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1、巡检机器人试验方案巡检机器人试验方案20172017年年1111月月 随着油气田无人值守站点的逐渐推广随着油气田无人值守站点的逐渐推广,目前气田有目前气田有280280座座集气站已经实现了无人值守集气站已经实现了无人值守,油田油田400400多座多座站点正在进行无人站点正在进行无人值守站建设值守站建设,预计预计20202020年可实现年可实现13001300余座余座小型站点无人值守。小型站点无人值守。无人值守站点在无人巡检期间，由巡线机器人代替人工无人值守站点在无人巡检期间，由巡线机器人代替人工巡检，在发生紧急情况时及时发现问题并报警，提醒当班员巡检，在发生紧急情况时及时发现问题并报警，提醒当
2、班员工做出响应就显得非常重要。工做出响应就显得非常重要。第一部分智能机器人的发展现状第一部分智能机器人的发展现状 第二部分人工巡检的主要工作量第二部分人工巡检的主要工作量 第三部分第三部分 巡检机器人设想巡检机器人设想 第四部分存在的主要问题第四部分存在的主要问题 第四部分下一步的计划第四部分下一步的计划汇汇 报报 提提 纲纲“机器人革命机器人革命”有望成为有望成为“第第三次工业革命三次工业革命”的一个切入点的一个切入点和重要增长点，将影响全球制和重要增长点，将影响全球制造业格局造业格局 我国将成为全球最大的机器人市场。我们不仅要我国将成为全球最大的机器人市场。我们不仅要把我国机器人水平提高上
3、去，而且要尽可能多地占领把我国机器人水平提高上去，而且要尽可能多地占领市场。市场。习总书记习总书记20142014年两院院士大会上讲话年两院院士大会上讲话国家政策国家政策目前，我国已建机器人产业园目前，我国已建机器人产业园3030余家。余家。国际机器人联合会将机器人定义如下：机器人是一种半国际机器人联合会将机器人定义如下：机器人是一种半自主或全自主工作的机器，它能完成有益于人类的工作。自主或全自主工作的机器，它能完成有益于人类的工作。n工业机器人工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。的机器人。n特种机器人特种机器人是应用于特殊环境（如替
4、代人到有辐射等危是应用于特殊环境（如替代人到有辐射等危险的环境中进行作业等）的机器人。险的环境中进行作业等）的机器人。n服务机器人服务机器人可以分为专业领域服务机器人和个人可以分为专业领域服务机器人和个人/家庭服家庭服务机器人，服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保务机器人，服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。机器人分类机器人分类 研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动，以及替代人到有辐射等危险的动或简单的重复劳动，以及替代人到有
5、辐射等危险的环境中进行作业，因此机器人最早在汽车制造业和核环境中进行作业，因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展，工随着机器人技术的不断发展，工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造、军事、海业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造、军事、海洋探测、航天、电力、医疗、农业、林业甚至到服务洋探测、航天、电力、医疗、农业、林业甚至到服务娱乐行业，也都开始使用机器人。娱乐行业，也都开始使用机器人。机器人的应用领域机器人的应用领域点焊机器人点焊机器人一汽集团汽车生产点焊线一汽集团汽车生产点焊线排爆机器人排爆机器人消防机器人消防机器人智能巡检机器人是为了解决
6、特种环境下的人工检查设备存在的安全风险和提高工作的效率及精确性、实时性等问题而研发的一种工业机器人。电力行业无人值守站场应用的智能巡检机器人与油气田无人值守站场机器人的应用具有可比拟性。第一部分智能机器人的发展现状第一部分智能机器人的发展现状 第二部分人工巡检的主要工作量第二部分人工巡检的主要工作量 第三部分第三部分 巡检机器人设想巡检机器人设想 第四部分存在的主要问题第四部分存在的主要问题 第四部分下一步的计划第四部分下一步的计划汇汇 报报 提提 纲纲一、气田集气站人工巡检的主要工作一、气田集气站人工巡检的主要工作重点对现场管理、隐患管理、阀门开关状态、安全附件、设备运行等内容进行巡查。巡查
