CN115798071A - 基于电厂锅炉的无人机巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于电厂锅炉的无人机巡检系统，涉及无人机技术领域，解决了某处区域存在粉尘或水汽异常时，无人机只能显示异常信号，并不能显示对应区域的具体位置，导致操作人员的维护困难度较高，同时，因炉房内部环境复杂，很容易造成对应设备出现数据波动，便造成所巡检的数据出现误判的技术问题，对不同的改变参数进行处理，将处理结果传输至管控单元内，可提升巡检效果，并使外部人员根据对应的信号快速到达指定的巡检区域，进行维护处理；对设备数据进行监测处理时，限定一个监测周期，根据监测周期内数值的变化以及持续的变化时长，对设备异常进行判断，便可充分提升设备异常判定的准确性，避免因数据波动导致出现误判。

Description

基于电厂锅炉的无人机巡检系统

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体是基于电厂锅炉的无人机巡检系统。

背景技术

电厂锅炉炉内受热面检查一直属于高危险性作业，以600MW燃煤π型炉为例，炉膛由水冷壁、包墙受热面炉底冷灰斗以及炉顶金属全密封结构包围而成，炉膛宽19558mm*16940.5mm，炉顶标高73000mm，水平烟道深度为8548mm，由水冷壁延伸部分和后烟井延伸部分组成，内部布置有末级再热器和末级过热器，故对电厂锅炉炉房进行巡检时，需采用对应的无人机巡检系统对其进行巡检处理。

专利公开号为CN113313852A的申请实施例涉及一种无人机巡检系统。该系统包括：中心站、管理后台、第三方系统以及无人机；中心站分别与管理后台、第三方系统以及无人机电连接；中心站用于从第三方系统中获取待巡检对象的基础数据，基于基础数据生成巡检任务，并向无人机下发巡检任务，以及控制无人机执行巡检任务；管理后台用于创建中心站的权限账户，并对访问中心站的目标账户进行身份验证，以及建立无人机与巡检设备之间的关联关系，并对巡检设备的台账进行管理；第三方系统用于存储电力系统中的待巡检对象的基础数据；无人机用于接收巡检任务，并基于中心站下发的飞行指令，执行巡检任务，以完成对待巡检对象的巡检。该系统提高了无人机的巡检效率以及巡检的安全性。

现有的无人机巡检系统在进行炉房巡检过程中，因炉房内部区域较大，当某处区域存在粉尘或水汽异常时，无人机只能显示异常信号，并不能显示对应区域的具体位置，导致操作人员的维护困难度较高，同时，因炉房内部环境复杂，很容易造成对应设备出现数据波动，便造成所巡检的数据出现误判，当维护人员到达指定设备时，设备又处于正常状态，导致维护人员跑空。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了基于电厂锅炉的无人机巡检系统，用于解决某处区域存在粉尘或水汽异常时，无人机只能显示异常信号，并不能显示对应区域的具体位置，导致操作人员的维护困难度较高，同时，因炉房内部环境复杂，很容易造成对应设备出现数据波动，便造成所巡检的数据出现误判的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出基于电厂锅炉的无人机巡检系统，包括炉房参数获取端、巡检参数获取端、参数处理中心以及显示终端；

所述参数处理中心包括炉房分区单元、巡检参数分析单元、管控单元、存储单元以及信号生成单元；

所述炉房参数获取端，用于对炉房的整体面积参数进行获取，并将所获取的整体面积参数传输至参数处理中心内；

所述巡检参数获取端，用于对无人机巡检过程中，所记录的巡检数据进行获取，并将实时获取的巡检数据传输至参数处理中心内；

所述参数处理中心内部的炉房分区单元，根据预设的设定参数，将对应的待巡检炉房进行分割，使待巡检炉房分割为若干个巡检区域；

所述巡检参数分析单元，对所获取的巡检数据进行接收，并根据所接收到的巡检数据，预先对不同设备前的粉尘数据以及水汽数据进行获取，并对此类数据进行分析，查看不同的巡检区域是否存在异常，再从巡检数据内提取对应的设备数据，通过多组不同时段的设备数据，获取此类时间段的改变参数，通过对不同的改变参数进行处理，将处理结果传输至管控单元内；

