智能配电巡检机器人在三河口选煤厂的应用

2021-03-18宋文轩

煤炭加工与综合利用 2021年2期

宋文轩

(平顶山中选自控系统有限公司，河南平顶山 467000)

1 概述

三河口选煤厂智能配电巡检机器人系统使用前，检修人员在办理停送电手续时，路途费时或其他因素导致不能及时停送电，停送电操作一般会拖延到十几分钟甚至几十分钟，延迟检修计划导致浪费时间及影响生产。为解决此问题，三河口选煤厂使用了智能配电巡检机器人系统，该系统通过手机app申请需要停送电的设备，在值班领导批准送电后，有权限的远程停送电操作人员将对设备进行远程停送电，配电室巡检机器人会快速准确地预制到相应抽屉柜的位置，将抽屉柜当前的停送电情况通过视频方式传回操作室，实现精准有效的远程停送电。

2 系统描述

智能配电巡检机器人系统主要包括集中控制远程分合闸系统，选煤厂网管式停送电控制系统，巡检机器人，综保后台管理系统4个部分。集中控制远程分合闸系统通过PLC对电动操作机构进行远程分合，并监视该设备的分合状态；选煤厂网管式停送电控制系统依据选煤厂的停送电制度，实现停送电申请的电子流程，在回路停送电流程审批完成后，由操作员远程打开需要停送电设备界面；当操作员打开上位机停送电界面后，巡检机器人准确快速地预制到需要停送电的抽屉位置，将视频信号传回集控室上位机停送电界面，操作员通过抽屉柜上的状态指示灯判断停送电指令是否真正执行；综保后台管理系统通过485总线通讯方式采集各设备回路数据，有故障报警时与巡检机器人联动。

2.1 集中控制远程分合闸系统

本系统和选煤厂主洗系统共用1套PLC，主要由西门子416H PLC，上位机WINCC 7.3，下位机Step 7 5.4及通讯模块 I/O模块组成，硬件配置如图1所示。

当操作员接收到停送电审批后，打开上位机停送电界面，点击停电或送电按钮，对设备进行停送电操作。控制界面见图2。

图2 控制界面

2.2 选煤厂网管式停送电控制系统

本系统是基于三河口选煤厂开发的智能化软件决策平台终端服务系统，在该系统单独设立停送电管理模块，严格按照选煤厂停送电管理流程执行。

以307设备为例，当307需要停送电时，需要申请人在该模块上进行停送电申请，申请通过智能化软件决策平台终端服务系统发送到值班领导的手机，值班领导通过手机审批后，远程分合闸操作员接到通知，才可操作。在未接受审批任务时，操作员是没有权限对设备进行远程分合闸操作的。审批模式见图3。

图3 审批模式

2.3 巡检机器人系统

巡检机器人的配置为巡检机器人本体、智能终端监控软件、轨道及其他辅助设施。性能描述：

(1)电源适应性：机器人本体采用滑处式供电方式，DC24V。

(2)运动性能：在轨道上运行的最大速度大于 30 m/min；最小转弯直径应小于350 mm。

(3)云台性能：预置位数量不小于4 000个；垂直范围：-75°～90°；水平范围±180°。

(4)自动导航定位：重复导航定位误差不大于5 mm。

(5)通讯性能：机器人应能与本地监控后台采用无线通信方式，通信模块的选择取决于通信距离，室内轨道巡检机器人的最大通信距离不小于 200 m，工作可靠。

(6)智能终端控制软件能够与机器人进行通信，显示机器人发送的视频以及各巡检数据，并能够下发控制指令，控制机器人的巡检方式、运动方向，设置各传感器的报警阈值等。

图4 机器人巡检及报警

2.4 综保后台系统

通讯管理机通过485通讯采集各配电回路电机综合保护器实时数据与报警，并通过以太网方式接入智能配电巡检机器人系统，当某一配电回路产生报警时，系统给巡检机器人发定位指令，巡检机器人自主移动到报警回路位置，并将视频、音频信号上传至集控中心。

3 效果分析

(1)选煤厂智能配电巡检机器人系统可节省部分人工费用支出。

三河口矿业有限责任公司选煤厂原主厂房660 V配电室岗位3班共8人，每班2人，轮休2人。自2019年8月15日智能配电巡检机器人使用后，配电室顺利完成了新一轮配电室的“精益+智能”改造工程，实现配电室无人值守，提高重要设备巡检质量的同时，减轻人员劳动量，节省部分人工费用支出，按年人均工资8万元计算，此项目的实施年可节约人工工资：8人×8万元=64万元。

(2)提高了工作效率，并能保障停送电的可靠性和安全性。

原来日常检修任务中，检修人员在办理停送电手续时，路途费时或其他因素导致不能及时停送电，延迟检修计划导致浪费时间及影响生产。智能配电巡检机器人系统的使用，通过集中控制远程分合闸系统、智能操作软件、巡检机器人的共同配合，PLC控制系统实现对低压660 V开关远程分合闸，远程操作人员按照操作流程进行操作，操作软件具有授权、操作、挂牌、摘牌等功能，能够及时地进行申请—审批—操作停送电，高效完成原来繁琐费时的停送电手续。同时，巡检机器人准确快速地预制到需要停送电的抽屉位置，将视频信号传回集控室上位机停送电界面，操作员通过抽屉柜上的状态指示灯判断停送电指令是否真正执行。