[发明专利]一种变电站带电水冲洗机器人用远程控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变电站带电水冲洗机器人用远程控制系统及其方法。

背景技术

随着大气环境污染日趋严重，电网设备污闪事故增加,严重影响电网设备安全运行。变电站绝缘子长时间暴露在外界环境中，表面易沉积污垢，这些污垢受恶劣天气侵害容易发生污闪事故。据统计，由污秽引起的绝缘闪络事故目前在电网事故总数中已占到第2位，仅1971-1994年全国35-500kV发、变电站就污闪1768座次。绝缘子带电水冲洗作业可以提高供电的可靠性，减少停电损失，保证变电站及输电线路的安全。在现阶段的变电站绝缘子冲洗作业主要存在以下缺点：

1、冲洗方式大多是由清洗技术人员手持冲洗设备进入现场进行作业，人工冲洗不仅依赖于天气情况，还需要清洗人员具备较高技术水平及熟练的操作流程，对绝缘子进行带电水冲洗时需要高规格的安全防护，以避免短路电流造成的安全事故，引发人员伤亡，这类作业方式存在安全隐患；

2、人工作业面临着劳动强度大，效率低，自动化水平低等诸多问题；

3、无法对水阻率、水压、水柱长度的实时在线监测，无法实时修改机器人运行状态，不能保证水冲洗过程中机器人本体及变电站带电设备的绝缘性能；

4、无自动化的控制系统，保持供电的连续性和水冲洗机器人一直与绝缘子保持安全距离；

因此研发能够实现用于水冲洗机器人的安全防护系统是非常有必要的，是符合时代发展要求的。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种变电站带电水冲洗机器人用远程控制系统及其方法，该系统可代替操作人员，在不停电的情况下对变电站设备进行机器人带电水冲洗作业，其可有效减轻人工清洗工作的繁重体力劳动，保证操作人员的人身安全，保证电网的安全运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变电站带电水冲洗机器人用远程控制系统，包括行走控制系统和安全控制系统，行走控制系统包括无线接收模块、遥控器、车载控制器和信息采集模块，所述无线接收模块与车载控制器之间通过无线方式连接，用于控制水洗机器人的机械臂和移动底盘；遥控器通过无线接收模块控制车载控制器，所述信息采集模块采集装设于水冲洗机器人上的各个传感器测得的信号，安全控制系统基于对绝缘安全造成影响的因素，控制机器人与绝缘子串之间的距离保持在安全距离之内，安全控制系统包括超声传感器、激光测距仪、水电阻率传感器、水压传感器及磁场测距传感器，超声传感器和磁场测距传感器安装在机械臂末端的四个面上，用于检测机械臂末端与带电设备间的距离，激光测距仪与水枪平行安装，实时检测水冲洗过程中水柱的长度，水电阻率传感器及水压传感器安装在高压纯水制备设备之上，用于实时检测冲洗过程中水的压力和水的导电性能；安全控制系统通过无线接收模块连接遥控器。

所述机械臂是5自由度液压机械臂，机械臂上设有位置传感器测量每个轴的角度或长度；所述机械臂由液压驱动，液压源设有电磁阀用来启动、停止发动机、控制油门的大小。

所述车载控制器布置在水冲洗机器人移动底盘之上，电控开关是车载控制器的末端执行机构，当电控开关位于中位，此时电控开关控制电动机停止运动；当输入电压大于中位电压时，控制电动机正向旋转，当输入电压小于中位电压时，控制电动机反向旋转，通过TRIO控制器IO输出口与机械臂的电控开关输入口连接，通过控制TRIO控制器输出口的输出电压，实现机器人电气执行机构的运动方向及运动速度的控制。

所述信息采集模块及车载控制器的角度传感器采集机械臂的升降高度及云台的角度信息，通过串口服务器将RS485协议数据转换为TCP协议数据，并通过HUB将数据发送至无线AP模块，进而实现与遥控端工控机的实时通讯。

所述信息采集模块布置在水冲洗机器人水枪云台之上，信息采集模块通过无线CLIENT与主控模块中的无线AP模块建立WIFI通讯连接，信息采集模块通过串口服务器采集绝对值角度编码器获取的云台俯仰、云台倾角数据，并通过WIFI网络上传至无线接收模块的工控机中，实现从而水枪云台上传感器信息的实时采集。

所述信息采集模块通过串口服务器采集绝对值角度编码器获取的云台俯仰及云台倾角数据，并通过WIFI网络上传至无线接收模块的工控机中；

所述无线接收模块包括工控机，工控机收集信息采集模块采集的传感器信息，通过TRIO控制器(为英国生产的翠欧运动控制器)实现机械臂及车体的控制。

所述无线方式为采用无线AP模块和无线CLIENT设备。

所述超声传感器、磁场测距传感器及激光测距仪均通过HUB及无线AP模块将数据上传至工控机。