專利名稱：變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種基于巡檢機器人的變電站環(huán)境信息測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，以及諸如變電站這種電磁環(huán)境比較復雜的場合的制約，越來越多的機器人被應用到變電站各系統(tǒng)中。其中，利用智能巡檢機器人完成變電站電力設備的巡檢可以提高變電站巡檢工作效率和質(zhì)量，并能夠真正起到減員增效的作用，更快地推進變電站無人值守的進程。既有的巡檢機器人的控制主要有基于前饋自控的巡檢機器人，上層機遙控的巡檢機器人和基于閉環(huán)反饋的自控巡檢機器人。第一種巡檢機器人基于預設的控制邏輯，控制巡檢機器人按照預定的路徑進行巡檢，成本低，控制邏輯比較簡單，但誤差大，容易受到干擾而不能獲得準確的數(shù)據(jù)。第二種巡檢機器人需要人為的參與，且可能會受到復雜的電磁環(huán)境而誤動作，或者動作不到位，甚至會出現(xiàn)失控的狀況。第三種較之第一種有較大的改進，不過控制系統(tǒng)比較復雜，需要配置足夠多的參考樣本，設計階段難度比較大。另外，針對不同的巡檢對象，所需要的測控環(huán)境系統(tǒng)的復雜程度和硬件結(jié)構(gòu)會有比較大的區(qū)別。例如，實現(xiàn)了變電站各生產(chǎn)室(主控室、繼保室、遠動機房等)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測及輔助電器設備運行控制，前述的三種巡檢機器人在實現(xiàn)上均會有不同的障礙，如遙控的巡檢機器人，其往往受限于遙控裝置的作用距離，不能滿足較大范圍的巡檢，顯然與變電站比較大的狀況不相適應。因此，目前對于各生產(chǎn)室的檢測和運行情況，基本上仍然需要變電站工作人員按時到各個控制室內(nèi)人為的進行相關測試和操作，比如人工采集消防系統(tǒng)的運行狀態(tài)，生產(chǎn)室的溫度、濕度及空調(diào)、電燈的控制等。這種情況下既耗費了人力，又降低了工作效率，體現(xiàn)不出智能化變電站建設的優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容因此，本實用新型的目的在于，提供一種變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，易于操作，且控制環(huán)節(jié)相對比較簡單，尤其是能夠滿足較復雜的巡檢任務。為了實現(xiàn)本本實用新型的發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案為一種變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，包括巡檢機器人、通過第一無線信道與該巡檢機器人通信的主控設備，以及分布在巡檢機器人巡檢線路上巡檢對象側(cè)的分散測控系統(tǒng)；其中，所述巡檢機器人設有射頻識別模塊，對應地在巡檢線路上預設有用于標識所述分散測控系統(tǒng)的識別卡；且所述巡檢機器人上設有第一無線通訊模塊，并在分散測控系統(tǒng)中設有第二無線通訊模塊，以在當前分散測控系統(tǒng)對應的識別卡被識別時，建立當前分散測控系統(tǒng)與巡檢機器人的第二無線信道，進行測控并上傳測控信息。[0011]那么依據(jù)上述結(jié)構(gòu)的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)可以根據(jù)需要預設巡檢路線，并在被測控對象側(cè)設置表示測控對象的識別卡，受作為上位機的主控設備控制的巡檢機器人上則設有識別該識別卡的設備識別模塊，可以準確的進行機器人的?？?，并可以通過所述第二無線信道發(fā)送指令進行測控并把測試結(jié)果上傳給主控設備。其操作可以通過預設邏輯自動完成，且通過射頻識別確定被測控對象的位置，控制環(huán)節(jié)比較緊湊。另一方面，顯見的是，分散測控系統(tǒng)可以處于低功耗的休眠狀態(tài)，可以在與巡檢機器人建立連接時被激活，大大降低了能耗。尤其是每一分散的測控系統(tǒng)的電磁環(huán)境比較簡單，分散區(qū)域范圍較小，可以通過有線連接的方式進行測控，降低了整個測控系統(tǒng)的復雜性，主控設備的測控認為被分散在分散測控系統(tǒng)中，響應速度也快；相比而言，依據(jù)本實用新型的測控系統(tǒng)，能夠完成比較復雜的測控任務。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，所述巡檢線路為設定的軌道。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，，所述識別卡被預埋入對應分散測控系統(tǒng)的軌道部分下。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，所述巡檢機器人上載有無線網(wǎng)橋，用于與所述主控設備建立所述第一無線信道；運算控制模塊，連接所述無線網(wǎng)橋，以與所述主控設備交互；所述射頻識別模塊，連接所述運算控制模塊，以讀取所述識別卡預置的信息；以及信息采集模塊，橋接所述運算控制模塊和所述第一無線通信模塊。