近年來，集自主巡檢、智能監(jiān)控、數(shù)據(jù)智能采集分析、狀態(tài)報警等功能于一體的智能巡檢機(jī)器人在電力行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。那么，隨著智慧電廠建設(shè)的深入，電廠運檢模式也隨之發(fā)生了變化。深圳鈺湖電力有限公司生產(chǎn)經(jīng)營部主任田磊在中國能源研究會節(jié)能減排中心與華北電力大學(xué)國家大學(xué)科技園聯(lián)合舉辦“2018年智慧電廠論壇(第一期)”上發(fā)表了重要講話。北極星電力網(wǎng)全程對會議進(jìn)行直播，如需了解更多的會議直播，請聯(lián)系微信號：13693626116

深圳鈺湖電力有限公司生產(chǎn)經(jīng)營部主任田磊主題演講《基于機(jī)器人數(shù)據(jù)采集前端技術(shù)的發(fā)電廠智慧運檢系統(tǒng)》

首先向各位業(yè)界前輩、電力同仁們報一聲下午好!我是田磊，來自深圳鈺湖電力有限公司。最近一段時間同志們對電力巡檢機(jī)器人討論比較多，這里面有肯定的，也有否認(rèn)的，本人作為深圳鈺湖一期巡檢機(jī)器人的親歷者和負(fù)責(zé)人，也有這個義務(wù)在此把我們所取得的經(jīng)驗向各位進(jìn)行交流匯報。

現(xiàn)在先簡單介紹一下深圳鈺湖巡檢機(jī)器人系統(tǒng)開展情況，實際上這個項目是一個實驗項目，因為我們有一個二期項目，二期項目以機(jī)器人巡檢為核心的少人值守的系統(tǒng)，在此之前沒有太多可見借鑒的成熟經(jīng)驗，計算系統(tǒng)之前在電網(wǎng)變電站系統(tǒng)有廣泛成熟的應(yīng)用，但是那套機(jī)器人系統(tǒng)主要功能是視頻識別和紅外測溫兩大功能，相比于發(fā)電廠多介質(zhì)生產(chǎn)環(huán)境比較繁雜的場景來說還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，為了確保我們這個項目的成功，我們提前在一期開展了這樣一個實驗項目，這個實驗項目主要巡檢范圍，包括了鍋爐的靈敏區(qū)、組建區(qū)、供熱區(qū)包括制水車間。功能有視頻識別、紅外測溫、跑冒滴漏檢測，還有后臺的專家分析系統(tǒng)，介質(zhì)基本上是涵蓋了燃?xì)怆姀S所涉及到的各類介質(zhì)，除了可燃?xì)怏w以外的各類介質(zhì)。

做一個簡單的總結(jié)，我們這個實驗項目還是非常有必要的，我們已經(jīng)掌握了各個方案的優(yōu)缺點，甚至是哪些注意事項，我們在將來要有更好的優(yōu)化方案，現(xiàn)在想想我們還是非常慶幸的，我們通過二期項目直接大規(guī)模上的話，勢必造成失敗。

接下來我向大家重點匯報今天的主題“基于機(jī)器人數(shù)據(jù)采集前端技術(shù)的發(fā)電廠智慧運檢系統(tǒng)”。我今天重點還是基于機(jī)器人數(shù)據(jù)采集前端。也是結(jié)合我們經(jīng)驗規(guī)劃針對于F級機(jī)器人巡檢系統(tǒng)。

先介紹一下我們應(yīng)用機(jī)器人的背景。

第一，發(fā)電行業(yè)的現(xiàn)狀。大概三個特點，1，高強(qiáng)度多重復(fù)。拿燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠為主，我們一般按照三班制，生產(chǎn)車間高溫的，勞動強(qiáng)度非常大，勢必造成部分巡檢人員巡檢質(zhì)量低、錯檢/漏檢的情況發(fā)生。2，我們該是有很多危險原的，比如高溫高壓的蒸汽、壓縮空氣、有害氣體、腐蝕性液體等等，電力行業(yè)可以說是一個高危行業(yè)。3，發(fā)電行業(yè)還是存在很多影響人身健康這樣的因素。

第二，隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)完全可以替代人勝任巡檢的任務(wù)。

第三，機(jī)器人系統(tǒng)也是屬于國家跟地方政府倡導(dǎo)的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)，也是發(fā)電行業(yè)一個發(fā)展的趨勢，各級政府針對機(jī)器人項目都有相應(yīng)的扶持。