所述管控单元，对处理结果进行接收，并从存储单元内获取对应的预设参数，将处理结果与预设参数进行比对得到比对结果，通过信号生成单元生成不同的传输信号，便显示于显示终端内。

优选的，所述炉房分区单元对待巡检炉房进行分割的具体方式为：

将预设的设定参数标记为X1×Y1，其中X1以及Y1的具体取值由操作人员自行拟定，且X1以及Y1的单位为米；

通过预设的设定参数，将待巡检炉房区域分割为若干个巡检区域，并将其标记为XJ_i，其中i代表不同的巡检区域，且i＝1、2、……、n。

优选的，所述巡检参数分析单元对不同设备前的粉尘数据以及水汽数据进行分析的具体方式为：

将不同设备前的粉尘数据标记为FC_k-i，再将不同设备前的水汽数据标记为SQ_k-i，其中k代表不同的设备，i代表不同的巡检区域；

采用BDC_k-i＝FC_k-i×C1+SQ_k-i×C2得到比对参值BDC_k-i，其中C1和C2均为预设的固定系数因子，通过标记i值，将属于同一巡检区域的多组比对参值BDC_k-i进行均值处理，得到待处理均值JZ_i，将处理完毕的待处理均值JZ_i传输至管控单元内。

优选的，所述巡检参数分析单元，对不同的改变参数进行处理的具体方式为：

将巡检得到的属于不同设备的设备数据标记为SB_k-t，其中设备数据为对应的运行参数数值，其中k代表不同的设备，t代表不同的时间点，其中t＝1、2、……、m，且每个时间点间隔时段为无人机的巡检时长；

通过标记k值，获取同一设备不同时间点设备数据之间的改变参数GB_k-o，其中o为相邻两组时间点之间的间隔时段，且o＝1、2、……、m-1；

将处理得到的若干组改变参数GB_k-o传输至管控单元内。

优选的，所述管控单元对待处理均值JZ_i进行处理的具体方式为：

将待处理均值JZ_i与预设参数YS1进行比对，其中预设参数YS1由存储单元进行提供，当JZ_i＜YS1时，代表此巡检区域属于正常状态，并通过信号生成单元生成区域正常信号，反之，代表此巡检区域属于异常状态，并通过信号生成单元生成区域异常信号；

将对应的区域正常信号或区域异常信号与标记i进行捆绑，并传输于显示终端内进行显示，供外部人员进行查看。

优选的，所述管控单元对改变参数GB_k-o进行处理的具体方式为：

对限定监测周期T，其中T一般取值2h，将管控单元改变参数GB_k-o与预设参数YS2进行比对，其中预设参数YS2由存储单元进行提供，当GB_k-o＜YS2，不进行任何标记，反之，将对应的改变参数GB_k-o标记为预警参数；

获取不同设备预警参数的均值，并将其标记为CBJ_k，以及所存在的次数，并将其标记为CIS_k；

采用GJC_k＝CBJ_k×C3+CIS_k×C4得到属于不同设备的告警参值GJC_k，将告警参值GJC_k与预设参数YS3进行比对，具体比对方式为：当GJC_k＜YS3时，不进行任何处理，反之，代表此设备处于异常状态，并通过信号生成单元生成设备异常信号。

