智能巡检机器人在热力自动化系统的应用.pdf

今 日 自 动 化Automation Today自动化技术与应用Automation technology and Application2 0 2 3.5 今日自动化 1092 0 2 3 年第5 期2023 No.5随着科技的不断发展，智能巡检机器人在各领域的应用正日益广泛。在热力自动化系统设计领域，智能巡检机器人也展现出了巨大的潜力和优势。智能巡检机器人的引入，为热力自动化系统的设计和运行带来了革命性的改变，其能够以高效、准确的方式进行系统巡检和故障诊断，提高了系统的稳定性，降低了巡检成本和风险。1 智能巡检机器人的特点1.1 数据分析能力通过数据分析，智能巡检机器人能够从收集到的大量数据中提取有用的信息，并根据这些信息进行系统状态评估、故障诊断和预测。智能巡检机器人配备各种传感器和摄像头，能够实时采集建筑物中的温度、湿度、气压等数据参数，同时还可以记录巡检过程中的图像和视频数据。在进行数据分析前，智能巡检机器人通常需要对原始数据进行预处理，预处理包括数据清洗、去噪、采样和插值等操作，以确保数据的准确性和一致性。1.2 实时监测控制智能巡检机器人通过与中央控制系统的连接，实时监测系统的运行状态并进行远程控制，以保持系统的稳定性和效率。实时的数据传输确保决策者和工程师能够及时了解系统的运行情况，便于迅速做出相应的调整和决策。智能巡检机器人对系统的关键参数进行实时监测，通过不断更新数据，及时感知系统中的变化和异常，保持对系统状态的实时感知。当智能巡检机器人检测到系统中的异常行为或故障时，立即向中央控制系统发送报警信号，操作人员可以迅速采取措施，修复故障并避免进一步的损失。1.3 高效和准确性智能巡检机器人能够自动执行巡检任务，无须人工干预。相比传统的人工巡检，机器人可以以更快的速度和更高的效率完成大量巡检工作，从而节省了大量的人力资源和时间，提高了工作效率。智能巡检机器人配备了高精度的传感器，能够准确地测量和监测系统的各种参数，保证数据的准确性，提高巡检的准确性和可靠性。1.4 自主可扩展性智能巡检机器人采用模块化的设计，不同的功能模块可以相互独立地安装和替换，根据需要增加额外的传感器模块，如气体传感器、光照传感器等，以扩展其监测能力。模块化设计使得机器人可以根据具体摘 要智能巡检机器人为热力自动化系统的精细调节和控制提供了一种高效、智能化的解决方案。通过与热力自动化系统中的传感器进行连接和数据采集，智能巡检机器人可以实时监测温度、压力、流量和水质等关键参数，并基于这些数据进行精准的调节和控制，自动调整加热或冷却设备的运行状态、调节阀门的开度、调整泵的转速以及控制水处理设备的操作，以保持系统的稳定运行和优化能效。在热力自动化系统中智能巡检机器人的应用能够提高系统的性能、效率和安全性，减少人工干预的需求，同时降低维护成本和风险，为热力自动化系统的设计和运行带来了创新和便利，推动热力自动化领域的发展。关键词智能巡检机器人；传感器；热力自动化中图分类号TP242 文献标志码A 文章编号20956487（2023）05010903Development of Intelligent Inspection Robot in the Field of Thermal AutomationWEI BinAbstractIntelligent inspection robot provides an efficient and intelligent solution for the fine regulation and control of the system in the field of thermal automation.By connecting with sensors in the system and collecting data,the intelligent inspection robot monitors key parameters such as temperature,pressure,flow rate and water quality in real time,and makes precise adjustment and control based on these data.It can automatically adjust the running state of heating or cooling equipment,adjust the opening of valves,adjust the speed of pumps and control the operation of water treatment equipment.To