第四，也是咱們公司安全升級、管理升級、傳統(tǒng)電廠到現(xiàn)代管理電廠這樣一個升級的需要。

這是我們基于法定行業(yè)的一個背景?；谶@個情況，因為機(jī)器人在每一個領(lǐng)域的需求都是不一樣的，我們覺得在發(fā)電行業(yè)他的需求應(yīng)該是什么樣的，我覺得他要替代人或者幫助人完成以下六方面的工作：

1，幫助人執(zhí)行高溫高壓介質(zhì)包括有害氣體等這些危險因素的巡檢工作。

2，也是幫助人，執(zhí)行一些高噪音環(huán)境包括機(jī)組粉塵等影響人身健康的工作。

3，從降低人員勞動強(qiáng)度考慮，把巡檢時間長、重復(fù)工作這樣的工作完全可以交給機(jī)器人來做。

4，在突發(fā)事件，比如有火情的情況下，我們這時候可以派機(jī)器人進(jìn)行應(yīng)急的處置工作。

5，機(jī)器人系統(tǒng)相比還是存在一些優(yōu)勢的，比如說可以第一時間發(fā)現(xiàn)液體，包括可燃?xì)怏w的泄漏。

6，在很多地方一線工人還是非常緊張的，我們想機(jī)器人能夠緩解這樣一個狀態(tài)。

以上六點是我們針對于發(fā)電機(jī)器人的一個應(yīng)用，我們的目的不是說讓機(jī)器人替代人去把人的工作全部都做了，實際上不是這樣的，我們的目的就是要幫助人去解決一些危險的包括一些勞動強(qiáng)度大這樣的工作?？偟膩碚f，定位就是要提高職工的幸福指數(shù)。

根據(jù)以上我們制定的了這樣一個系統(tǒng)，機(jī)器人數(shù)據(jù)采集前端系統(tǒng)，定位四個方面：緩解用工緊張、降低勞動強(qiáng)度、緩解職業(yè)健康、提升本質(zhì)安全。主要具備五大功能：1，自動無軌導(dǎo)航，我們調(diào)試期，把提前要做的工作規(guī)劃好、調(diào)試好后面機(jī)器人就自主的開展工作了。2，具備自動檢測功能，檢測內(nèi)容包括視頻識別、紅外測溫、液體酸堿的、高溫蒸汽、可燃?xì)怏w泄漏的狀態(tài)等。3，人工智能，包括安全行為分析及監(jiān)視。4，數(shù)據(jù)分析，這也是我們的一個核心，實際上機(jī)器人最終我們能否把它用好還是全靠后面數(shù)據(jù)分析。5，應(yīng)急處理，在危險場合或者說緊急任務(wù)時候可以把機(jī)器人派出去，幫我們執(zhí)行一些危險的操作。

這套系統(tǒng)推廣及實用性主要四個方面，1，克服了人類主觀因素導(dǎo)致的巡檢質(zhì)量低的缺點。2，相比常規(guī)巡檢，手段更加豐富、技術(shù)更加先進(jìn)。3，在危險區(qū)域，用機(jī)器人巡檢是非常明確。4系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，提供指導(dǎo)和幫助。

下面我把具體方案一個介紹，這是我們方案的主設(shè)備，這是一臺激光導(dǎo)航的輪式機(jī)器人，是由云臺、拾音器、紅外熱成像儀、可見光攝像頭、激光雷達(dá)、狀態(tài)燈、防撞開關(guān)等。原來機(jī)器人配備拾音器相當(dāng)于遠(yuǎn)方對角的功能，我們現(xiàn)場也利用上了，我們在后面聲音分析就是通過拾音器把現(xiàn)場聲音識別出來，判斷設(shè)備的狀況。

掛軌機(jī)器人，根據(jù)應(yīng)用場合不同選取不同的機(jī)器人，儀表都是差不多的。

這是一個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，左下角是機(jī)器人本體，身上搭載了智能的傳感，包括紅外成像儀，還有一些高清攝像儀，采集到的數(shù)據(jù)以無線的形式傳輸?shù)阶笊辖?，右上角就是智慧運檢系統(tǒng)，不止機(jī)器人的數(shù)據(jù)，還有其他的數(shù)據(jù)，把所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析，機(jī)器人在這里扮演的角色，比如說一些點檢的數(shù)據(jù)，是主要起這樣一個角色。

這是視頻識別的功能展示。視頻識別就是機(jī)器人搭載高清攝像機(jī)，可以實現(xiàn)比如說狀態(tài)指示燈還有一些導(dǎo)閘包括閥門的機(jī)械位置，指針式儀表，基本上人能看得懂的機(jī)器人都可以自動識別了，根據(jù)你這個數(shù)據(jù)的顯示狀態(tài)會正常的形成報表和趨勢，甚至是保健。

