒng)單獨設立停送電管理模塊，嚴格按照選煤廠停送電管理流程執(zhí)行。

以307設備為例，當307需要停送電時，需要申請人在該模塊上進行停送電申請，申請通過智能化軟件決策平臺終端服務系統(tǒng)發(fā)送到值班領導的手機，值班領導通過手機審批后，遠程分合閘操作員接到通知，才可操作。在未接受審批任務時，操作員是沒有權限對設備進行遠程分合閘操作的。審批模式見圖3。

圖3 審批模式

2.3 巡檢機器人系統(tǒng)

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

(1)電源適應性：機器人本體采用滑處式供電方式，DC24V。

(2)運動性能：在軌道上運行的最大速度大于 30 m/min；最小轉(zhuǎn)彎直徑應小于350 mm。

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

(4)自動導航定位：重復導航定位誤差不大于5 mm。

(5)通訊性能：機器人應能與本地監(jiān)控后臺采用無線通信方式，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器人進行通信，顯示機器人發(fā)送的視頻以及各巡檢數(shù)據(jù)，并能夠下發(fā)控制指令，控制機器人的巡檢方式、運動方向，設置各傳感器的報警閾值等。

圖4 機器人巡檢及報警

2.4 綜保后臺系統(tǒng)

通訊管理機通過485通訊采集各配電回路電機綜合保護器實時數(shù)據(jù)與報警，并通過以太網(wǎng)方式接入智能配電巡檢機器人系統(tǒng)，當某一配電回路產(chǎn)生報警時，系統(tǒng)給巡檢機器人發(fā)定位指令，巡檢機器人自主移動到報警回路位置，并將視頻、音頻信號上傳至集控中心。

3 效果分析

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

三河口礦業(yè)有限責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，實現(xiàn)配電室無人值守，提高重要設備巡檢質(zhì)量的同時，減輕人員勞動量，節(jié)省部分人工費用支出，按年人均工資8萬元計算，此項目的實施年可節(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。

原來日常檢修任務中，檢修人員在辦理停送電手續(xù)時，路途費時或其他因素導致不能及時停送電，延遲檢修計劃導致浪費時間及影響生產(chǎn)。智能配電巡檢機器人系統(tǒng)的使用，通過集中控制遠程分合閘系統(tǒng)、智能操作軟件、巡檢機器人的共同配合，PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)對低壓660 V開關遠程分合閘，遠程操作人員按照操作流程進行操作，操作軟件具有授權、操作、掛牌、摘牌等功能，能夠及時地進行申請—審批—操作停送電，高效完成原來繁瑣費時的停送電手續(xù)。同時，巡檢機器人準確快速地預制到需要停送電的抽屜位置，將視頻信號傳回集控室上位機停送電界面，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 語

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