專利名稱：變電站智能巡檢裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變電站監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種變電站智能巡檢裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，變電站技術(shù)迅猛發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了我國(guó)電網(wǎng)科技的發(fā)展，很多新技術(shù)也在日趨成熟，與國(guó)際接軌，對(duì)信息的處理也在逐漸的實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，自動(dòng)化、數(shù)字化已經(jīng)成為我國(guó)變電站技術(shù)發(fā)展的主流。從發(fā)展的形勢(shì)看，我國(guó)的變電站正在逐漸的朝著智能化發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，由于電能生產(chǎn)、輸送、分配和使用的連續(xù)性，對(duì)系統(tǒng)中各設(shè)備單元的安全可靠運(yùn)行都有很高的要求。特別是隨著電力工業(yè)向著大機(jī)組、大容量、高電壓的迅速發(fā)展，保障設(shè)備運(yùn)行的可靠性更成為安全生產(chǎn)的突出課題。因此，電力設(shè)備的巡視，特別是一些先進(jìn)技術(shù)、方式、方法在設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用也越來(lái)越受到普遍的重視，取得的經(jīng)濟(jì)效益也越來(lái)越明顯，常見(jiàn)的巡檢方式已經(jīng)由早期的人工巡檢方式逐步發(fā)展成現(xiàn)今利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)自動(dòng)進(jìn)行巡檢。以變電站系統(tǒng)為例，目前廣泛采用智能巡檢裝置來(lái)進(jìn)行變電站系統(tǒng)的巡檢工作。這類智能巡檢裝置是一種移動(dòng)裝置，其運(yùn)行受環(huán)境狀態(tài)、動(dòng)力狀態(tài)和應(yīng)用要求等多方面的影響，需要通過(guò)大量的、種類不同的傳感/控制器、執(zhí)行器協(xié)同工作。這里涉及多種信號(hào)采集、處理算法和控制過(guò)程極為復(fù)雜。以往的智能巡檢裝置數(shù)據(jù)運(yùn)算結(jié)構(gòu)是集中式的，大量的數(shù)據(jù)匯集到一個(gè)或幾個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，并通過(guò)中心再向各控制器、執(zhí)行器發(fā)出指令，中心如同人類的大腦，一旦中心或中心與各傳感器、控制器、執(zhí)行器通訊發(fā)生故障，就會(huì)造成智能巡檢裝置的癱瘓。因此，確有必要提供一種變電站智能巡檢裝置來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種變電站智能巡檢裝置，其具有分散式運(yùn)算和集中式調(diào)度的系統(tǒng)架構(gòu)，提高了運(yùn)算能力，保證了巡檢工作的正常運(yùn)行。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種變電站智能巡檢裝置，包括綜合業(yè)務(wù)處理器、若干傳感器及分別與所述綜合業(yè)務(wù)處理器通信連接的如下子單元:移動(dòng)控制器、車載裝備控制器、設(shè)備艙控制器、圖像采集器、電源調(diào)度控制器，所述每個(gè)子單元至少與一個(gè)傳感器通信連接并對(duì)該傳感器的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述移動(dòng)控制器分別與履帶電機(jī)矢量系統(tǒng)、履帶的姿態(tài)運(yùn)算處理器及導(dǎo)航運(yùn)算處理器通信連接，所述姿態(tài)運(yùn)算處理器與若干位于履帶上的傳感器通信連接。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)航運(yùn)算處理器與一差分GPS接收機(jī)通信連接。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變電站智能巡檢裝置還包括連接于各子單元和綜合業(yè)務(wù)處理器之間的車載網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圖像采集器包括紅外熱成像攝像機(jī)。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述移動(dòng)控制器還連接有防碰撞傳感器及緊急剎車裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型變電站智能巡檢裝置通過(guò)層次化分散式架構(gòu)，設(shè)置多個(gè)處理器或控制器，使得每個(gè)子單元都能對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的運(yùn)算處理而無(wú)需匯至總處理器，因此，提高了整個(gè)巡檢裝置的運(yùn)算能力，減小了運(yùn)算故障的發(fā)生幾率。