第二大塊，紅外測溫，目前我們主要是用它測量保溫管道的超溫還有變壓器電器設(shè)備接頭的溫度測量，主要是這兩方面的應(yīng)用。剛才提到的視頻識別還有紅外測溫都是非常成熟的技術(shù)了，在變電站都有非常廣泛的應(yīng)用。

后面是我們針對發(fā)電行業(yè)特點聯(lián)合開發(fā)的這樣一些功能，第一個功能，激光測真及拾音，我們在機(jī)器人身上搭載了激光測振儀，有什么優(yōu)點呢，第一個非接觸測量，大家知道轉(zhuǎn)接設(shè)備是一個衛(wèi)星點的，這樣通過機(jī)器人激光測振來說就不用把設(shè)備接觸到轉(zhuǎn)送設(shè)備商開始測量了，我們可以通過激光以無線非接觸的方式完成了這些測量。再一個，高的抗干擾技術(shù)，我們都知道振動傳感器受電池高壓還是比較嚴(yán)重的，因為激光屬性受干擾的因素還是非常小的。整體造價低，因為之前跟很多人探討的時候，大家都提到激光測振儀覺得沒有太大用，他們想比如說在水泵上裝無線的測振探頭，我們當(dāng)時也算了一下，實際上總體成本還是非常高的，我們是把激光機(jī)器人搭載激光測振儀實際上就是完成了以上所有的工作，沒必要在現(xiàn)場增加那么多設(shè)備了，一是增加設(shè)備投資，再一個后期的維護(hù)量也非常大。

這是現(xiàn)場通過激光測振儀采集的水泵內(nèi)部的聲音這樣的情況，這樣我們就可以把現(xiàn)場設(shè)備聲音情況播放出來了，沒有必要跑到下面測量來，也是提高了工作效率。

第四，液體泄漏檢測。我們根據(jù)不同的介質(zhì)采用通過泄漏電纜、紅外測溫等技術(shù)綜合分析，自動判斷液體的狀態(tài)，我們大概用了三種方式，1，圖像對比，比如說這里有滴水，有滴水和沒有滴水的狀態(tài)，我們前后進(jìn)行對比判斷。2，變色涂料，這種變色涂料來在遇液體的時候顏色未發(fā)生變化，但是我們這邊都有相應(yīng)的管理，不符合現(xiàn)場規(guī)定的，雖然說技術(shù)實現(xiàn)上比較方便，但是還是不符合現(xiàn)場的規(guī)定。3，用液體傳感器，他是在管道上鋪設(shè)這樣一條，泄漏檢測的電纜，泄漏檢測的電纜是直接嵌入到機(jī)器人系統(tǒng)，通過機(jī)器人系統(tǒng)以無線的方式傳輸?shù)胶笈_的，這個方案最大的優(yōu)點就可以實現(xiàn)實時的測量，不像其他的方案需要機(jī)器人巡檢的時候才能發(fā)現(xiàn)，這種方案就可以實現(xiàn)實時測量了，只要管道上有微小的泄漏就可以第一時間報警，通過檢測人員處理。但是缺點就是需要增加額外的設(shè)備，需要有額外的投資，這也是他的一個缺點。還有一個缺點就是，目前的造價還是比較貴的，所以說我們也希望將來咱們高校能夠針對這個技術(shù)開展一些研究，能夠把這個成本降下來，我覺得是一個非常有用的功能。

第五，蒸汽包括壓縮空氣的寫所檢測分析，我們也是用到了幾種方案，包括有溫度差的這樣的，比如說高溫蒸汽的泄漏，我們完全可以通過紅外的分析技術(shù)來直接就可以判斷了，這個功能是非常好實現(xiàn)的。而壓縮空氣這樣一個檢測方案，剛才也簡單提到了，我們通過聲壓計提取后臺的聲音，在后臺進(jìn)行頻譜的分析，判斷這個聲音到底屬于異常聲音還是正常聲音，這種分析還是很重要的，完全把一個閥門壓縮空氣的軟管脫落以后這個聲音是掩蓋過去的，用人來聽實際上也是有難度的，因是我們機(jī)器人因為有頻譜分析技術(shù)，可以把其他的正常聲音都過濾掉，分析這種聲音，這也是切實可行的有效方案。第三塊，機(jī)器人身上只要搭載這種可燃?xì)怏w探頭或者各類探頭，很清晰的實現(xiàn)氣體的泄漏檢測了。

