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器人在電力行業(yè)得到了廣泛的應用。那么，隨著智慧電廠建設的深入，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經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國家大學科技園聯(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經營部主任田磊主題演講《基于機器人數(shù)據(jù)采集前端技術的發(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器人討論比較多，這里面有肯定的，也有否認的，本人作為深圳鈺湖一期巡檢機器人的親歷者和負責人，也有這個義務在此把我們所取得的經驗向各位進行交流匯報。

現(xiàn)在先簡單介紹一下深圳鈺湖巡檢機器人系統(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)有廣泛成熟的應用，但是那套機器人系統(tǒng)主要功能是視頻識別和紅外測溫兩大功能，相比于發(fā)電廠多介質生產環(huán)境比較繁雜的場景來說還是遠遠不夠的，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)，介質基本上是涵蓋了燃氣電廠所涉及到的各類介質，除了可燃氣體以外的各類介質。

做一個簡單的總結，我們這個實驗項目還是非常有必要的，我們已經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“基于機器人數(shù)據(jù)采集前端技術的發(fā)電廠智慧運檢系統(tǒng)”。我今天重點還是基于機器人數(shù)據(jù)采集前端。也是結合我們經驗規(guī)劃針對于F級機器人巡檢系統(tǒng)。

先介紹一下我們應用機器人的背景。

第一，發(fā)電行業(yè)的現(xiàn)狀。大概三個特點，1，高強度多重復。拿燃氣聯(lián)合循環(huán)電廠為主，我們一般按照三班制，生產車間高溫的，勞動強度非常大，勢必造成部分巡檢人員巡檢質量低、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，機器人技術發(fā)展到今天已經完全可以替代人勝任巡檢的任務。

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

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，因為機器人在每一個領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)境包括機組粉塵等影響人身健康的工作。

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

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器人進行應急的處置工作。

5，機器人系統(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，包括可燃氣體的泄漏。

6，在很多地方一線工人還是非常緊張的，我們想機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)電機器人的一個應用，我們的目的不是說讓機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、降低勞動強度、緩解職業(yè)健康、提升本質安全。主要具備五大功能：1，自動無軌導航，我們調試期，把提前要做的工作規(guī)劃好、調試好后面機器人就自主的開展工作了。2，具備自動檢測功能，檢測內容包括視頻識別、紅外測溫、液體酸堿的、高溫蒸汽、可燃氣體泄漏的狀態(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，應急處理，在危險場合或者說緊急任務時候可以把機器人派出去，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致的巡檢質量低的缺點。2，相比常規(guī)巡檢，手段更加豐富、技術更加先進。3，在危險區(qū)域，用機器人巡檢是非常明確。4系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，提供指導和幫助。

下面我把具體方案一個介紹，這是我們方案的主設備，這是一臺激光導航的輪式機器人，是由云臺、拾音器、紅外熱成像儀、可見光攝像頭、激光雷達、狀態(tài)燈、防撞開關等。原來機器人配備拾音器相當于遠方對角的功能，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，判斷設備的狀況。

掛軌機器人，根據(jù)應用場合不同選取不同的機器人，儀表都是差不多的。

這是一個系統(tǒng)結構，左下角是機器人本體，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)進行綜合的分析，機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。視頻識別就是機器人搭載高清攝像機，可以實現(xiàn)比如說狀態(tài)指示燈還有一些導閘包括閥門的機械位置，指針式儀表，基本上人能看得懂的機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備接頭的溫度測量，主要是這兩方面的應用。剛才提到的視頻識別還有紅外測溫都是非常成熟的技術了，在變電站都有非常廣泛的應用。

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，大家知道轉接設備是一個衛(wèi)星點的，這樣通過機器人激光測振來說就不用把設備接觸到轉送設備商開始測量了，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，我們都知道振動傳感器受電池高壓還是比較嚴重的，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)場增加那么多設備了，一是增加設備投資，再一個后期的維護量也非常大。

這是現(xiàn)場通過激光測振儀采集的水泵內部的聲音這樣的情況，這樣我們就可以把現(xiàn)場設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)不同的介質采用通過泄漏電纜、紅外測溫等技術綜合分析，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的管理，不符合現(xiàn)場規(guī)定的，雖然說技術實現(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器人系統(tǒng)，通過機器人系統(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，因是我們機器人因為有頻譜分析技術，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，機器人身上只要搭載這種可燃氣體探頭或者各類探頭，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，機器人本體控制，包括任務管理，實施方案的呈現(xiàn)。2，統(tǒng)計分析，就是專家系統(tǒng)開發(fā)。

第七，一個手機的APP功能，這是非常通用的功能，沒有太多的技術難度。

第八，特殊功能。我們二期規(guī)劃的時候還有一套應急機器人，應急機器人都有什么功能，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，具備撲滅初期火災的能力。視頻探視，這個區(qū)域到底是什么情況，可以通過應急機器人來檢查。有毒有害氣體檢測。環(huán)境溫度檢測。這個機器人就是在危險場景下替代人工進行探視及危險處置，保證人身安全的一套應急的機器人。

第九，安全巡更功能。我們這個機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。剛才也說到了，在于一期過程中積累了一些經驗，我們覺得開展不停車巡檢技術還是非常有必要的，原來一期的巡檢機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，除非通過增加機器人的數(shù)量彌補這個缺點，這樣不是最優(yōu)的方案了，后面我們還是力爭能夠實現(xiàn)不停車的巡檢技術，把這個巡檢的時間盡量縮短。目前我們已經有相應的解決方案了，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航。發(fā)電廠生產環(huán)境還是比較復雜的，原來的二維導航還是出現(xiàn)過場景變化過大導致偏航的問題，所以后面我們覺得開展三維導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級機組規(guī)劃的完整的機器人巡檢方案，包括我們可燃集體調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器人，掛軌機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器人來解決。而在比如說主廠房，包括其他的生產車間，我們就可以用這種輪式機器人，這種輪式機器人，他的負載能力更強一些，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，具體的巡檢內容包括設備的發(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)場火災進行管控。

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，目前機器人巡檢系統(tǒng)技術上是可行的，主要的問題事如何去用好這個機器人系統(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)巡檢機器人的技術路線。

我的匯報完畢，感謝各位的聆聽。

(發(fā)言為電力頭條APP根據(jù)速記整理，未經本人審核)