7、区域包括如下：值班室、仪表间、配电间、进站区、分离器区、压缩机区、外输区、自用气区、闪蒸罐区、储液罐区、火炬区等。1 1、气田集气站巡检流程、气田集气站巡检流程2 2、气田集气站巡检内容、气田集气站巡检内容目前已实现场站重点数据远程监测、重要阀门远程控制，但一些事项仍须人工巡检，如检查机械阀门完好性、“跑、冒、滴、漏”等。各巡检部位“检查录取”项的可通过已有或改装仪器仪表进行数据采集，“观察判断”项仍须人工进行巡检，具体如下：1.仪表间、配电间（1）已实现远程监控：电压监测、动力环境；（2）可实现远程监测：ups参数；（3）仍须人工判别：空调运行状况、稳压柜运行、配电柜运行状况。2.发电机（1
8、）已实现远程监控：水温、油压、转速、燃气压力；（2）仍须人工判别：查看有无漏水、漏油，听设备运行声音（判断运行状态）。3.进站总机关（1）已实现远程监控：压力、电动阀状态；（2）仍须人工判别：机械阀门（开关状态、有无内外漏）、电伴热温度（冬季）、有无“跑冒滴漏”观察判断：机械阀门（开关状态、有无内外漏）、电伴热温度（冬季）、有无“跑冒滴漏”4.分离器（1）已实现远程监控：压力、温度、液位、运行压差、电动阀；（2）仍须人工判别：机械阀门（开关状态、有无内外漏）、电伴热温度（冬季）、液位计运行状况、疏水阀运行状况、有无“跑冒滴漏”。5.压缩机（1）已实现或可实现远程监控：高位水箱液位、曲轴箱油位、
9、高位油箱油位、注油器油位、进气压力、排气压力、动力缸温度油温、缸间温差、压缩缸排温油温、防冻液温度、压缩机转速、自用气启动气压力、燃料气压力；（2）仍须人工判别：检查机体有无异响、依据运转声音判断运行状态，有无“跑冒滴漏”。2 2、气田集气站巡检内容、气田集气站巡检内容6.外输区（1）已实现远程监控：外输温度、外输流量、外输压力、自用气调压；（2）仍须人工判别：电伴热、机械阀门、有无“跑冒滴漏”。7.闪蒸罐区（1）已实现远程监控：外输温度、外输流量、外输压力、自用气调压；（2）仍须人工判别：电伴热、机械阀门、液位计、有无“跑冒滴漏”。8.储液罐区（1）已实现远程监控：总液位、水位、油位；（2）
10、仍须人工巡检：泡排、电伴热、机械阀门、呼吸阀。以上为标准集气站巡检内容，部分集气站还包括计量交接区、阴极保护间等区域，部分巡检内容已实现远程监测，部分内容仍须人工巡检。2 2、气田集气站巡检内容、气田集气站巡检内容二、油田接转站人工巡检的主要工作二、油田接转站人工巡检的主要工作重点对现场管理、隐患管理、阀门开关状态、安全附件、设备运行等内容进行巡查。巡查区域包括如下：值班室、仪表间、配电间、进站区、加热炉区、缓冲罐区、计量区、事故罐区、泵房、污油池等。1 1、油田接转站巡检流程、油田接转站巡检流程巡检地点：计量间巡检内容：收球桶压力(0.1-0.35mpa)、总机关压力(0.1-0.3mpa)
11、、双容积分离器压力(0.1-0.3map)、接地线是否完好、齿轮泵进出口压力(0.1-0.3map)2 2、油田接转站巡检内容、油田接转站巡检内容收球桶压力总机关压力齿轮泵出口压力双容积分离器压力巡检地点：加药间巡检内容：加药泵压力（0.1-0.35MPA）、通风情况、液位（1-52cm）2 2、油田接转站巡检内容、油田接转站巡检内容巡检地点：换热器巡检内容：进出口压力（0.1-0.3MPA）、进出口温度（25-35）2 2、油田接转站巡检内容、油田接转站巡检内容换热器出口温度换热器进口温度换热器出口压力换热器出口压力巡检地点：缓冲罐巡检内容：压力（0.1-0.2MPA）、温度（0-30）、液
12、位（监控岗看站控液位）、安全阀等2 2、油田接转站巡检内容、油田接转站巡检内容缓冲罐头温度缓冲罐压力缓冲罐头液位巡检地点：泵房巡检内容：压力（3.2-3.8MPA）、温度、排量（3.2-8）、泵运行情况、电机温度、有无刺漏等2 2、油田接转站巡检内容、油田接转站巡检内容柱塞泵出口压力柱塞泵进口压力巡检地点：加热炉巡检内容：进出口温度（70-100）、压力（3.2-3.8）、安全阀、循环泵运行情况、烟筒绷绳2 2、油田接转站巡检内容、油田接转站巡检内容热水循环泵压力加热炉压力加热炉进口温度加热炉出口温度巡检地点：配水间巡检内容：分压（15-18MAP）、排量、管压（14-17mPA）2 2、油田
