人工智能機器人的相關(guān)論文(2)
人工智能機器人的相關(guān)論文篇二
摘要：變電站巡檢機器人作為集自動化、機械、人工智能、計算機等高新領(lǐng)域的尖端技術(shù)，在電力系統(tǒng)的引入，將大大提高電力系統(tǒng)自動化程度，同時減少運行人員勞動強度，提高設(shè)備巡視質(zhì)量，對保障無人值班變電站及電力系統(tǒng)的安全運行，進一步促進智能變電站的發(fā)展，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式有著重要的意義。
關(guān)鍵詞：巡檢機器人 減少勞動強度 提高巡視質(zhì)量
0 引言
隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，電力生產(chǎn)自動化水平也不斷提高，自動化裝置和遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣，正在向每一個工序滲透。變電站是整個電網(wǎng)的核心，保證變電設(shè)備的安全運行成為電力管理的重中之重。同時，隨著電力工業(yè)向大機組、大容量與高電壓供電迅速發(fā)展，變電站自動化水平日益提高，無人值守、智能變電站的普及，變電站巡檢質(zhì)量得到重視，傳統(tǒng)的巡視方式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代化變電站發(fā)展的要求，智能機器人代替人工巡視將是未來的主要發(fā)展方向。
變電站巡檢機器人主要應(yīng)用于室外變電站代替巡視人員進行巡視檢查。該機器人系統(tǒng)可以攜帶紅外熱像儀、可見光CCD等有關(guān)的電站設(shè)備檢測裝置，以自主和遙控的方式，代替人對室外高壓設(shè)備進行巡測，及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的熱缺陷等，給運行人員提供診斷電力設(shè)備運行中的事故隱患和故障先兆的有關(guān)數(shù)據(jù)。該機器人系統(tǒng)可以部分代替運行人員在特定的時間進行設(shè)備巡視工作，在不要運行人員的參與下按照固定的路線進行巡檢，并且自動返回出發(fā)地點，同時生成巡視報表。智能巡檢機器人2011年在長治公司某變電站投入運行以來，取得了預期的效果。
1 智能巡檢機器人基本功能
變電站智能巡檢機器人系統(tǒng)分為基站系統(tǒng)層和移動站系統(tǒng)層兩部分。
基站系統(tǒng)層主要由無線網(wǎng)橋和監(jiān)控計算機組成，主要功能是動態(tài)顯示機器人當前采集的可見光圖像和紅外圖像，自動采集和存儲可見光圖像和紅外圖像，并經(jīng)行分析和處理，實時顯示機器人當前的方位和運動狀態(tài)，顯示機器人的電源狀態(tài)，并進行分析和異常報警，查詢機器人現(xiàn)場采集的歷史數(shù)據(jù)，并進行對比分析，提供友好的操作界面，完成機器人監(jiān)測功能，為機器人運行提供相應(yīng)的命令及環(huán)境信息。
移動站系統(tǒng)層主要由電源系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)以及運動系統(tǒng)六部分組成，主要負責導航定位信息的采集處理，按照預先設(shè)定好的巡視路線，自動完成巡視任務(wù)，在預設(shè)點自動定位、自動采集可見光圖像和紅外圖像，上傳至基站，完成巡視任務(wù)后自動充電，在迅速過程中遇到障礙物時自動停車，并進行報警。主要組成部分為：機器人本體和充電箱。
智能機器人的運行模式分可見光檢測、紅外檢測、全部檢測三種，在基站系統(tǒng)層可以對智能機器人的運行模式進行控制，可見光檢測主要針對白晝時間，紅外檢測主要針對夜晚時間，全部檢測主要針對實際測試需要同時進行可見光和紅外檢測。運行模式的設(shè)置，不僅有效地減少了電源消耗，增加了機器人的使用時間，而且可以保護強光下的紅外熱像儀等設(shè)備，延長了設(shè)備的使用壽命。
