一、項(xiàng)目背景

為實(shí)現(xiàn)電力安全生產(chǎn)管控工作的智能化、全面化升級(jí)，通過(guò)部署智能軌道巡檢監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電廠設(shè)備巡檢自動(dòng)化，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提升對(duì)設(shè)備的安全管控，提高數(shù)據(jù)采集質(zhì)量，提升工作效率，提升電力企業(yè)安全生產(chǎn)效能及風(fēng)險(xiǎn)隱患防控能力。

火電廠輸煤系統(tǒng)，作為電廠的重要組成部分，其安全可靠的運(yùn)行是保證電廠實(shí)現(xiàn)安全高效不可缺少的環(huán)節(jié)，如設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，直接影響到機(jī)組運(yùn)行。另外輸煤廊道環(huán)境差、作業(yè)線長(zhǎng)，人員巡檢工作量大，漏檢因素較多，屬于火災(zāi)的隱患高發(fā)地帶，因此輸煤皮帶設(shè)備的智能巡檢工作是必然趨勢(shì)。

通過(guò)軌道平臺(tái)搭載紅外熱像儀、高清攝像機(jī)、溫度傳感器、聲波傳感器、聲光報(bào)警器、粉塵濃度檢測(cè)儀、氣體檢測(cè)儀等傳感器循環(huán)運(yùn)行，既能直觀監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)圖像，又能對(duì)皮帶設(shè)備正常運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)行智能無(wú)人化值守。

二、建設(shè)目標(biāo)

本方案的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在輸煤皮帶部署一套軌道平臺(tái)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提高生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)巡檢效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的安全管控，提升電廠智慧化管理水平，構(gòu)建全過(guò)程、可視化、智能化、規(guī)范化的作業(yè)管控及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)即時(shí)、可靠、穩(wěn)定的落煤管堵塞感知、皮帶撕裂感知、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備溫度感知、視頻監(jiān)視、動(dòng)態(tài)追蹤等功能，達(dá)到全天無(wú)間斷的輸煤皮帶巡檢，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸煤廊道落煤管堵塞、皮帶撕裂、皮帶跑偏、漏煤、積煤、煤粉自燃、電機(jī)減速機(jī)高溫、異響、電纜現(xiàn)場(chǎng)起火等隱患，全面提高輸煤系統(tǒng)的安全性、可靠性和及時(shí)性，減少現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員的工作強(qiáng)度，提升生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的本質(zhì)安全水平，實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的智能化，同時(shí)為整體輸煤系統(tǒng)更全面的智能化創(chuàng)造底層的數(shù)據(jù)條件和應(yīng)用基礎(chǔ)。

三、系統(tǒng)概述

本方案可實(shí)現(xiàn)通過(guò)采用智能設(shè)備代替人工進(jìn)行巡檢，智能設(shè)備采用智能軌道機(jī)器人、高清攝像機(jī)、聲波監(jiān)測(cè)儀、熱成像溫度監(jiān)測(cè)儀、粉塵濃度檢測(cè)儀、氣體檢測(cè)儀等傳感器，通過(guò)定制的在線監(jiān)測(cè)軟件，做到周期固定、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度高、快速將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器并保存，避免人為因素造成不必要的安全隱患。通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)第一時(shí)間將設(shè)備異常情況進(jìn)行告警，對(duì)于異常數(shù)據(jù)結(jié)果自動(dòng)推送給相應(yīng)的負(fù)責(zé)人客戶端。

在大量數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，通過(guò)大數(shù)據(jù)處理，對(duì)整體的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型搭建，綜合機(jī)器算法學(xué)習(xí)，對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，提前提示設(shè)備管理人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，有效提高設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間及效率。

根據(jù)廊道長(zhǎng)度及巡檢需求，可布置多臺(tái)機(jī)器人同軌道分區(qū)域不間斷、無(wú)死角采集監(jiān)測(cè)，軌道平臺(tái)搭載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上線后可有效保障準(zhǔn)確實(shí)施的數(shù)據(jù)、皮帶作業(yè)人員的安全，提高工作效率，提升機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。軌道平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)坡度廊道運(yùn)行、豎直運(yùn)行、圓弧彎運(yùn)行。