13、接转站巡检内容、油田接转站巡检内容稳流配水阀流量稳流配水阀压力巡检内容：消防器材频次：一月一次（陪检）2 2、油田接转站巡检内容、油田接转站巡检内容消防器材明细巡检地点：气液分离器巡检内容：压力（0.1-0.25MPA）、温度、安全阀等巡检地点：事故罐巡检内容：液位、量油口有无关闭、安全阀等巡检地点：污油池巡检内容：液位巡检地点：配电室巡检内容：电缆沟、电压、电流、室内是否干燥等巡检地点：站场巡检内容：投球、加药、卫生等8小时一次巡检内容：安全附件频次：一周一次2 2、油田接转站巡检内容、油田接转站巡检内容 第一部分智能机器人的发展现状第一部分智能机器人的发展现状 第二部分人工巡检的主要工作量
14、第二部分人工巡检的主要工作量 第三部分第三部分 巡检机器人设想巡检机器人设想 第四部分存在的主要问题第四部分存在的主要问题 第四部分下一步的计划第四部分下一步的计划汇汇 报报 提提 纲纲智能巡检机器人的设计背景设计智能巡检机器人是为了解决特种环境下的人工检查设备，存在的安全风险和提高工作的效率及精确性、实时性等问题。智能、安全、高效设计目标实现方式全自主行走地图索引，激光制导实现自主行走能力自主充电巡检任务完成自行驶入充电房进行充电，或电量低自身告警发出充电命令指令可见光图像智能判别采用高清摄像机采集，后台智能分析判别技术红外测温与故障报警采用红外热成像仪自识别高温报警技术视频采集与存储实时采
15、集热图像及高清图像并存储到后台存储服务器巡检报表分析与历史数据分析系统后台对采集的数据与历史数据对比自动生成分析报表可打印定时巡检、临时巡检、遥控巡检通过后台系统设定每天定时巡检、临时巡检自主完成任务，也可人工遥控巡检自身状态监测工作电量过低、图像采集回传失败等异常出现时主动发出信号告知后台一、智能巡检机器人设计思路智能巡检机器人的结构组成智能巡检机器人主要组成部分：四驱动底盘、激光传感器、智能云台、可见光摄像机、红外热像仪以及其他部件。一、智能巡检机器人设计思路各组成结构的简要说明最先进的测温热像仪非接触式自识别测温技术最新气体检测仪，自动判断SF6气体泄漏点技术，最小检漏量达到0.001毫
16、升/秒军用级别四驱动底盘，激光制导自主巡航技术高精度智能型云台，水平360、垂直180；预置精度+/-0.03。测温热成像仪、气体检测仪、军用级四驱底盘、智能云台等一、智能巡检机器人设计思路采用视觉识别技术，自主完成巡检任务智能巡检机器人用于替代人工完成站点巡检中遇到的急、难、险、重和重复性工作。可以加载红外热成像仪、气体检测仪、高清摄像机等有关的检测装置，以自主和遥控的方式，代替人对室外设备进行巡测，以便及时发现集气、输油、换热、分离等设备的内部热缺陷、外部机械或电气问题如异物、损伤、发热、漏油等等，给运行人员提供诊断设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。智能巡检机器人的推广应用将进一步
17、提高生产运行的自动化水平，为安全生产提供更多保障。采用视觉识别技术，自主完成巡检任务一、智能巡检机器人设计思路二、智能巡检机器人技术亮点激光制导，无轨行走l使用激光定位技术l不需要任何轨道l使用原有路面就可以进行全站巡检工作l定位精度高达5毫米二、智能巡检机器人技术亮点多点自主巡航巡检机器人的智能扫描形成系统场地地图，在系统中根据地图实现任务规划功能，可编辑巡检点不少于2000个二、智能巡检机器人技术亮点可视化温度识别技术根据红外热成像原理，机器人可实现非接触式的温度测量，并图像化显示。下图为双视场拍摄：双视场可视化观测二、智能巡检机器人技术亮点气体可视化泄漏检查通过机器人上的气体检测仪，可轻
18、易的对SF6及其他肉眼不无法识别的气体泄漏进行可视化图像观测。气体泄漏观测二、智能巡检机器人技术亮点智能识别全景拼接通过全景拼接技术对各个采集方位的热图像进行全景空间的匹配对准，合成一幅宽视角场景的、完整的、高清晰的红外全景图像由150张左右红外图合成的变电站全景红外图拼接前各采集方位的热图像拼接后的全景热图像二、智能巡检机器人技术亮点仪表可视化监测通过全景拼接技术对各个采集方位的热图像进行全景空间的匹配对准，合成一幅宽视角场景的、完整的、高清晰的红外全景图像仪表的巡检二、智能巡检机器人技术亮点实时数据分析实时数据回传分析，数传误码率实时数据回传分析，数传误码率10-610-6，时延，时延20
