一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统及方法与流程

1.本发明涉及火电厂运行维护技术领域，具体为一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统及方法。


背景技术：

2.我国电力的主要来源是火力发电，火电厂内设备集中、管道分布广、空间狭小，环境较为复杂。为了保障电厂安全稳定的运行，需要定期进行巡检，目前多采用人工作业。人工巡检的方式成本高、效率低，工作人员的安全也存在一定隐患。随着“智能电网”理念的广泛推广，建设智慧化电厂已经成为电网技术发展的必然趋势，采用智能机器人替代人工能有效的避免人工巡检劳动强度大、工作效率低、可控性低等不足，拥有工作状态稳定、检测精度高、检测信息智能分析的特点。这一技术将大大提高火电厂发电可靠性和安全程度，加强火电厂巡检系统的智能化建设，完善“智能电网”体系。
3.基于目前电厂内信息化的水平，巡检工作等绝大多数作业仍需人工完成，耗费了大量的人力。人工巡检除了巡视工作效率低，巡检人员工作量大外，还存在着无法进行频繁的来回巡检、巡检手段单一、具有安全隐患等问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统及方法，具备高效巡检、提高电厂安全的优点，解决了现有技术中，电厂人工巡检工作不仅效率低下，而且具有安全隐患的问题。
5.为实现上述高效巡检和安全可靠的目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统，包括应用层、网络层和感知层，所述感知层与网络层单向连接，所述网络层与应用层单向连接，所述应用层总体分为支撑系统和具体业务应用，所述支撑系统用于保障具体业务应用，包括现场巡检机器人的状态检测和全厂三维建模，所述具体业务应用包括智能巡检、三维可视化和统计分析，用于分析机器人的巡检结果，优化机器人的巡检路线和巡检周期。
6.优选的，所述应用层包括服务器、工作站和集控平台，所述网络层包括集控端交换机和多个站端交换机，所述感知层包括环境总控制器、无线路由器、无线ap、有线路由器、室内轮式机器人、室外轮式机器人和室内轨道机器人，多个所述站端交换机通过光纤与集控端交换机相连接，所述集控端交换机通过光纤与服务器相连接，所述室内轮式机器人与无线路由器相连接，所述室外轮式机器人与无线ap相连接，所述室内轨道机器人与有线路由器相连接。
7.优选的，所述环境总控制器包括气体传感器、门禁安防模块、烟雾报警器、温湿度传感器和水位传感器。
8.优选的，所述感知层还包括硬盘录像机和视频监控设备，所述硬盘录像机和视频监控设备用于对机器人覆盖不到的部位进行补充。
9.优选的，所述集控端交换机与多个站端交换机之间安装有第一防火墙，所述集控端交换机与服务器之间安装有第二防火墙。
10.优选的，所述感知层用于直接收取电厂的现场数据及信息，所述网络层用于数据及信息的传输，所述应用层用于对数据进行储存及进一步开发和展示。
11.优选的，所述室内轮式机器人、室外轮式机器人和室内轨道机器人均搭载红外热像仪、高清摄像头、温湿度传感模块、交互式实时对讲平台、声光报警器、超声传感器、无线接收模块等部件。
12.一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统的方法，包括以下步骤：
13.s1：由感知层的各式巡检设备、现场传感器、工业视频等直接收取现场数据及信息；
14.s2：通过无线网络和后台控制系统，实现现场在线管控和巡检结果实时传输至网络层的交换机上；
15.s3：步骤s中的交换机将数据送至应用层的服务器、工作站和集控平台上进行储存及进一步开发和展示；
16.s4：集控平台融合大数据、人工智能、三维、视频识别、红外识别技术，进行生产现场的自动巡检、异常的自动识别、异常的自动报警；
17.s5：通过三维视频融合技术立体直观的监控现场巡检的情况，构建设备异常模型，将现场巡检的结果推送至大数据平台，形成巡检知识库，指导电厂智能巡点检系统的建设。
18.与现有技术相比，本发明提供了一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统及方法，具备以下有益效果：
19.该智慧电厂自主巡检机器人巡检系统及方法，以物联网为基础，结合大数据、人工智能、三维、视频识别、红外识别等技术，实现生产现场的自动巡检、异常的自动识别、异常的自动报警，通过三维视频融合技术立体直观的监控现场巡检的情况，提高巡检效率，提升设备可靠性，构建设备异常模型，将现场巡检的结果推送至大数据平台，形成巡检知识库，指导电厂智能巡点检系统的建设，实现巡检工作的高效、安全、可靠，降低设备管理成本，提升设备可靠性。
附图说明
