CN206982675U - 变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人 - Google Patents
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Abstract
变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,包括移动平台、工业摄像头、现场控制柜、远程监控主机。移动平台通过基座安装有多关节机械手臂,所述多关节机械手臂一端通过第一关节机构安装在基座上,所述多关节机械手臂另一端通过第二关节机构安装有机械手,机械手上安装有工业摄像头,第一关节机构连接运动控制模块。现场控制柜内设有嵌入式处理器、PLC控制器,嵌入式处理器连接工业摄像头,PLC控制器连接运动控制模块远程监控主机。本实用新型变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,该机器人代替人工可完成对开关柜的常规操作,减少运行人员操作次数。而在发生设备故障时,该机器人能代替人工进行操作,为事故处理提供图像参考信息,降低安全风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器视觉和机器人操作技术,具体是一种变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人。
背景技术
国家电网公司、南方电网公司在运的KYN型开关柜柜内ZN40A、ZN41A型断路器操作机构部件布局存在缺陷,在合闸挚子复位弹簧疲劳和合闸联锁杆位置偏移等条件下,易发生在断路器分位状态拉或推小车时触碰合闸挚子而合上断路器,导致带负荷拉合刀闸。目前,部分10千伏开关柜的运行、操作中存在较大的安全隐患,其中KYN型开关柜的设备隐患及由此导致的操作人员人身安全隐患较为突出。目前,存在的问题主要有三点:(1)、在变电站无人值守的运维模式下,一个变电站的某一保护定值需要更改与还原,需两位运维人员、一位司机、一台车辆,平均耗时6小时才能完成。一般而言,保护定值的更改与还原会涉及4个或者更多的变电站。由此可见,保护定值的更改与还原所消耗的时间与人力是非常庞大的,操作人员需在多个变电站之间来回奔波,如遇雨雪或暴风雨、台风天气,交通的安全风险也会骤然增大。目前的人工操作显然无法满足实时性的智能化运维的现实需求。(2)、市场上智能化巡视设备的已经趋于成熟,而智能操作设备还未起步,已经严重滞缓了电网公司的设备生产运维智能化的进程。(3)、已有的巡视机器人主要是针对变电站露天设备的巡视,对室内开关柜的巡操目前还没有相应成熟的产品。所以,为了彻底规避变电运维人员在开关柜的操作过程的人身安全风险,将变电运维人员从保护定值更改的单一、耗时的操作中解放出来,适应电网设备生产运维的智能化进程,填补目前智能巡视机器人的巡视空白,实现由智能巡视到智能操作的迈进,需要开发一款变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人。
发明内容
针对现有技术中开关柜巡视机器人的不足,本实用新型提供一种变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,该机器人代替人工可完成对开关柜的常规操作,减少运行人员操作次数。而在发生设备故障时,该机器人能代替人工进行操作,为事故处理提供图像参考信息,降低安全风险。
本实用新型采取的技术方案为:
变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,包括移动平台、工业摄像头、现场控制柜、远程监控主机。移动平台通过基座安装有多关节机械手臂,所述多关节机械手臂一端通过第一关节机构安装在基座上,所述多关节机械手臂另一端通过第二关节机构安装有机械手,机械手上安装有工业摄像头,第一关节机构连接运动控制模块。现场控制柜内设有嵌入式处理器、PLC控制器,嵌入式处理器连接工业摄像头,PLC控制器连接运动控制模块远程监控主机。
该机器人包括通信系统,所述通信系统包括以太网通讯模块、网络交换机、无线路由器;现场控制柜的PLC控制器通过工业以太网控制多关节机械手臂的动作,工业摄像头通过工业以太网将图像信息传输给嵌入式处理器,远程监控主机通过工业以太网、无线通信接入点控制现场控制柜的PLC控制器。
所述现场控制柜安装在移动平台上,所述现场控制柜设置有人机操作界面。
所述移动平台底部安装有行走轮,行走轮通过电机驱动模块连接PLC控制器。
本实用新型一种变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,该机器人代替人工可完成对开关柜的常规操作,减少运行人员操作次数。而在发生设备故障时,该机器人能代替人工进行操作,为事故处理提供图像参考信息,降低安全风险。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的远程监控主机结构示意图。
图3为本实用新型的现场控制柜结构示意图。
图4为本实用新型的嵌入式系统结构示意图。
具体实施方式