四、系統(tǒng)拓?fù)鋱D

通過(guò)軌道平臺(tái)搭載的檢測(cè)設(shè)備，獲取巡檢點(diǎn)位相關(guān)數(shù)據(jù)及圖像信息。

創(chuàng)建不同狀態(tài)下點(diǎn)位的對(duì)比圖像，作為基礎(chǔ)分析數(shù)據(jù)樣本庫(kù)。

實(shí)時(shí)圖片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)系統(tǒng)分析，大數(shù)據(jù)平臺(tái)算法處理，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)點(diǎn)位的分析結(jié)果，展示分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)告警。

五、系統(tǒng)功能

輸煤廊道智能巡檢系統(tǒng)，主要是通過(guò)輸煤廊道內(nèi)布置的軌道平臺(tái)，搭載各種傳感器對(duì)皮帶設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)的落煤堵塞、皮帶撕裂、皮帶跑偏、漏煤、積煤、煤粉自燃，電機(jī)、減速機(jī)高溫、異響，電纜現(xiàn)場(chǎng)起火、粉塵濃度超標(biāo)、有害氣體等監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)告警，運(yùn)行人員可實(shí)時(shí)調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)畫(huà)面，保障機(jī)組不同工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。軌道平臺(tái)系統(tǒng)可設(shè)定每到一個(gè)巡檢點(diǎn)后對(duì)重點(diǎn)區(qū)域設(shè)備進(jìn)行一次掃描運(yùn)動(dòng)，確保對(duì)關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測(cè)無(wú)漏檢、無(wú)死角，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)返回控制室監(jiān)看，發(fā)現(xiàn)異常主動(dòng)報(bào)警。

1）智能巡檢功能

智能機(jī)器人支持全自主巡檢模式。全自主模式包括常規(guī)和特殊巡檢兩種方式。常規(guī)模式：系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的巡檢任務(wù)內(nèi)容、時(shí)間、路徑等參數(shù)信息，自主啟動(dòng)并完成巡視任務(wù)；特殊巡檢：由操作人員設(shè)定巡視點(diǎn)，機(jī)器人對(duì)巡檢點(diǎn)自主完成巡檢任務(wù)�？蓪�(shí)現(xiàn)對(duì)輸煤廊道重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行巡檢，并實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的連續(xù)、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)。

2）皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)全方位監(jiān)控

巡檢機(jī)器人搭載高清視頻攝像機(jī)，通過(guò)自動(dòng)巡檢預(yù)置位或手動(dòng)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)近距離觀察拍攝設(shè)備運(yùn)行狀況。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)皮帶出現(xiàn)漏煤、堵塞、撕裂、跑偏時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)采集的圖像信息，進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別比對(duì)，發(fā)現(xiàn)異常，機(jī)器人自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并將現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面第一時(shí)間展示在控制室。

通過(guò)平臺(tái)搭載的聲波監(jiān)測(cè)儀、熱成像儀診斷運(yùn)行電機(jī)、減速機(jī)、電纜等設(shè)備的聲音、溫度是否為健康狀態(tài)。

3）廊道智能安全管控

先進(jìn)的視覺(jué)AI識(shí)別算法，對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行電子圍欄虛擬標(biāo)注，通過(guò)肢體識(shí)別和目標(biāo)識(shí)別等技術(shù)、可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行行為及安全區(qū)域識(shí)別，對(duì)于不按照規(guī)定戴安全帽、違規(guī)跨越安全防護(hù)欄的行為進(jìn)行警告并記錄。防止人員違規(guī)操作的安全事故發(fā)生。

4）熱成像測(cè)溫功能

巡檢機(jī)器人具備溫度采集的功能，能夠?qū)χ付▍^(qū)域進(jìn)行溫度檢測(cè)。巡檢機(jī)器人可在任何時(shí)間，通過(guò)搭載紅外熱像儀對(duì)指定點(diǎn)或者全部點(diǎn)的運(yùn)行電機(jī)、減速機(jī)、電纜等重點(diǎn)設(shè)備溫度以及對(duì)廊道輸煤皮帶上的燃煤進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象超過(guò)設(shè)定溫度值或發(fā)現(xiàn)火源時(shí)，機(jī)器人可立即發(fā)出聲光報(bào)警，并將現(xiàn)場(chǎng)溫度畫(huà)面第一時(shí)間展示在控制室。

5）有害氣體和粉塵檢測(cè)功能

巡檢機(jī)器人搭載氣體探測(cè)器與粉塵監(jiān)測(cè)儀，可隨時(shí)對(duì)空氣環(huán)境進(jìn)行分析并得出結(jié)果，氣體分析包括檢測(cè)空氣含氧（O2）量濃度以及有毒與可燃?xì)怏w（CO，H2S，CH4）濃度大小及煤粉濃度，同時(shí)將結(jié)果反饋給主控室的工作人員，設(shè)置報(bào)警的限值，超過(guò)限值后立即聲光報(bào)警，防止由于工作人員對(duì)環(huán)境的誤判，造成生命危險(xiǎn)。