优选的，所述信号生成单元，生成不同种类的信号，并将所生成的信号传输至显示终端内进行显示；

所述显示终端，将生成的设备异常信号、区域异常信号进行显示，供外部人员进行查看。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：对炉房的整体面积参数进行获取，根据所获取的面积，将炉房区域分割为若干个巡检区域，再对所获取的巡检数据进行接收，并根据所接收到的巡检数据，预先对不同设备前的粉尘数据以及水汽数据进行获取，并对此类数据进行分析，查看不同的巡检区域是否存在异常，再从巡检数据内提取对应的设备数据，通过多组不同时段的设备数据，获取此类时间段的改变参数，通过对不同的改变参数进行处理，将处理结果传输至管控单元内，可提升巡检效果，并使外部人员根据对应的信号快速到达指定的巡检区域，进行维护处理；

对设备数据进行监测处理时，限定一个监测周期，根据监测周期内数值的变化以及持续的变化时长，对设备异常进行判断，此种判定方式，便可充分提升设备异常判定的准确性，避免因数据波动导致出现误判，从而便于外部人员进行设备维护处理。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请提供了基于电厂锅炉的无人机巡检系统，包括炉房参数获取端、巡检参数获取端、参数处理中心以及显示终端；

所述炉房参数获取端输出端与参数处理中心输入端电性连接，所述巡检参数获取端输出端与参数处理中心输入端电性连接，所述参数处理中心输出端与显示终端输入端电性连接；

所述参数处理中心包括炉房分区单元、巡检参数分析单元、管控单元、存储单元以及信号生成单元；

所述炉房分区单元、巡检参数分析单元均与管控单元输入端电性连接，所述管控单元与存储单元之间双向连接，所述管控单元与信号生成单元输入端电性连接；

所述炉房参数获取端，用于对炉房的整体面积参数进行获取，并将所获取的整体面积参数传输至参数处理中心内；

所述巡检参数获取端，用于对无人机巡检过程中，所记录的巡检数据进行获取，并将实时获取的巡检数据传输至参数处理中心内；

所述参数处理中心内部的炉房分区单元，根据预设的设定参数，将对应的待巡检炉房进行分割，使待巡检炉房分割为若干个巡检区域，其中进行分割的具体方式为：

将预设的设定参数标记为X1×Y1，其中X1以及Y1的具体取值由操作人员自行拟定，且X1以及Y1的单位为米；

通过预设的设定参数，将待巡检炉房区域分割为若干个巡检区域，并将其标记为XJ_i，其中i代表不同的巡检区域，且i＝1、2、……、n，并对该巡检区域内部的工作设备编号进行记录，具体的，不同的巡检区域包括多组不同的工作设备，工作设备编号已经提前存储于对应的存储单元内。

所述巡检参数分析单元，对所获取的巡检数据进行接收，并根据所接收到的巡检数据，预先对不同设备前的粉尘数据以及水汽数据进行获取，并对此类数据进行分析，查看不同的巡检区域是否存在异常，再从巡检数据内提取对应的设备数据，通过多组不同时段的设备数据，获取此类时间段的改变参数，通过对不同的改变参数进行处理，将处理结果传输至管控单元内，其中对不同设备前的粉尘数据以及水汽数据进行分析的具体方式为：

将不同设备前的粉尘数据标记为FC_k-i，再将不同设备前的水汽数据标记为SQ_k-i，其中k代表不同的设备，i代表不同的巡检区域；

采用BDC_k-i＝FC_k-i×C1+SQ_k-i×C2得到比对参值BDC_k-i，其中C1和C2均为预设的固定系数因子，通过标记i值，将属于同一巡检区域的多组比对参值BDC_k-i进行均值处理，得到待处理均值JZ_i，将处理完毕的待处理均值JZ_i传输至管控单元内；

且巡检参数分析单元，对不同的改变参数进行处理的具体方式为：

将巡检得到的属于不同设备的设备数据标记为SB_k-t，其中设备数据为对应的运行参数数值，其中k代表不同的设备，t代表不同的时间点，其中t＝1、2、……、m，且每个时间点间隔时段为无人机的巡检时长；