19、ms20ms。图传时延。图传时延300ms300ms。二、智能巡检机器人技术亮点报表的生成系统自动生成设备缺陷报表、巡检任务报表等功能，并提供温度历史曲线展示功能，所有报表具有查询、打印等功能。二、智能巡检机器人技术亮点自主执行任务、自主充电、巡航时间长l无需人员操控，按时间表自主执行任务并自主进行充电无需人员操控，按时间表自主执行任务并自主进行充电l充满一次电最大续航时间充满一次电最大续航时间5 5小时小时巡检机器充电中激光制导自主充电三、智能巡检机器人应用环境智能巡检机器人在电力行业的应用室外巡检室内巡检可实现在无人值守的变电站以及其他无人值守的电力环境下的室内、室外的巡检工作三、智能巡检
20、机器人应用环境各种环境中都可稳定、可靠运行室内路面室外路面防滑、防结冰1、军用四驱动底盘能够最高运行速度可达3米/秒2、可抵抗最大风速：20m/s（注：8级大风17.220.7m/s）最大涉水深度100mm3、爬坡能力应不小于15度，越障能力，最大越障高度为5cm4、充电一次可续航工作5小时5、四驱底盘具备自动加热系统适应低温下工作，可选滚带式底盘应对结冰路面等情况6、云台具备自动加热系统，同时云台内部采用低温润滑油防结冰7、外壳表面有保护涂层或防腐设计，符合IPCJ-STD-033B.1-2007标准8、机器人的最大工作温度为+50，内置自动调温技术最低能在-45下工作9、全体设计防护等级I
21、P66，部分可达IP67三、智能巡检机器人应用环境可扩展性强由于环境变化、以及应用的需求提升，设备的后续扩展性有以下几点：仪器实时控制的增强654132图像处理技术的升级红外图像智能识别技术的提升客户端WEB软件的升级系统平台软件的升级各种硬件的升级，针对性更高需求的研发如：子母可分离式巡检机器人等 第一部分智能机器人的发展现状第一部分智能机器人的发展现状 第二部分人工巡检的主要工作量第二部分人工巡检的主要工作量 第三部分第三部分 巡检机器人设想巡检机器人设想 第四部分存在的主要问题第四部分存在的主要问题 第四部分下一步的计划第四部分下一步的计划汇汇 报报 提提 纲纲 1、目前、目前电电力系力
22、系统统机器人机器人经过经过多年来的开多年来的开发发、试验试验，功能已，功能已经经趋趋于成熟。但是于成熟。但是针对针对油气田的巡油气田的巡线线机器人尚未开机器人尚未开发发、应应用，用，对对分离分离器、器、输输油油泵泵、总总机关等机关等设备进设备进行智能判断，行智能判断，设设定特定的巡定特定的巡线轨线轨迹并迹并进进行逐点巡行逐点巡查查、针对针对采集的数据采集的数据进进行智能分析和行智能分析和报报警、与警、与SCADA系系统进统进行有效的行有效的对对接等需要开接等需要开发发和和现场试验过现场试验过程。程。存在的主要问题存在的主要问题 2、进进行站内巡行站内巡检检要求机器人具要求机器人具备备防爆特性，
23、防爆等防爆特性，防爆等级级不低于不低于ExdIIBT4ExdIIBT4,而目前机器人都不具而目前机器人都不具备备此特性。此特性。3、进进入入泵泵房、房、计计量量间间需要上两个以上的台需要上两个以上的台阶阶的攀爬，此功能待的攀爬，此功能待开开发发。4、发现紧发现紧急状况，无法与急状况，无法与设备联动进设备联动进行行现场处现场处理。理。第一部分智能机器人的发展现状第一部分智能机器人的发展现状 第二部分人工巡检的主要工作量第二部分人工巡检的主要工作量 第三部分第三部分 巡检机器人设想巡检机器人设想 第四部分存在的主要问题第四部分存在的主要问题 第四部分下一步的计划第四部分下一步的计划汇汇 报报 提提
24、 纲纲下一步下一步应该应该做好以下几方面的工作：做好以下几方面的工作：1、联联系在系在电电力行力行业业有大有大规规模模应应用的公司用的公司进进行行调调研；研；2、提出我、提出我们们的需求和特点，的需求和特点，让让他他们们提出解决方案；提出解决方案；3、通、通过竞过竞争性争性谈谈判方式判方式选选商；商；4、生、生产样产样品；品；5、落、落实试验现场实试验现场，油田增，油田增压压点、接点、接转转站和气田集气站、站和气田集气站、处处理理厂分厂分别选别选一个一个试验试验点；点；6、持、持续续改改进进；7、试验试验效果效果评评估、估、经济经济效益效益评评价。价。汇报完毕，不妥之处汇报完毕，不妥之处 敬请各位领导、专家批评指正！敬请各位领导、专家批评指正！