圖1為本實(shí)用新型所述的變電站智能巡檢裝置的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型提供一種變電站智能巡檢裝置，為集中調(diào)度模式下的分散式系統(tǒng)，即:利用數(shù)量眾多微處理器(控制器)實(shí)現(xiàn)傳感器信號(hào)的采集、就地處理和動(dòng)作控制，同時(shí)利用數(shù)字化通訊在各個(gè)功能單元自動(dòng)共享和分配采集和控制信息，并利用高性能處理器構(gòu)建集中調(diào)度系統(tǒng)。所述變電站智能巡檢裝置為一移動(dòng)裝置(如:移動(dòng)機(jī)器人、可移動(dòng)車輛)，其通過(guò)自身設(shè)置的履帶進(jìn)行移動(dòng)，并包括:綜合業(yè)務(wù)處理器、分別與所述綜合業(yè)務(wù)處理器通信連接的如下子單元:移動(dòng)控制器、車載裝備控制器、設(shè)備艙控制器、圖像采集器、電源調(diào)度控制器、以及連接于各子單元和綜合業(yè)務(wù)處理器之間的車載網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。移動(dòng)控制器:用于控制巡檢裝置的移動(dòng)、移動(dòng)線路的規(guī)劃，其分別與左右履帶電機(jī)矢量系統(tǒng)、履帶的姿態(tài)運(yùn)算處理器、導(dǎo)航運(yùn)算處理器實(shí)現(xiàn)連接，并進(jìn)行控制。所述左右履帶電機(jī)矢量系統(tǒng)與若干履帶電機(jī)傳感器相連接以獲取傳感器所采集的信息，從而根據(jù)采集到的信息進(jìn)行矢量調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)左、右履帶的調(diào)整。所述姿態(tài)運(yùn)算處理器分別與左履帶傳感器A-C、右履帶傳感器A-C、以及RFID讀寫器1-6相連接，用于對(duì)傳感器采集的信息進(jìn)行運(yùn)算處理，其中，所述RFID讀寫器1-6與所述左、右履帶傳感器A-C —一對(duì)應(yīng)設(shè)置。所述導(dǎo)航運(yùn)算處理器與所述一差分GPS接收機(jī)和超聲相控陣?yán)走_(dá)連接，用于對(duì)GPS數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，所述差分GPS即DGPS定位系統(tǒng)(Differential Global PositioningSystem)，用于對(duì)裝置的運(yùn)行位置進(jìn)行測(cè)量；所述超聲相控陣?yán)走_(dá)用于進(jìn)行障礙物檢測(cè)。同時(shí)，所述移動(dòng)控制器還連接有防碰撞傳感器A、B及緊急剎車裝置，用于獲取防碰撞傳感器采集的信息，并根據(jù)獲取到的信息來(lái)控制所述緊急剎車裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站智能巡檢裝置的制動(dòng)作用。車載裝備控制器:其用于連接若干車載裝備，并對(duì)這些車載裝備進(jìn)行控制，從而使得巡檢裝置的各個(gè)車載裝備能夠正常運(yùn)行，不對(duì)巡檢工作造成影響。具體來(lái)說(shuō)，所述車載裝備控制器分別連接如下車載裝備:外部溫濕度傳感器、內(nèi)部溫濕度傳感器、風(fēng)扇控制器、通風(fēng)車窗控制器A和B、充電桿伸縮控制器、前部燈光控制器、后部燈光控制器、前攝像機(jī)雨刷控制器、及后攝像機(jī)雨刷控制器。設(shè)備艙控制器:其與水平姿態(tài)控制器、云臺(tái)控制系統(tǒng)、設(shè)備艙雨刷控制器及設(shè)備艙燈光控制器連接，其中，所述云臺(tái)控制系統(tǒng)連接一傾角傳感器，該云臺(tái)控制系統(tǒng)用于對(duì)攝像機(jī)采集的視頻和圖像進(jìn)行校準(zhǔn)。圖像采集器:其包括紅外熱成像攝像機(jī)、設(shè)備艙IP攝像機(jī)、前IP攝像機(jī)、后IP攝像機(jī)，這些攝像機(jī)安裝于整個(gè)巡檢裝置的四周，用于在巡檢過(guò)程中對(duì)被巡檢設(shè)備進(jìn)行圖像采集，以監(jiān)測(cè)被巡檢設(shè)備的工作狀態(tài)是否存在異常。