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变电站机器人的技术要求
- 2018-11-27 -

   变电站机器人是一种用于对变电站进行巡检的机器人。因为变电站的巡检是在户外进行,所以变电站机器人需要能够满足在户外进行工作,在巡检过程当中需要将巡检的信息传回,变电站机器人需要具备传输系统。

   变电站机器人系统是一个完整并且复杂的结构体系,主要分为巡检机器人移动体部分、监控中心部分(也称基站,主要用于对机器人进行有效的监视、控制和管理)和网络通道部分组成,利用网络通道连接巡检机器人移动体部分和基站部分,实现机器人检测信息的传递和基站控制指令的下发,再将变电站机器人系统获得的数据信息上传给系统调度中心。为适应变电站户外运行需求,机器人车体选用轮式四轮驱动,在运动控制中应用PID控制及PMSM矢量控制算法进行车体控制,实现转速精确控制和转矩快速响应,保证了控制算法的成熟性和稳定性。4轮独立驱动及柔性匹配控制实现了零转弯半径,原地360°旋转,现场路径规划灵活,环境适应能力强。驱动电机使用低磁阻大扭矩驱动电机,系统调速范围宽、效率高、可靠性好,机器人的运行速度可达1.1 m/s,可越过10 cm障碍物、爬坡能力达到25°。

   变电站机器人一般采用磷酸铁锂电池供电,电池额定电压36 V,电池容量50Ah,为满足电池充放电及储运状态下的安全要求,电池安装在防爆、阻燃材料制作的专用电池箱内。锂电池组电源管理系统(BMS)采用集中式管理。BMS由主控单元(CMU)和若干个监控单元(BMU)组成。BMU检测和均衡管理电池模块的电压和温度,并将数据传给CMU。CMU检测锂电池组的总电压、总电流及绝缘度,负责与机器人控制系统及充电机通信,对电池组充放电进行保护。机器人系统主要包括移动体运动控制子系统和工作子系统两大部分,移动体运动控制子系统硬件由PC104主板和PMAC-104运动控制卡和电机驱动器组成,主要负责机器人在巡检过程中的运动行为的控制移动。

   变电站机器人在无人值班变电站一些通过电气信号难以检测的运行状态,例如变压器漏油,绝缘气体压力变化,火灾和盗窃等可借助机器人所携带的图像来检测;变压器开关及各种电气接头内部发热可以利用机器人携带的红外热像仪来检测;变压器等设备的声音异常可以利用声音采集处理系统进行识别。巡检机器人本体采集到的大量的设备红外图像信息、视频图像信息、移动体的运行状态信息等各种数据都要通过网络通道传输到基站,基站给机器人移动体系统发送控制指令也要经过网络通道。网络通道作为连接机器人移动体和基站之间的纽带,良好的网络通信能力是保证基站计算机和机器人移动体正常工作的前提,网络通道必须具备高带宽、良好的实时性和可靠性。对于变电站这个特殊的通信环境,建设的无线网络通道要具备较强抗干扰性和较高可靠性。

变电站机器人