maintain the stable operation of the system and optimize energy efficiency.In the field of thermal automation,the application of intelligent inspection robots can improve the performance,efficiency and safety of the system,reduce the need for manual intervention,and reduce maintenance costs and risks.At the same time,it brings innovation and convenience for the design and operation of thermal automatic system,and promotes the development of the field of thermal automation.Keywordsintelligent inspection robot;sensor;thermal automation智能巡检机器人在热力自动化系统的应用魏斌（太原市热力集团有限责任公司迎泽第一供热分公司，山西太原030000）今 日 自 动 化Automation Today自动化技术与应用Automation technology and Application110 2 0 2 3.5 今日自动化2 0 2 3 年第5 期2023 No.5需求进行定制和升级，其可作为一个多功能的平台，支持扩展的应用。此外，机器人还可以用于如安防巡检、环境监测等其他领域，通过添加不同的应用模块和算法，可以扩展其应用范围和能力，满足多样化的需求。2 热力自动化系统设计标准2.1 节约能源资源热力自动化系统可以根据实际需求，自动调整设备的运行模式和参数设置，例如，根据人员的实际使用情况和室内温度要求，调整供暖和空调的运行时间和温度设定，以避免能源的浪费和不必要的能源消耗。其还可以实现能源的回收和利用，例如，通过热交换器和余热利用装置，将废热转化为可再利用的能源，用于供暖水、热水或其他能源需求，提高能源利用效率，实现节约能源资源的目的。2.2 提供舒适环境根据外部温度和内部需求来自动调节供暖和冷却系统，确保室内温度始终保持在舒适的范围内。无论何时，人们都能够享受到恒定的室内温度，避免极端温度对身体健康和工作效率的影响。此外，其还可以监测室内空气中的污染物含量，通过通风和过滤等方法清洁空气，而室内空气质量的保持，对于减少呼吸道疾病和提高工作效率至关重要。2.3 故障诊断维护通过定期的故障诊断，可以及时发现并解决潜在问题，防止系统中断和生产中断，确保持续供暖或制冷的需要得到满足。热力自动化系统的各个部件和设备需要定期维护和保养，以确保其正常工作和高效性能，定期维护可以延长系统的使用寿命，降低故障率，提高系统的可靠性和效率。此外，维护还有助于预防设备的过度磨损和损坏，减少维修和更换成本。2.4 做出明智决策热力自动化系统可以提供实时告警和报警功能，当系统出现异常或故障时，系统可以立即向相关人员发送告警信息，使工作人员能够迅速采取行动，迅速应对紧急情况，保证系统的安全和稳定运行。系统还可以根据预设的规则和算法自动执行操作和调整参数，降低人工操作的依赖性，减少人为因素带来的失误，提高系统的稳定性和性能。3 智能巡检机器人在热力自动化系统设计中的发展方向3.1 实时监控和数据采集为实现全面的实时监控，需要在热力自动化系统中合理布局各种传感器。如表1所示，根据系统的需求和特点，选择适当的传感器类型和数量，确保能够准确获取系统关键参数的数据。智能巡检机器人应当配备强大的通信技术，将传感器采集到的实时数据快速传输到监控中心或数据存储系统，这可以通过无线通信技术来实现。实时数据传输能够确保及时获取系统的最新状态，并支持后续的数据分析和决策制订。为有效管理和利用大量的实时数据，需要建立适当的数据存储和管理系统，可能涉及数据库的设计和建立，以及数据备份和恢复策略的制订。数据存储和管理系统应具备高可靠性和扩展性，能够满足长期的数据存储需求，并提供方便的数据检索和分析功能。实时监控和数据采集策略需要考虑数据的质量和准确性。监控中心应建立数据质量监控机制，对传感器和数据采集设备进行定期检查和校准，确保数据的准确性和一致性。如果发现数据异常或超过预设阈值，应采取相应措施进行修复或重新校准。