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，所述運算控制模塊為工控機。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，所述分散測控系統(tǒng)設置在被測控目標室內(nèi)，且對應室配有繼電器控制的自動門，其中繼電器連接于分散測控系統(tǒng)的控制模塊。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，所述控制模塊構(gòu)成分散測控系統(tǒng)的室內(nèi)測控模塊，且該分散測控系統(tǒng)還包括連接于該室內(nèi)測控模塊的環(huán)境信息采集傳感器和預定的被控對象。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，所述被控對象包括照明設備和空調(diào)。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，所述分散測控系統(tǒng)還包括設置在所述消防系統(tǒng)上用于檢測消防系統(tǒng)狀況的傳感器。上述變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，所述主控設備配置在變電站主控室，至少含有主控主機和顯示屏，并包括連接所述主控主機以建立所述第一無線信道的無線網(wǎng)橋。

圖I為一個較佳應用示例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
參照說明附圖1，圖中閃電標志表示無線通信，分別連接的建立無線通信的三個環(huán)節(jié)，如同建立的無線通信網(wǎng)絡，只不過某些底層設備在響應的條件滿足時進行激活，如在圖中RFID檢測到相應的ID標簽時，激活相應分散測控系統(tǒng)，加入相應的無線網(wǎng)絡，巡檢機器人起到了無線基站的作用。那么依據(jù)圖I所示的配置方式，對應的通信網(wǎng)絡構(gòu)成包括變電站主控是后臺，或者配置在主控室內(nèi)的工業(yè)計算機或者中型機、微機等設備，作為主控設備，設置在變電站主控室內(nèi)，便于綜合評價各設備的運行情況，尤其是便于與變電站其他控制設備聯(lián)控。圖I中，變電站主控室后臺下發(fā)機器人巡檢指令，以此可知，巡檢機器人也可以為多個，并被標識，以滿足不同的巡檢需求，根據(jù)需要激活相應的巡檢機器人進行巡檢。巡檢指令通過無線網(wǎng)橋I和無線網(wǎng)橋II傳達給巡檢機器人；機器人收到指令后開始執(zhí)行巡檢任務，沿預設的運行軌道行走，保證運行的可靠性并提高可控性。當RFID(Radi0Frequency Identif ication,射頻識別)檢測模塊檢測到埋在地上的ID標簽時,經(jīng)過串口將標簽信息傳給工控機，表明已到達可監(jiān)控范圍內(nèi)，可以對所述ID標簽對應的設備進行相關操作了。 工控機通過串口向信息采集模塊發(fā)送信息操作命令，信息采集模塊收到命令后通過無線射頻模塊發(fā)送信息操作命令；室內(nèi)測控模塊通過無線射頻模塊II接收到命令后，根據(jù)命令信息打開或者關閉室內(nèi)電器設備，并通過溫濕度傳感器采集室內(nèi)溫濕度值，通過消防系統(tǒng)采集消防報警信息；當控制和信息采集完成后，通過無線模塊傳給工控機，工控機再通過無線網(wǎng)橋傳給監(jiān)控室后臺。如上所述，根據(jù)本實用新型的信息測控系統(tǒng)，依靠后臺軟件、工控機軟件及各模塊軟件，機器人可在無人工干預的情況下，自動完成巡檢任務，提高了變電站人員的工作效率，體現(xiàn)出機器人的智能性。上述設置軌道的方式在于保障巡檢機器人的可靠運行，如果巡檢機器人的配置較好，可以不設軌道，據(jù)以產(chǎn)生的巡檢機器人靈活性更好，不過成本高，且可控性差。無線信道的建立有多種方式，且根據(jù)作用距離的原因和成本又有區(qū)分，顯然，本方案中如變電站主控室后臺與巡檢機器人之間的通信，所需要的作用距離遠，且通訊質(zhì)量比較好，尤其是要求有較高的抗干擾能力。而相反的是，如巡檢機器人與特定的分散測控系統(tǒng)之間的通訊，距離則比較近，如果采用如與變電站主控室后臺一樣的通訊設備，必然成本偏高，尤其是被大量應用的條件下。因此，此類通訊設備最好采用作用距離近，抗干擾能力較弱，但在相應的作用距離上能夠滿足較好的通訊質(zhì)量的通訊設備，如附圖I所示的無線射頻模塊I和無線射頻模塊II。當然，本方案并不排除采用相同的通信設備，配置比較簡單，但成本相對會較高，經(jīng)濟性差。信息采集模塊是一種接口電路，其實如果分散測控系統(tǒng)已經(jīng)完成了相關采集信息的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和封裝，對該信息采集模塊的結(jié)構(gòu)電路設計僅限于數(shù)據(jù)的搬運，并不需要在對數(shù)據(jù)作出處理，如網(wǎng)卡。