紅外熱成像攝像機(jī)利用紅外成像原理，在設(shè)備不停電的情況下，即在高電壓、大負(fù)荷的條件下，檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備表面溫度的分布及測(cè)試，分析和判斷，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備的異常和缺陷，長(zhǎng)期觀測(cè)可將部分事故檢修轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)見(jiàn)性維修，為設(shè)備安全運(yùn)行提供可靠的依據(jù)。 電源調(diào)度控制器:其與磷酸鐵鋰電池充電控制器及外部充電電源控制器連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的調(diào)度控制，所述電源調(diào)度控制器實(shí)際上為一電池和動(dòng)力管理單元，主要用于對(duì)巡檢裝置進(jìn)行能源測(cè)控。綜合業(yè)務(wù)處理器:其與一寬帶無(wú)線收發(fā)器連接，利用該無(wú)線收發(fā)器實(shí)現(xiàn)與各個(gè)控制器之間的通信連接，該處理器作為整個(gè)巡檢裝置的核心，其用于計(jì)算處理來(lái)自各個(gè)控制器的信息，并可對(duì)各個(gè)控制器發(fā)出指令，從而實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度的目的。車載網(wǎng)絡(luò)交換機(jī):其連接于綜合業(yè)務(wù)處理器和各個(gè)子單元之間，為各個(gè)子單元與綜合業(yè)務(wù)處理器之間的通信建立路徑。與所述姿態(tài)運(yùn)算處理器連接的左、右履帶A、B、C分別用于實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶線速度轉(zhuǎn)速的檢測(cè)功能、對(duì)巡檢裝置運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行輔助檢測(cè)的履帶張力檢測(cè)功能、用于對(duì)巡檢裝置運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輔助檢測(cè)的履帶縱向偏差檢測(cè)功能，由此形成一履帶狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由于智能巡檢裝置的測(cè)控系統(tǒng)是一個(gè)由大量的數(shù)字化傳感、控制和驅(qū)動(dòng)單元組合形成的復(fù)雜系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度模式下的分散式系統(tǒng)架構(gòu)，所有微處理器和控制器之間必須建立高速、同步、穩(wěn)定的通訊體系，本實(shí)用新型所述的智能巡檢裝置還可實(shí)現(xiàn)如下功倉(cāng)泛:1、能夠支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通訊能力，同時(shí)支持多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的并發(fā)通訊和廣播通訊；2、關(guān)鍵信息(如同步伺服指令、狀態(tài)信息)需要具有同步通訊能力；3、可以支持多媒體等大容量信息的傳輸；由于各種傳感器的種類和采集處理方式的不同，各個(gè)子系統(tǒng)采集和處理信息的速度也不盡相同，加之裝置大量使用成品傳感器和設(shè)備，使得裝置的通訊接口存在多樣性。本實(shí)用新型智能巡檢裝置采用SERC0S-1II總線系統(tǒng)，來(lái)構(gòu)建巡檢裝置內(nèi)部通訊的主干網(wǎng)絡(luò)。由上可知，本實(shí)用新型智能巡檢裝置設(shè)置有眾多的控制器及處理器(如姿態(tài)運(yùn)算處理器、導(dǎo)航運(yùn)算處理器、車載裝備控制器等等)，巡檢裝置上的各個(gè)傳感器的信號(hào)可直接發(fā)送至這些控制器和處理器進(jìn)行計(jì)算處理，而無(wú)需全部匯總到綜合業(yè)務(wù)處理器，減少了綜合業(yè)務(wù)處理器的運(yùn)算量，形成了分散式的運(yùn)行架構(gòu)，同時(shí)，這些控制器和處理器又最終與所述綜合業(yè)務(wù)處理器通信連接，使得綜合業(yè)務(wù)處理器能夠了解并管理巡檢裝置所采集到的各類信息，并可根據(jù)需要作出指令實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度的功能。