如图1~图4所示,变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,包括移动平台1、工业摄像头2、现场控制柜3、远程监控主机4。
移动平台1通过基座5安装有多关节机械手臂6,多关节机械手臂6端部设置缓冲手指。所述多关节机械手臂6一端通过第一关节机构7安装在基座5上,所述多关节机械手臂6另一端通过第二关节机构8安装有机械手9,机械手9上安装有工业摄像头2,第一关节机构7连接运动控制模块10。
运动控制模块10包括壳体,其内设置控制电路板,壳体一侧与第一关节机构7铰接,壳体另一侧与基座5上端铰接。
现场控制柜3内设有嵌入式处理器11、PLC控制器12,嵌入式处理器11连接工业摄像头2,PLC控制器12连接运动控制模块10、远程监控主机4。
该机器人包括通信系统,所述通信系统包括以太网通讯模块13、网络交换机14、无线路由器;现场控制柜3的PLC控制器12通过工业以太网控制多关节机械手臂6的动作,工业摄像头2通过工业以太网将图像信息传输给嵌入式处理器11,远程监控主机4通过工业以太网、无线通信接入点控制现场控制柜3的PLC控制器12。
所述现场控制柜3安装在移动平台1上,所述现场控制柜3设置有人机操作界面。
所述移动平台1底部安装有行走轮,行走轮通过电机驱动模块连接PLC控制器12,移动平台1的驱动采用四轮驱动加四轮独立转向控制的方式,四个行走轮1采用伺服或常规驱动技术进行驱动,转向控制采用直流电机的驱动形式。
该机械人主要由以下三个部分组成:
(1):开关柜精确对位:远程监控主机4启动,发布本次操作的线路名称和开关编号,人机确认,控制现场操作机器人运动到对应的设备部位。
(2):操作面板精确定位:利用操作机器人的工业摄像头2成像平面与多关节机械手臂6底座所处平面的映射关系,将拟操作的“操作面板”和“按键”的几何中心所在图像坐标转换为相对于基座5的世界坐标,机器人手臂定位到“操作面板”位置,其中,“操作面板”的几何中心位置作为系统参数,需要预先配置。
(3):运检人员在远程监控主机4上模拟操作保护定值的更改,机器人在开关柜的“操作面板”上同步进行保护定值更改操作,人机对话确认无误。
具体实施步骤:
步骤1:通过远程监控主机4(移动或固定),程序启动开关柜室或控制室内网无线路由器,输入用户名、密码,激活指定变电站智能巡操机器人;
步骤2:输入本次操作的设备名称(线路名称、开关编号),人机对话确认无误后,智能巡操机器人行进至预设开关柜或保护屏柜正面,并再次人机对话确认无误;
步骤3:人机对话启动智能识别系统,远程监控主机4的操作界面与开关柜的“操作面板”或保护屏柜保护定值更改操作界面实现远程联通,首先要建立与变电站综合自动化系统的联系通道,其次必须提取有关变电站站控层、间隔层、过程层设备的状态信息以进行闭锁条件的判断;
步骤4:运检人员在远程监控主机4上模拟操作保护定值更改,机器人在开关柜或保护屏柜同步进行保护定值更改操作,人机对话确认无误;
步骤5:保护定值更改操作结束后,人机对话确认操作成功,并提供:选项①,定值更改成功,机器人自动归位;选项②,定值更改成功,启动下一项任务。
本实用新型一种变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,适用于对变电站室内开关柜尤其是10KV开关柜的远程遥控保护定值的更改。
Claims (4)
1.变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,包括移动平台(1)、工业摄像头(2)、现场控制柜(3)、远程监控主机(4),其特征在于:移动平台(1)通过基座(5)安装有多关节机械手臂(6),所述多关节机械手臂(6)一端通过第一关节机构(7)安装在基座(5)上,所述多关节机械手臂(6)另一端通过第二关节机构(8)安装有机械手(9),机械手(9)上安装有工业摄像头(2),第一关节机构(7)连接运动控制模块(10);现场控制柜(3)内设有嵌入式处理器(11)、PLC控制器(12),嵌入式处理器(11)连接工业摄像头(2),PLC控制器(12)连接运动控制模块(10)、远程监控主机(4)。
2.根据权利要求1所述变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,其特征在于:该机器人包括通信系统,所述通信系统包括以太网通讯模块(13)、网络交换机(14)、无线路由器;现场控制柜(3)的PLC控制器(12)通过工业以太网控制多关节机械手臂(6)的动作,工业摄像头(2)通过工业以太网将图像信息传输给嵌入式处理器(11),远程监控主机(4)通过工业以太网、无线通信接入点控制现场控制柜(3)的PLC控制器(12)。
3.根据权利要求1所述变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,其特征在于:所述现场控制柜(3)安装在移动平台(1)上,所述现场控制柜(3)设置有人机操作界面。
4.根据权利要求1所述变电站室内开关柜保护定值更改操作机器人,其特征在于:所述移动平台(1)底部安装有行走轮,行走轮通过电机驱动模块连接PLC控制器(12)。
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