通过标记k值，获取同一设备不同时间点设备数据之间的改变参数GB_k-o，其中o为相邻两组时间点之间的间隔时段，且o＝1、2、……、m-1；

将处理得到的若干组改变参数GB_k-o传输至管控单元内。

所述管控单元，对待处理均值JZ_i以及改变参数GB_k-o进行接收，并从存储单元内获取对应的预设参数，根据比对结果，通过信号生成单元生成不同的传输信号，便显示于显示终端内，其中，对待处理均值JZ_i进行处理的具体方式为：

将待处理均值JZ_i与预设参数YS1进行比对，其中预设参数YS1由存储单元进行提供，当JZ_i＜YS1时，代表此巡检区域属于正常状态，并通过信号生成单元生成区域正常信号，反之，代表此巡检区域属于异常状态，并通过信号生成单元生成区域异常信号；

将对应的区域正常信号或区域异常信号与标记i进行捆绑，并传输于显示终端内进行显示，供外部人员进行查看。

其中，管控单元对改变参数GB_k-o进行处理的具体方式为：

对限定监测周期T，其中T一般取值2h，将管控单元改变参数GB_k-o与预设参数YS2进行比对，其中预设参数YS2由存储单元进行提供，当GB_k-o＜YS2，不进行任何标记，反之，将对应的改变参数GB_k-o标记为预警参数；

获取不同设备预警参数的均值，并将其标记为CBJ_k，以及所存在的次数，并将其标记为CIS_k；

采用GJC_k＝CBJ_k×C3+CIS_k×C4得到属于不同设备的告警参值GJC_k，将告警参值GJC_k与预设参数YS3进行比对，具体比对方式为：当GJC_k＜YS3时，不进行任何处理，反之，代表此设备处于异常状态，并通过信号生成单元生成设备异常信号；

所述信号生成单元，生成不同种类的信号，并将所生成的信号传输至显示终端内进行显示；

所述显示终端，将生成的设备异常信号、区域异常信号进行显示，供外部人员进行查看。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：预先对炉房的整体面积参数进行获取，根据所获取的面积，将炉房区域分割为若干个巡检区域，再对所获取的巡检数据进行接收，并根据所接收到的巡检数据，预先对不同设备前的粉尘数据以及水汽数据进行获取，并对此类数据进行分析，查看不同的巡检区域是否存在异常，再从巡检数据内提取对应的设备数据，通过多组不同时段的设备数据，获取此类时间段的改变参数，通过对不同的改变参数进行处理，将处理结果传输至管控单元内；

管控单元对待处理均值以及改变参数进行接收，并从存储单元内获取对应的预设参数，根据比对结果，通过信号生成单元生成不同的传输信号，便显示于显示终端内，外部操作人员便可对信号进行接收，根据所接收到的信号，进行不同类型的处理。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (7)

1.基于电厂锅炉的无人机巡检系统，其特征在于，包括炉房参数获取端、巡检参数获取端、参数处理中心以及显示终端；

所述参数处理中心包括炉房分区单元、巡检参数分析单元、管控单元、存储单元以及信号生成单元；

所述炉房参数获取端，用于对炉房的整体面积参数进行获取，并将所获取的整体面积参数传输至参数处理中心内；

所述巡检参数获取端，用于对无人机巡检过程中，所记录的巡检数据进行获取，并将实时获取的巡检数据传输至参数处理中心内；

所述参数处理中心内部的炉房分区单元，根据预设的设定参数，将对应的待巡检炉房进行分割，使待巡检炉房分割为若干个巡检区域；

所述巡检参数分析单元，对所获取的巡检数据进行接收，并根据所接收到的巡检数据，预先对不同设备前的粉尘数据以及水汽数据进行获取，并对此类数据进行分析，查看不同的巡检区域是否存在异常，再从巡检数据内提取对应的设备数据，通过多组不同时段的设备数据，获取此类时间段的改变参数，通过对不同的改变参数进行处理，将处理结果传输至管控单元内；

