Outomatisering van Substasie Inspeksie: Hoe Robotika Betroubaarheid Verhoog en Koste Verminder
1. Projek Konteks en R&D Noodsaak
Met tegnologiese vordering en die verdere ontwikkeling van kragstelselhervormings, het die outomatisering van kragstelsels beduidend verbeter. Onderstasies beweeg na 'n "ongebewaakte" of "minder personeel op wagt" operasionele model. Tans verlaat onderstasies hoofsaaklik op die "Vier Telemetrieka" funksies (Telemetrie, Tele-sien, Telebeheer, Teleregulering) en SCADA-stelsels om toestandelektriese seinale te moniteer. Dit kan egter nie in real-time persepsie en bewussyn van die toestand se fisiese status (soos uiterlike voorkoms, temperatuur, afwykende klank, ens.) bereik nie.
Die huidige operasie- en instandhoudingsmodel het duidelike tekortkominge: wanneer 'n afwyking in 'n onderstasie plaasvind, moet skeduleerders eers afgeleë onderstasie-operasietipes waarsku om na die plek te reis, en dan herstel organiseer. Hierdie proses vertraag aansienlik die tyd vir foutverwydering, wat die betroubaarheid van elektriese verskaffing en dienskwaliteit beïnvloed. Verder realiseer tradisionele afgeleë video-monitering slegs die digitale oordrag van klank en video, het geen intelligente analisekapasiteit nie, en word beperk deur die vaste sigveld van enkele kameras en beperkte netwerkbandwydte, wat dit moeilik maak om op groot skaal te implementeer.
2. Algemene Robot Stelselstruktuur
Hierdie stelsel gebruik 'n twee-lae "Basiese Stasie-Mobiele Agent" argitektuur om gekoördineerde afgeleë monitering en ter plaatse inspeksie-operasies te bewerkstellig.
2.1 Basiese Stasie Stelsel
Die basiese stasie stelsel word by die afgeleë moniteringsentrum geïmplementeer en dien as die mens-masjien interaksie- en bevelskern van die hele stelsel.
|
Kategorie |
Komponente / Konfigurasie |
Kernfunksies |
|
Hardeware |
Industriële PC, Netwerk Hub, Draadlose Brug (IEEE 802.11b standaard, 2.4GHz frekwensieband, 11Mbps bandwydte), Infraroodbeeldkamera, MEMS Mikrofoon |
Stig 'n draadlose lokale gebiednetwerk, gee die hardewaregrondslag vir data-oordrag, en verbind met die interne kragnetwerk. |
|
Software |
Windows Bedienerstelsel, Databasisstelsel (insluitend 'n real-time databasis), Globale Padplanningsmodule, Taakbestuurmodule, Beeld/Klankverwerkingsmodule |
Verskaf 'n gebruiker-vriendelike mens-masjien-koppelvlak, ontvang operatorbevels en gee dit aan die robot; verantwoordelik vir dataverwerking, -opslag, -analise, en real-time monitering van die robot se werksstatus. |
|
Implementering |
Basisstasie-rekenaar geplaas in die operasie-moniteringsentrum |
Maak sentrale monitering en bestuur van robots in afgeleë onderstasies deur skeduleerders en instandhoudingspersoneel moontlik. |
2.2 Mobiele Agent Stelsel (Robot Liggaam)
Die mobiele agent is 'n intelligente eindpunt wat ter plaatse inspeksie-take uitvoer, met 'n hoë mate van outonomie en omgewingsaanpasbaarheid.
- Mobiele Chassisontwerp: Maak gebruik van 'n vier-wiel differensiaal-aangedrewe struktuur. Die twee voorwiele is onafhanklik aangedrewe wiele, elk aangedryf deur 'n aparte motor, wat buigsame differensiaal-roer moontlik maak; die twee agterwiele is swaelwiele. Hierdie struktuur bied voordele soos goeie reguitbewegingsstabiliteit, klein draairadius (kan ronddraai rond die middelpunt van die voorwiele), sterke padaanpasbaarheid, geen syglip nie, en 'n eenvoudige, betroubare struktuur.
- Bewegingsbeheer Substelsel: Die hardeware kern is 'n PC104-hoofplank, toegerus met 'n PCL-839-bewegingsbeheerkart en motordrywers. Hierdie substelsel is verantwoordelik vir alle bewegingsgedrag van die robot. Deur bevels van die bo-oppervlak-planner te ontvang en die voertuigdynamika-model te integreer, dekomposeer dit akkuraat snelheidsbevels na elke aandryfmotor, om glad en presiese bewegingsbeheer te bewerkstellig.
- Taak Uitvoer Substelsel: Diens as die robot se "sinne" en "hande". Kernfunksies sluit in:
- Data Versameling: Integreer 'n sigbaar ligg CCD-kamera, 'n infrarood termiese imager, en 'n hoëprestasie rigting mikrofoon (MEMS) vir die insameling van beeld- (sigbaar en infrarood) en klankdata van kragtoerusting.
- Automatiese Laai: Kan outomaties terugkeer na die laaidok vir laai, wat 7x24 uur ononderbroke operasie verseker.