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型有益效果:1.采用層次化分散式架構(gòu)，以數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)整體，整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)多層次，多訪問(wèn)路徑的復(fù)雜形式；2.充分利用每個(gè)微處理器和控制器的運(yùn)算和控制能力，最大限度地實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，可優(yōu)化各類測(cè)控算法；3.建立按需互聯(lián)模式，當(dāng)需要多點(diǎn)聯(lián)合控制時(shí)，根據(jù)某種預(yù)設(shè)或自學(xué)習(xí)算法自動(dòng)協(xié)調(diào)各個(gè)單元的動(dòng)作和選擇傳輸路徑，無(wú)中心結(jié)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)信息的快速響應(yīng)；4.通過(guò)集中調(diào)度，可以在更高層次管理信息，同時(shí)利用分散式處理器的運(yùn)算能力實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算，提高信息的總體處理能力。以上所述，僅是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，均屬于權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種變電站智能巡檢裝置，其特征在于:包括綜合業(yè)務(wù)處理器、若干傳感器及分別與所述綜合業(yè)務(wù)處理器通信連接的如下子單元:移動(dòng)控制器、車載裝備控制器、設(shè)備艙控制器、圖像采集器、電源調(diào)度控制器，所述每個(gè)子單元至少與一個(gè)傳感器通信連接并對(duì)該傳感器的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站智能巡檢裝置，其特征在于:所述移動(dòng)控制器分別與履帶電機(jī)矢量系統(tǒng)、履帶的姿態(tài)運(yùn)算處理器及導(dǎo)航運(yùn)算處理器通信連接，所述姿態(tài)運(yùn)算處理器與若干位于履帶上的傳感器通信連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站智能巡檢裝置，其特征在于:所述導(dǎo)航運(yùn)算處理器與一差分GPS接收機(jī)通信連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變電站智能巡檢裝置，其特征在于:所述變電站智能巡檢裝置還包括連接于各子單元和綜合業(yè)務(wù)處理器之間的車載網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變電站智能巡檢裝置，其特征在于:所述圖像采集器包括紅外熱成像攝像機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變電站智能巡檢裝置，其特征在于:所述移動(dòng)控制器還連接有防碰撞傳感器及緊急剎車裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種變電站智能巡檢裝置，包括綜合業(yè)務(wù)處理器、若干傳感器及分別與所述綜合業(yè)務(wù)處理器通信連接的如下子單元移動(dòng)控制器、車載裝備控制器、設(shè)備艙控制器、圖像采集器、電源調(diào)度控制器，所述每個(gè)子單元至少與一個(gè)傳感器通信連接并對(duì)該傳感器的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型變電站智能巡檢裝置通過(guò)層次化分散式架構(gòu)，設(shè)置多個(gè)處理器或控制器，使得每個(gè)子單元都能對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的運(yùn)算處理而無(wú)需匯至總處理器，因此，提高了整個(gè)巡檢裝置的運(yùn)算能力，減小了運(yùn)算故障的發(fā)生幾率。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202975761SQ20122067153
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月9日
發(fā)明者龐雷, 周天舒, 王濱, 龐勇, 唐寧 申請(qǐng)人:上海賽特康新能源科技有限公司