而對于工控機，屬于工業(yè)計算機，更確切的講屬于專用計算機，面向?qū)ο蟮拈_發(fā)應用，整體相對簡單，可靠性好。但不排除其他運算控制模塊的使用，如單片機，單片機中也可以做成專用芯片，構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)。同時也可以采用PLC，成本較高，但可靠性更好。據(jù)此，本領域的技術(shù)人員可以根據(jù)自己的需要進行選擇。如前所述，分散測控系統(tǒng)可能被設置在室內(nèi)，那么，尤其是，在變電站環(huán)境，可能某些設備被設置在屏蔽效果較好的室內(nèi)，因此，該室最好能夠設置自動門，同時，也不排除巡檢機器人的巡檢路徑延伸到室內(nèi)。這樣可以滿足自動巡檢的需要。影響電力設備運行的環(huán)境參數(shù)主要是溫濕度，因此，相關采集信息至少應當包括溫濕度數(shù)據(jù)，采用溫濕度傳感器或者變送器可以滿足這種需求。同時，注意消防設備的監(jiān)控。此外，涉及到在測控時某些被測設備的配合問題，應當根據(jù)分散測控系統(tǒng)的被測 設備狀況進行配置，據(jù)此，本領域的技術(shù)人員易于設置。
權(quán)利要求1.一種變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，包括巡檢機器人、通過第一無線信道與該巡檢機器人通信的主控設備，以及分布在巡檢機器人巡檢線路上巡檢對象側(cè)的分散測控系統(tǒng)； 其中，所述巡檢機器人設有射頻識別模塊，對應地在巡檢線路上預設有用于標識所述分散測控系統(tǒng)的識別卡； 且所述巡檢機器人上設有第一無線通訊模塊，并在分散測控系統(tǒng)中設有第二無線通訊模塊，以在當前分散測控系統(tǒng)對應的識別卡被識別時，建立當前分散測控系統(tǒng)與巡檢機器人的第二無線信道，進行測控并上傳測控信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述巡檢線路為設定的軌道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述識別卡被預埋入對應分散測控系統(tǒng)的軌道部分下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述巡檢機器人上載有 無線網(wǎng)橋，用于與所述主控設備建立所述第一無線信道； 運算控制模塊，連接所述無線網(wǎng)橋，以與所述主控設備交互； 所述射頻識別模塊，連接所述運算控制模塊，以讀取所述識別卡預置的信息；以及 信息采集模塊，橋接所述運算控制模塊和所述第一無線通信模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述運算控制模塊為工控機。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述分散測控系統(tǒng)設置在被測控目標室內(nèi)，且對應室配有繼電器控制的自動門，其中繼電器連接于分散測控系統(tǒng)的控制模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊構(gòu)成分散測控系統(tǒng)的室內(nèi)測控模塊，且該分散測控系統(tǒng)還包括連接于該室內(nèi)測控模塊的環(huán)境信息采集傳感器和預定的被控對象。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述被控對象包括照明設備和空調(diào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述分散測控系統(tǒng)還包括設置在所述消防系統(tǒng)上用于檢測消防系統(tǒng)狀況的傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，其特征在于，所述主控設備配置在變電站主控室，至少含有主控主機和顯示屏，并包括連接所述主控主機以建立所述第一無線信道的無線網(wǎng)橋。
專利摘要本實用新型公開了一種變電站智能巡檢機器人環(huán)境信息測控系統(tǒng)，包括巡檢機器人、通過第一無線信道與該巡檢機器人通信的主控設備，以及分布在巡檢機器人巡檢線路上巡檢對象側(cè)的分散測控系統(tǒng)；其中，所述巡檢機器人設有射頻識別模塊，對應地在巡檢線路上預設有用于標識所述分散測控系統(tǒng)的識別卡；且所述巡檢機器人上設有第一無線通訊模塊，并在分散測控系統(tǒng)中設有第二無線通訊模塊，以在當前分散測控系統(tǒng)對應的識別卡被識別時，建立當前分散測控系統(tǒng)與巡檢機器人的第二無線信道，進行測控并上傳測控信息。依據(jù)本實用新型的測控系統(tǒng)易于操作，且控制環(huán)節(jié)相對比較簡單，尤其是能夠滿足較復雜的巡檢任務。
文檔編號H02B3/00GK202443332SQ20122006232
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者孫大慶, 欒貽青, 王明瑞, 王海鵬, 肖鵬 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司