2 智能巡檢機器人的應(yīng)用
智能巡檢機器人通過其底部的磁傳感器沿著根據(jù)巡視路線鋪設(shè)的3000米磁軌道進行巡視，在相應(yīng)地點埋設(shè)的各停靠點133處，設(shè)置監(jiān)測點441處，巡視相關(guān)設(shè)備、接頭、儀表及油位300多個，實現(xiàn)對全站設(shè)備的有效自動巡視。本站運行人員依據(jù)現(xiàn)場情況為機器人安排了合理的巡視時間及運行任務(wù)、路線，單日對主變、220kV及35kV設(shè)備區(qū)進行時長1小時的可見光巡視及時長2小時30分鐘的紅外成像巡視;雙日對500kV設(shè)備區(qū)進行時長為2小時的可見光及時長為3小時的紅外成像巡視，每次巡視完畢后自動返回充電室進行充電。
巡檢任務(wù)結(jié)束以后，通過篩選巡視時間及設(shè)備類型分析設(shè)備溫度，顯示模式識別區(qū)域的溫度，運行人員通過觀察機器人巡檢事項實時顯示各個檢測點設(shè)備的溫度，超過溫升閥值時，發(fā)出報警提示信息，并形成設(shè)備檢測報告，在檢測報告中詳細記錄了設(shè)備的名稱、巡檢時間，紅外檢測圖像以及三相對比的結(jié)果，為運行人員更加方便地了解站內(nèi)各設(shè)備的運行情況提供了一個直觀的平臺。
該機器人項目采用最新模式識別算法，完成變電站設(shè)備的三相對比分析。運用此項技術(shù)，機器人后臺可以自動從紅外熱圖中分析出具體拍攝設(shè)備，智能的給出設(shè)備區(qū)域的分析結(jié)果。同時，還可以在一幅包含三相設(shè)備的紅外熱圖中，智能的對三相分別提取，給出相互的對比分析數(shù)據(jù)。
例如：2月20日，機器人在日常巡視過程中，發(fā)現(xiàn)35kV 4#電容器3205-3刀閘A相溫度為0度，B相溫度3.15度，C相溫度為24.12度，三相溫度相差超過20度，C相溫度異常，并發(fā)出報警，運行人員手持測溫儀進行現(xiàn)場測溫，確認機器人巡視結(jié)果正確，并上報缺陷。
下圖為500kV××站機器人對35kV4#電容器3205-3刀閘紅外測溫與運行人員現(xiàn)場測溫對照：
發(fā)熱點：35kV4號電容器3205-3隔離開關(guān)C相
2.1 紅外圖像分析
2.2 紅外圖象
2.3 診斷分析和缺陷分析
根據(jù)上圖的三項溫差對比，A相與C相溫差為24.12度，B相與C相溫差為20.97度，A相與B相區(qū)域溫差為3.15度，按照相對溫差來說，C相為溫度過高，可能造成一般缺陷。
2.4 處理意見
加強35KV4#電容器3205-3刀閘溫度監(jiān)視，若有異常及時上報。
機器人在嚴格執(zhí)行定時任務(wù)的同時，還可響應(yīng)站內(nèi)運行人員臨時下發(fā)的特巡任務(wù)，用來完成在特殊氣象條件(雷雨、大風、大雪等)和緊急情況下的巡檢工作。
3 檢測報告
3.1 可見光和紅外圖象
3.2 紅外圖像分析
3.3 設(shè)備歷史曲線
3.4 處理意見
設(shè)備正常。
4 運行效果
自投產(chǎn)以來，智能巡檢機器人在長治公司運行整體效果良好，但在運行期間，運行人員結(jié)合機器人現(xiàn)場巡檢情況，對其提出兩點完善建議：①機器人在可見光巡視時對視頻采集不能進行分析，無法對表計、油位進行讀數(shù);②無法采集聲音，不能在聲音上判斷設(shè)備是否存在異常。
5 結(jié)語
智能巡檢機器人以自主或遙控方式，輔助人工完成變電站高壓變電設(shè)備的可見光及紅外巡檢作業(yè)，提高了巡視精確度、站內(nèi)設(shè)備運行的安全性;減少了變電站運行人員的工作強度，提高了工作效率及工作質(zhì)量;同時機器人的投運提高了變電運行管理水平，也是長治電網(wǎng)運行的一次技術(shù)革新。在以后的工作中，我們會利用機器人的各種特性，更好地利用機器人為久安站及長治電網(wǎng)、特高壓電網(wǎng)的可靠運行提供充分的保障。
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