表1 实时监控和数据采集策略监控设备传感器类型监测参数数据传输方式数据存储与管理锅炉温度传感器温度无线通信数据库泵压力传感器压力无线通信数据库阀门位置传感器开度无线通信数据库传输管道流量传感器流量无线通信数据库3.2 故障诊断和预测维护智能巡检机器人在热力自动化系统的设计中，还应包括故障诊断和预测维护。智能巡检机器人的工作环境是热力自动化系统，智能巡检机器人负责巡检和监控热力自动化系统的运行状态。智能巡检机器人通过搭载传感器和设备，获取各种数据，如温度、压力、流量等参数的测量值。获取的数据会传输到故障诊断和预测维护模块，该模块利用数据分析和算法模型对数据进行处理和分析，识别系统中的故障和异常情况。通过比对实际数据和预设的正常工作状态，该模块能够判断是否存在故障，并提供预测维护的建议。智能巡检机器人将故障诊断和预测维护的结果反馈给热力自动化系统，系统可以根据结果采取相应的措施，例如，通知工作人员进行维修或替换部件，以确保系统的正常运行。这样的智能巡检机器人系统可以提高热力自动化系统的维护效率和可靠性，及时发现潜在故障，并采取预防性维护措施，减少系统故障对正常运行的影响。3.3 精细调节和优化控制智能巡检机器人在热力自动化系统设计中，精细调节和控制也格外重要，精细调节和优化控制策略如表2所示。智能巡检机器人可以监测和调节系统中的温度，确保系统内部温度在合适的范围内。收集温度传感器的数据，并根据预设的温度范围进行反馈控制，通过调节热力系统的参数，如阀门开度、泵的转速等来实今 日 自 动 化Automation Today自动化技术与应用Automation technology and Application2 0 2 3.5 今日自动化 1112 0 2 3 年第5 期2023 No.5现温度的精确控制。热力系统中的压力是一个重要的参数，需要保持在安全和有效的范围内。智能巡检机器人可以检测和监控系统中的压力，并根据设定的压力阈值进行调节和控制。通过控制阀门的开度或调整泵的工作状态来维持系统的压力稳定。智能巡检机器人可以监测和调节系统中的流量，确保在各个部件之间的流量均衡，并根据需求进行调节。对于一些热力系统而言，水质的控制也是至关重要的。根据设定的水质要求进行调节和控制，通过控制水处理设备的运行状态，或调整水循环流量来维持水质的稳定。3.4 数据分析和决策支持智能巡检机器人作为中心控制单元，通过与系统中的传感器进行连接和数据采集，获取各种参数的实时数据。基于这些数据，智能巡检机器人可进行精细的调节和控制，数据分析和决策支持模型如图1所示。?图1 数据分析和决策支持模型智能巡检机器人通过传感器收集系统中的温度数据，并根据设定的温度范围进行精细调节和控制。其可以控制加热或冷却设备的运行状态，调节阀门的开度，以及调整换热器的工作效率，以保持系统内部温度在稳定且合适的范围内。智能巡检机器人监测系统中的压力变化，可以根据设定的压力阈值进行精细调节和控制。通过控制泵的转速、调节阀门的开度或调整压力容器的容积等方式来维持系统的压力稳定，并确保不超过安全范围。智能巡检机器人通过流量传感器等装置实时监测系统中的流量情况，并根据设定的流量要求进行精细调节和控制。调节制泵的转速、调节阀门的开度，或者改变管道的截面积等方式来实现系统内部流量的精确控制，保证各个部件之间的流量均衡。4 结束语综上所述，智能巡检机器人通过与传感器的连接，实现了对系统参数的实时监测和数据收集。基于这些数据，智能巡检机器人可以自动调节加热或冷却设备的运行状态、控制阀门的开度、调整泵的转速以及管理水处理设备的操作，以实现系统参数的精细控制和优化。不仅提高了系统的稳定性和能效，还减少了对人工干预的需求，降低了维护成本和风险。智能巡检机器人的应用在热力自动化系统设计中具有广泛的应用前景，其可以提供一种高效、智能化的方式来监测和调节系统参数，为热力自动化系统的设计和运行带来了创新和便利。随着技术的进一步发展，智能巡检机器人将成为热力自动化领域的重要组成部分，推动该领域的发展和进步。参考文献1 黄山，吴振升，任志刚，等.电力智能巡检机器人研究综述 J.电测与仪表，2020，57（2）：13.2 郑亚红，于雪庭，马少华，等.变电站故障预警巡检机器人自主运动规划 J.沈阳工业大学学报，2021，43（1）：6.3 张磊，卢天林，杨宸，等.考虑热网管道铺设方式影响的电热耦合系统优化调度 J.电力自动化设备，2023，43（3）：9.4 黄葆华，仇晓智，周卫庆，等.基于相似性建模和模糊概率有向图的热力设备故障诊断 J.热力发电，2022，47（4）：6.表2 智能巡检机器人精细调节和优化控制策略应用描述温度控制监测和调节系统中的温度，确保在合适的范围内。压力控制监测和调节系统中的压力，保持在安全和有效的范围内。流量控制监测和调节系统中的流量，确保各个部件之间的流量均衡。水质控制监测和调节系统中的水质参数，如水位、pH、溶解氧浓度等。