[实用新型]变电站带电水冲洗辅冲机器人控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变电站带电水冲洗辅冲机器人控制系统。

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。

因此研发能够实现自动、远程控制的控制系统来驱动水冲洗机器人进行带电水冲洗作业是非常有必要的，是符合时代发展要求的。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种变电站带电水冲洗辅冲机器人控制系统，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，同时通过对设备污秽的清洗，防止设备污闪事故、保证电网的安全运行。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种变电站带电水冲洗辅冲机器人控制系统，包括主控制系统和测距控制系统，主控制系统包括遥控模块、车载控制器和信息采集模块，所述遥控模块与车载控制器之间通过无线方式连接，用于控制冲洗机器人的垂直升降机构和行走机构；所述信息采集模块采集装设于辅冲机器人上的各个传感器测得的信号，测距控制系统利用云台上安装的超声传感器、磁场测距传感器、激光测距仪，控制机器人与绝缘子串之间的距离保持在安全距离之内。

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输出口与垂直升降机构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。

所述遥控模块包括由工控机、触摸屏、遥控手柄和按键，在控制系统中，一方面，遥控手柄、触摸屏和按键均与工控机连接，通过无线WIFI向TRIO控制器下发垂直升降机构的控制命令，实现机开环控制；另一方面，工控机、TRIO控制器、电控开关及云台的角度传感器又组成闭环控制系统，实现对垂直升降机构的二级机械臂的闭环伺服控制。

所述信息采集模块及车载控制器的角度传感器采集垂直升降机构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网络上传至遥控模块的工控机中，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网络上传至遥控模块的工控机中；

所述遥控模块包括工控机，工控机收集信息采集模块采集的传感器信息，通过TRIO控制器实现垂直升降机构及车体的控制。

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。

所述垂直升降机构与带电设备间的距离应大于变电站规定的安全工作距离。

所述激光测距仪采用红色激光，其光源光斑为1mm*1mm，测量距离1.5m至8m，测量时间为1至5毫秒。