[發(fā)明專利]變電站帶電水沖洗機器人控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410459319.0
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN105045157B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 魯守銀;李健;陳強;慕世友;任杰;傅孟潮;韓磊;王振利;譚林;呂曦晨;張海龍;王濱海;李建祥;趙金龍;高郎宏
• 申請（專利權(quán)）人: 山東魯能智能技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05D3/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了變電站帶電水沖洗機器人控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括遙控模塊、車載監(jiān)控模塊和平臺信息采集模塊；所述遙控模塊與車載監(jiān)控模塊之間及車載監(jiān)控模塊和平臺信息采集模塊之間均采用無線設備構(gòu)建WIFI網(wǎng)絡實現(xiàn)三模塊間的數(shù)據(jù)交互；可有效減輕人工清洗工作的繁重體力勞動，保證操作人員的人身安全，同時通過對設備污穢的清洗，防止設備污閃事故、保證電網(wǎng)的安全運行。

技術領域

本發(fā)明涉及變電站帶電水沖洗機器人控制系統(tǒng)及方法。

背景技術

隨著大氣環(huán)境污染日趨嚴重，電網(wǎng)設備污閃事故增加,嚴重影響電網(wǎng)設備安全運行。絕緣子表面沉積了污穢物質(zhì)是造成變電站設備污閃的主要原因，據(jù)統(tǒng)計，由污穢引起的絕緣閃絡事故目前在電網(wǎng)事故總數(shù)中已占到第2位，僅1971-1994年全國35-500kV發(fā)、變電站就污閃1768座次。采取有效措施防止電網(wǎng)大面積污閃事故的發(fā)生,是提高電網(wǎng)供電可靠性的重要內(nèi)容之一。

而對于污穢若采用停電清掃的方式，不僅需要耗費巨大的人力和物力，還嚴重影響供電的連續(xù)性。隨著電網(wǎng)容量增長，設備停電的機會越來越少、停電時間也越來越短。設備停電清掃成為難于實現(xiàn)的措施。為及時清掃設備表面污穢、防止設備污閃事故、帶電水沖洗是目前較為通用的一種手段。然而，帶電水沖洗勞動強度大，且由于距離帶電設備很近，對操作人員的人身安全有一定影響。

在現(xiàn)階段的變電站絕緣子沖洗作業(yè)主要存在以下缺點：

1、沖洗方式大多是由清洗技術人員手持沖洗設備進入現(xiàn)場進行作業(yè)，人工沖洗不僅依賴于天氣情況，還需要清洗人員具備較高技術水平及熟練的操作流程，對絕緣子進行帶電水沖洗時需要高規(guī)格的安全防護，以避免短路電流造成的安全事故，引發(fā)人員傷亡，這類作業(yè)方式存在安全隱患；人工作業(yè)面臨著勞動強度大，效率低，自動化水平低等諸多問題；

2、考慮到帶電水沖洗作業(yè)受到?jīng)_洗角度、水壓等多方面的影響，人工作業(yè)有時不能把設備外絕緣表面的污穢物完全沖走；無自動化的控制系統(tǒng)，保持供電的連續(xù)性。

因此研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)自動、遠程控制的控制系統(tǒng)來驅(qū)動水沖洗機器人進行帶電水沖洗作業(yè)是非常有必要的，是符合時代發(fā)展要求的。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明公開了變電站帶電水沖洗機器人控制系統(tǒng)及方法，變電站帶電作業(yè)水沖洗機器人系統(tǒng)，可以代替操作人員，在不停電的情況下對變電站設備進行機器人帶電水沖洗作業(yè)，其可有效減輕人工清洗工作的繁重體力勞動，保證操作人員的人身安全，同時通過對設備污穢的清洗，防止設備污閃事故、保證電網(wǎng)的安全運行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

變電站帶電水沖洗機器人控制系統(tǒng)包括遙控模塊、車載監(jiān)控模塊和平臺信息采集模塊；所述遙控模塊與車載監(jiān)控模塊之間及車載監(jiān)控模塊和平臺信息采集模塊之間均采用無線設備，構(gòu)建WIFI網(wǎng)絡，實現(xiàn)三模塊間的數(shù)據(jù)交互；

遙控模塊通過無線WIFI向TRIO控制器下發(fā)機械臂控制命令，實現(xiàn)機械臂的開環(huán)控制；工控機、TRIO控制器、液壓比例閥及各軸的角度傳感器又組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對機械臂的閉環(huán)伺服控制。

所述遙控模塊包括由工控機、觸摸屏、遙控手柄和按鍵，在控制系統(tǒng)中，一方面，遙控手柄、觸摸屏和按鍵均與工控機連接，通過無線WIFI向TRIO控制器下發(fā)機械臂控制命令，實現(xiàn)機械臂的開環(huán)控制；另一方面，工控機、TRIO控制器、液壓比例閥及各軸的角度傳感器又組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對機械臂的閉環(huán)伺服控制。

所述車載監(jiān)控模塊布置在水沖洗機器人運載平臺之上，液壓比例閥是車載監(jiān)控模塊的末端執(zhí)行機構(gòu)，其控制電壓的范圍為0-12V，6V為中位，此時液壓比例閥控制液壓馬達停止運動；當輸入電壓大于6V時，控制液壓馬達正向旋轉(zhuǎn)，當輸入電壓小于6V時，控制液壓馬達反向旋轉(zhuǎn)，通過TRIO控制器IO輸出口與各關節(jié)液壓比例閥輸入口連接，通過控制TRIO控制器輸出口的輸出電壓，實現(xiàn)機器人液壓執(zhí)行機構(gòu)的運動方向及運動速度的控制。