第六，智慧運檢系統(tǒng)，主要實現(xiàn)兩個功能，1，機(jī)器人本體控制，包括任務(wù)管理，實施方案的呈現(xiàn)。2，統(tǒng)計分析，就是專家系統(tǒng)開發(fā)。

第七，一個手機(jī)的APP功能，這是非常通用的功能，沒有太多的技術(shù)難度。

第八，特殊功能。我們二期規(guī)劃的時候還有一套應(yīng)急機(jī)器人，應(yīng)急機(jī)器人都有什么功能，首先他是手動遙控的，再一個有爬樓，帶有機(jī)械臂等實現(xiàn)簡單的操作，搭載了滅火器，具備撲滅初期火災(zāi)的能力。視頻探視，這個區(qū)域到底是什么情況，可以通過應(yīng)急機(jī)器人來檢查。有毒有害氣體檢測。環(huán)境溫度檢測。這個機(jī)器人就是在危險場景下替代人工進(jìn)行探視及危險處置，保證人身安全的一套應(yīng)急的機(jī)器人。

第九，安全巡更功能。我們這個機(jī)器人通過人員身份的識別，包括異常行為的分析實現(xiàn)全線管理，包括不正確佩戴安全帽、安全帶的功能。

特殊的功能：

1，不停車巡檢技術(shù)。剛才也說到了，在于一期過程中積累了一些經(jīng)驗，我們覺得開展不停車巡檢技術(shù)還是非常有必要的，原來一期的巡檢機(jī)器人我們感覺巡檢時間還是偏慢，還是不能完全滿足咱們發(fā)電廠這樣一個巡檢的需求，除非通過增加機(jī)器人的數(shù)量彌補(bǔ)這個缺點，這樣不是最優(yōu)的方案了，后面我們還是力爭能夠?qū)崿F(xiàn)不停車的巡檢技術(shù)，把這個巡檢的時間盡量縮短。目前我們已經(jīng)有相應(yīng)的解決方案了，在后續(xù)的項目里會開展實際的實施。

2，三維激光無軌化導(dǎo)航。發(fā)電廠生產(chǎn)環(huán)境還是比較復(fù)雜的，原來的二維導(dǎo)航還是出現(xiàn)過場景變化過大導(dǎo)致偏航的問題，所以后面我們覺得開展三維導(dǎo)航研究還是非常有必要的，降低它的偏航率，保證巡檢的穩(wěn)定性。

這是我們針對F級機(jī)組規(guī)劃的完整的機(jī)器人巡檢方案，包括我們可燃集體調(diào)壓站是用什么樣的巡檢方案，我們都做了總體的規(guī)劃。

舉幾個實際的例子，比如說鍋爐上采用掛軌機(jī)器人，掛軌機(jī)器人的適用范圍也是比較多的，比如說主變區(qū)，剛才提到的鍋爐，包括變電站，都可以用這種掛軌機(jī)器人來解決。而在比如說主廠房，包括其他的生產(chǎn)車間，我們就可以用這種輪式機(jī)器人，這種輪式機(jī)器人，他的負(fù)載能力更強(qiáng)一些，可以搭載更多的智能儀表。

我們拿油系統(tǒng)巡檢為例，比如說我們依靠科燃物體，包括高溫燃燒點的管控來杜絕系統(tǒng)的爆燃事故的發(fā)生，我們主要就是巡檢兩塊，一塊就是有沒有可燃的氣體，再一塊是有沒有高溫的引火電，具體的巡檢內(nèi)容包括設(shè)備的發(fā)熱狀態(tài)，包括各個表劑的狀態(tài)，還有現(xiàn)場跑冒滴漏，有沒有漏油，有沒有漏油氣的問題，還有現(xiàn)場表劑的識別，現(xiàn)場有沒有異物遺留，等等，通過以上巡檢對現(xiàn)場火災(zāi)進(jìn)行管控。

后期工作的開展，我們還是希望后面能夠與高校包括專業(yè)的研究院合作，針對咱們行業(yè)的痛點，加上高效的解決方案。

總體做個評價，目前機(jī)器人巡檢系統(tǒng)技術(shù)上是可行的，主要的問題事如何去用好這個機(jī)器人系統(tǒng)，在什么地方用，這個是目前我們發(fā)電行業(yè)急需解決的，本人也希望通過與各位專家的探討，能夠明晰一條，符合咱們發(fā)電行業(yè)巡檢機(jī)器人的技術(shù)路線。

我的匯報完畢，感謝各位的聆聽。

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