20.图1为本发明提出的一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统的示意图。
21.图中：1应用层、2网络层、3感知层、4气体传感器、5门禁安防模块、6烟雾报警器、7温湿度传感器、8水位传感器、9第一防火墙、10第二防火墙、101服务器、102工作站、103集控平台、201集控端交换机、202站端交换机、301环境总控制器、302无线路由器、303无线ap、304有线路由器、305室内轮式机器人、306室外轮式机器人、307室内轨道机器人、308硬盘录像机、309视频监控设备。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1，一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统，包括应用层1、网络层2和感知层3，感知层3与网络层2单向连接，网络层2与应用层1单向连接，感知层3用于直接收取电厂的现场数据及信息，网络层2用于数据及信息的传输，应用层1用于对数据进行储存及进一步开发和展示，应用层1总体分为支撑系统和具体业务应用，支撑系统用于保障具体业务应用，包括现场巡检机器人的状态检测和全厂三维建模，具体业务应用包括智能巡检、三维可视化和统计分析，用于分析机器人的巡检结果，优化机器人的巡检路线和巡检周期，通过三维视频融合，直观的监控机器人的巡检情况，提高巡检效率，提升设备可靠性，应用层1包括服务器101、工作站102和集控平台103，集控平台103自身融合大数据、人工智能、视频识别、红外识别等技术，支撑巡检机器人控制、巡检记录采集、巡检异常识别、大数据分析、三维可视化等智能应用功能的实现，同时支撑项目后期电站人员的运维分析，网络层2包括集控端交换机201和多个站端交换机202，感知层3包括环境总控制器301、无线路由器302、无线ap303、有线路由器304、室内轮式机器人305、室外轮式机器人306和室内轨道机器人307，多个站端交换机202通过光纤与集控端交换机201相连接，集控端交换机201通过光纤与服务器101相连接，室内轮式机器人305与无线路由器302相连接，室外轮式机器人306与无线ap303相连接，室内轨道机器人307与有线路由器304相连接，室内轮式机器人305、室外轮式机器人306和室内轨道机器人307可支持定时巡检、定点巡检、指定任务临时巡检、遥控巡检多种巡检方式，在重点区域如升压站、配电室，可以实现温度红外成像、环境和参数异常报警、数据传输等功能。
24.环境总控制器301包括气体传感器4、门禁安防模块5、烟雾报警器6、温湿度传感器7和水位传感器8，方便对电厂的各项数据信息进行全面收集。
25.感知层3还包括硬盘录像机308和视频监控设备309，硬盘录像机308和视频监控设备309用于对机器人覆盖不到的部位进行补充，保证巡检覆盖的全面性。
26.集控端交换机201与多个站端交换机202之间安装有第一防火墙9，对站所进行ip映射，集控端交换机201与服务器101之间安装有第二防火墙10，对服务器101进行ip映射。
27.室内轮式机器人305、室外轮式机器人306和室内轨道机器人307均搭载红外热像仪、高清摄像头、温湿度传感模块、交互式实时对讲平台、声光报警器、超声传感器、无线接收模块等部件，保证运行的可靠性以及功能的齐全性。
28.一种智慧电厂自主巡检机器人巡检系统的方法，包括以下步骤：
29.s1：由感知层3的各式巡检设备、现场传感器、工业视频等直接收取现场数据及信息；
30.s2：通过无线网络和后台控制系统，实现现场在线管控和巡检结果实时传输至网络层2的交换机上；
31.s3：步骤s2中的交换机将数据送至应用层1的服务器101、工作站102和集控平台103上进行储存及进一步开发和展示；
32.s4：集控平台103融合大数据、人工智能、三维、视频识别、红外识别技术，进行生产现场的自动巡检、异常的自动识别、异常的自动报警；
33.s5：通过三维视频融合技术立体直观的监控现场巡检的情况，构建设备异常模型，将现场巡检的结果推送至大数据平台，形成巡检知识库，指导电厂智能巡点检系统的建设。
34.综上所述，该智慧电厂自主巡检机器人巡检系统及方法，以物联网为基础，结合大数据、人工智能、三维、视频识别、红外识别等技术，实现生产现场的自动巡检、异常的自动识别、异常的自动报警，通过三维视频融合技术立体直观的监控现场巡检的情况，提高巡检效率，提升设备可靠性，构建设备异常模型，将现场巡检的结果推送至大数据平台，形成巡检知识库，指导电厂智能巡点检系统的建设，实现巡检工作的高效、安全、可靠，降低设备管理成本，提升设备可靠性。
35.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。