3. Kern Tegnologieë en Funksionele Implementering
3.1 Intelligente Real-time Padplannings Tegnologie
- Globale Padplanning: Gebaseer op 'n vooraf ingestelde onderstasie-elektroniese kaart, bereken die optimale volgorde van toerustingstopplekke om tydens 'n inspeksie-opdrag te besoek en moontlike paaie volgens strategieë soos "kortste pad," "minste draais," of "omvattende optimum."
- Lokale Padplanning:
- Obstakel Verminding: Gebruik die VFF (Virtuele Kragveld Histogram) algoritme, gekombineer met sensordata soos LiDAR, om real-time vermindingbevels te genereer, om veilige navigasie in dinamiese omgewings te verseker.
- Lyn Volg: Gebruik die klassieke PID-beheeralgoritme om te verseker dat die robot akkuraat voorafgestelde roete volg.
- Omgewingsaanpassing: Pas die EM-algoritme en groeperingsalgoritmes toe om sensordata te verwerk, effektief padgrense te pas en posisie-afwykings te oorkom.
3.2 Multi-Modale Toerusting Opsporing en Diagnose Stelsel
- Afgeleë Infrarood Monitering en Diagnose Stelsel
- Konfigurasie: Online infrarood termiese imager, insluitend beeldverwerking, vertoning, opslag, en rapportgenerering modules.
- Funksies: Bespeur outomaties toerusting oppervlakte temperatuur, vergelyk dit met vooraf ingestelde grense, en aktiveer hoorbare/visuele alarms onmiddellik wanneer afwykings bespeur word; kan toerusting temperatuur gradiëntkaarte, temperatuur-tyd kurwes, ens. genereer om foute-analise te ondersteun; gebruik beeldkompresietechnologie om gelyktydige monitering van real-time infraroodfeeds van meerdere onderstasies by die skeduleerder-sentrum te ondersteun.
- Afgeleë Beeld Monitering en Diagnose Stelsel
- Konfigurasie: Sigbaar ligg CCD-kamera en video-server.
- Funksies: Die basisstasie stelsel voer intelligente analise (bv. verskilbeeld analise, korrelasie analise) uit op die teruggekeerde sigbaar ligg beelde om outomaties die uiterlike status van kragtoerusting en instrumenteringsleeswaardes te identifiseer. Normaal gesproke, switsover outomaties monitoringspunte; dit stoor slegs beelde en aktiveer alarms wanneer afwykings bespeur word, wat aansienlik kanalbenutting en moniteringdoeltreffendheid verbeter.
- Afgeleë Klank Monitering en Diagnose Stelsel
- Konfigurasie: Hoëprestasie rigting MEMS mikrofoon.
- Funksies: Versamel toerustingbedryfsklank in real-time, komprimeer dit, en stuur dit terug. Die stelsel evalueer intelligente die bedryfsstatus en afwykings (bv. losmaking, ontlading) van toerusting soos transformateurs deur werklike tyd klank met histories normale data te vergelyk, en verskaf 'n interaktiewe koppelvlak vir instandhoudingspersoneel om navraag en analise te doen.
- Bewegende Objet Intrusie Opsporing en Alarm Stelsel
- Gebaseer op video stroom bewegende doelwit opsporingsalgoritmes, identifiseer en onttrek outomaties areas in die video wat relatief tot die agtergrond beweeg.
- Funksies: Wanneer 'n afwykende bewegende doelwit, soos illegale intrusie, bespeur word, aktiveer die stelsel onmiddellik 'n alarm en stoor plekbeelde, wat bewyse vir sekuriteitsnavorsing verskaf, en waarlike ongebewaakte sekuriteitsmonitering moontlik maak.
4. Ter Plaatse Operasie en Aanwending Resultate
Kern Aanwending Waarde: Hierdie robot stelsel integreer innoverend "kontaklose mobiele opsporing" met die bestaande "kontak-gebaseerde vasgestelde monitering" in onderstasies, om 'n omvattende moniteringstelsel te vorm wat sowel ruimte as status dek, en effektief die tekortkominge van tradisionele inspeksiemodelle aanvul.
Operasie Resultate:
- Beduidend Verbeterde Veiligheid en Betroubaarheid: Kan potensiële foute soos termiese defekte, oppervlakte vreemde voorwerpe, olielek, en klankafwykings in toerusting vinnig bespeur, en ongelukke in hul begin stadium elimineer.
- Verbeterde Operasie en Instandhoudingsdoeltreffendheid: Vervang handmatige herhalende en vervelig routinematige inspeksies, en verskaf skeduleerders met real-time en akkurate terugvoer oor plekstoestande, wat kritiese data-ondersteuning vir noodsituasiebesluitname verskaf, en aansienlik die tyd vir foutverwerking verminder.
- Verlaagde Operasiekoste: Dien as sleutel tegnologiese toerusting vir die realisering van die "ongebewaakte" onderstasie model, wat kragverskaffers help om menslike hulpbronaanpassing te optimaliseer en langtermyn operasiekoste te verminder.