6）自主無(wú)線充電功能

巡檢機(jī)器人自帶電池電量檢測(cè)電路，采用分布式充電站+鋰電池供電方式，?檢測(cè)到電池電量低于設(shè)置值時(shí)則會(huì)自動(dòng)停止當(dāng)前巡檢任務(wù)并發(fā)出低電量警報(bào)，同時(shí)自主運(yùn)行到充電點(diǎn)進(jìn)行充電。分布式充電站采用非接觸式無(wú)線安全充電技術(shù)，充電效率高，安全可靠。

7）防碰撞功能

機(jī)器人四方位安裝防碰撞超聲波雷達(dá)，運(yùn)行中對(duì)障礙物和工作人員進(jìn)行安全距離探測(cè)，遇到障礙自動(dòng)停障并聲光警示，同時(shí)加裝觸式防護(hù)，與雷達(dá)停障系統(tǒng)構(gòu)筑雙重安全保障，避免在雷達(dá)失效情況下與障礙物的激烈碰撞，造成人員或者設(shè)備損傷。

8）機(jī)器人自檢功能

機(jī)器人具備自檢功能，對(duì)電源、驅(qū)動(dòng)、通信及檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常進(jìn)行自檢，發(fā)生異常時(shí)立刻發(fā)出警告，并上傳故障類型信息至后臺(tái)管控中心。

9）數(shù)據(jù)通信功能

系統(tǒng)采用無(wú)線通信，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)互相訪問(wèn)。無(wú)線信號(hào)無(wú)盲區(qū)覆蓋；巡檢機(jī)器人和各無(wú)線 AP 組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在各 AP 之間漫游，切換時(shí)間少于100 毫秒；機(jī)器人所有的控制信號(hào)、視頻信號(hào)、音頻信號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)傳感器采集數(shù)據(jù)及報(bào)警信息均通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸；通信帶寬不小于100Mbps，保證視頻、音頻等各類數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠傳輸。

10）軌道平臺(tái)性能

軌道采用高強(qiáng)度鋁合金型材，防銹防腐蝕，沿輸煤皮帶上方吊掛式安裝。單點(diǎn)承載重量30KG。

軌道平臺(tái)支持水平、爬坡、豎直、轉(zhuǎn)彎行走；精準(zhǔn)定位：5mm之內(nèi)；行走速度：5m/min可調(diào)；吊裝云臺(tái)支持水平360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，垂直0-90°運(yùn)動(dòng)。

六、統(tǒng)計(jì)分析

系統(tǒng)對(duì)不同工況下的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析結(jié)果可以按不同時(shí)間段、不同工況進(jìn)行查詢，確定相對(duì)應(yīng)的KPI值，通過(guò)告警及時(shí)提醒運(yùn)行人員，保證機(jī)組安全。

1）通過(guò)數(shù)據(jù)分析，對(duì)潛在故障進(jìn)行預(yù)知性報(bào)警，分析模型優(yōu)化，根據(jù)不斷擴(kuò)充的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及實(shí)際運(yùn)行情況優(yōu)化分析模型。

2）解決傳統(tǒng)巡檢數(shù)據(jù)錄入不及時(shí)，實(shí)現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)電子化，為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備巡檢管理提供高效、獨(dú)特的信息采集與統(tǒng)計(jì)工具，靈活方便地管理巡檢信息、輸出各類報(bào)表、圖表。

3）將巡檢工作中的人員、時(shí)間、設(shè)備狀況、檢查區(qū)域等信息規(guī)范地結(jié)合在一起，使得巡檢管理在面向人員、時(shí)間、地點(diǎn)、事件結(jié)果的同時(shí)直接面向設(shè)備，隨時(shí)掌握設(shè)備的“健康”及生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行控制狀況。

4）輔助設(shè)備管理人員科學(xué)決策、實(shí)效管理結(jié)合重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)設(shè)備參數(shù)的變化，隨時(shí)編排、下達(dá)點(diǎn)巡檢計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)有傾向性的動(dòng)態(tài)設(shè)備管理功能，解決傳統(tǒng)方式的巡檢工作存在的問(wèn)題。