所述管控单元，对处理结果进行接收，并从存储单元内获取对应的预设参数，将处理结果与预设参数进行比对得到比对结果，通过信号生成单元生成不同的传输信号，便显示于显示终端内。

2.根据权利要求1所述的基于电厂锅炉的无人机巡检系统，其特征在于，所述炉房分区单元对待巡检炉房进行分割的具体方式为：

将预设的设定参数标记为X1×Y1，其中X1以及Y1的具体取值由操作人员自行拟定，且X1以及Y1的单位为米；

通过预设的设定参数，将待巡检炉房区域分割为若干个巡检区域，并将其标记为XJ_i，其中i代表不同的巡检区域，且i＝1、2、……、n。

3.根据权利要求2所述的基于电厂锅炉的无人机巡检系统，其特征在于，所述巡检参数分析单元对不同设备前的粉尘数据以及水汽数据进行分析的具体方式为：

将不同设备前的粉尘数据标记为FC_k-i，再将不同设备前的水汽数据标记为SQ_k-i，其中k代表不同的设备，i代表不同的巡检区域；

采用BDC_k-i＝FC_k-i×C1+SQ_k-i×C2得到比对参值BDC_k-i，其中C1和C2均为预设的固定系数因子，通过标记i值，将属于同一巡检区域的多组比对参值BDC_k-i进行均值处理，得到待处理均值JZ_i，将处理完毕的待处理均值JZ_i传输至管控单元内。

4.根据权利要求3所述的基于电厂锅炉的无人机巡检系统，其特征在于，所述巡检参数分析单元对不同的改变参数进行处理的具体方式为：

将巡检得到的属于不同设备的设备数据标记为SB_k-t，其中设备数据为对应的运行参数数值，其中k代表不同的设备，t代表不同的时间点，其中t＝1、2、……、m，且每个时间点间隔时段为无人机的巡检时长；

通过标记k值，获取同一设备不同时间点设备数据之间的改变参数GB_k-o，其中o为相邻两组时间点之间的间隔时段，且o＝1、2、……、m-1；

将处理得到的若干组改变参数GB_k-o传输至管控单元内。

5.根据权利要求4所述的基于电厂锅炉的无人机巡检系统，其特征在于，所述管控单元对待处理均值JZ_i进行处理的具体方式为：

将待处理均值JZ_i与预设参数YS1进行比对，其中预设参数YS1由存储单元进行提供，当JZ_i＜YS1时，代表此巡检区域属于正常状态，并通过信号生成单元生成区域正常信号，反之，代表此巡检区域属于异常状态，并通过信号生成单元生成区域异常信号；

将对应的区域正常信号或区域异常信号与标记i进行捆绑，并传输于显示终端内进行显示，供外部人员进行查看。

6.根据权利要求5所述的基于电厂锅炉的无人机巡检系统，其特征在于，所述管控单元对改变参数GB_k-o进行处理的具体方式为：

对限定监测周期T，其中T一般取值2h，将管控单元改变参数GB_k-o与预设参数YS2进行比对，其中预设参数YS2由存储单元进行提供，当GB_k-o＜YS2，不进行任何标记，反之，将对应的改变参数GB_k-o标记为预警参数；

获取不同设备预警参数的均值，并将其标记为CBJ_k，以及所存在的次数，并将其标记为CIS_k；

采用GJC_k＝CBJ_k×C3+CIS_k×C4得到属于不同设备的告警参值GJC_k，将告警参值GJC_k与预设参数YS3进行比对，具体比对方式为：当GJC_k＜YS3时，不进行任何处理，反之，代表此设备处于异常状态，并通过信号生成单元生成设备异常信号。

7.根据权利要求6所述的基于电厂锅炉的无人机巡检系统，其特征在于，所述信号生成单元，生成不同种类的信号，并将所生成的信号传输至显示终端内进行显示；

所述显示终端，将生成的设备异常信号、区域异常信号进行显示，供外部人员进行查看。

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