1 引言

智慧电厂建设已上升为国家战略，设备健康状态监测、智能巡检设备的研制成为近几年智能制造行业的热点话题之一，呈现出巨大的成长潜力和发展空间。发电设备的日常巡检及运维是保证电网稳定与可靠的基础，那么预测性维护就显得尤为重要，如何第一时间掌握设备异常情况，将生产风险前置管理是各大机构的研究方向。

2 传统电厂巡检手段的现状与不足

当下许多电力设备的日常巡检没有实现智能化，巡检质量不高，存在漏巡、代巡、不按规定巡检等问题，导致不能及时发现设备异常，给生产管理造成了较大的干扰。

（1）过分依赖安全员的责任心，执行随意性大；

（2）粗放的巡检模式难以监督及考核评估；

（3）基于纸面的信息反馈存在滞后性，难以分享给相关管理人员；

（4）巡检结果难以综合分析，对实现设备预测性维护无太大意义；

（5）软件管理系统无法应对多变、复杂的现场情况。

3 电厂智能巡检机器人研制背景

为针对性的解决上述问题，且应满足国内众多火力发电厂苛刻的改造环境：本体设备不允许改动、设备车间干涉较多、土建结构已无法更改等条件，北钢联受邀参与了“轨道式智能巡检机器人及成套装备研发”的课题。巡检机器人车间的3D示意图如图1所示。

4 巡检机器人研制难点

项目难度在于该系统的综合条件制约，要求结构简单，可靠性强，便于拆装及维护，预留柔性化拓展接口方便监测传感器柔性换型，以适应不同车间的监测指标，且改造性价比高，具有良好的市场推广潜力。通过对高空监测设备产品结构轻量化设计、高空重载云台轨道平稳运动装置设计方法、智能传感器和控制技术定制化方案等诸多技术的突破，北钢联顺利完成了轨道式电厂智能巡检机器人的研制。

5 巡检机器人功能介绍

智能巡检机器人系统主要分为两部分，智能监测设备及运载装置。

监测设备可由用户定制，能集成红外、视觉、振动、声音等多功能传感器。与中控室相连，采集需要的外部数据，再进行后台分析处理，绘制指标曲线，根据需要可定时或实时传递巡检报告至中控室，一旦发现设备存在隐患，后台工程师便能及时排查故障，为前瞻性解决隐患问题提供依据。在脱硫循环泵房车间的实际试验中，该监测设备能以15分钟/次的频率监测如：出口压力、轴承温度、轴承振动、油位等参数。巡检机构俯瞰图如图2所示。

运载机构由横向移动机构、纵向移动机构、升降机构、旋转机构组成。具有XYZ三个自由度，头部可旋转，满足多角度、全方位、大落差的巡检要求。监测设备安装在旋转机构上，可360°正反旋转，该机构和升降齿条连接，升降机构带动旋转机构沿轨道上下运动；纵向移动架带动升降机构沿轨道纵向移动；横向移动架带动纵向移动机构沿轨道横向移动；实现三个方向运动的自由度。所有运动机构均采用伺服电机控制，可无极调速，能根据实际使用要求设定相应速度，满足最高性价比的巡检要求。通过设定巡检节拍，可实现最多5分钟一次的巡检频率，而在传统的情况下，安全员往往半天或几天才巡检一次。运载机构3D示意图如图3所示。

所有结构均使用成熟的标准件集成，如伺服驱动、H型钢、齿轮齿条传动、燕尾槽滑块、斜支撑等，易于安装及维护，能模块化组合满足复杂车间的安装环境，与国际高端智能巡检系统相比，具有无需对设备主体进行改造、土建施工影响小、不影响用户实际生产、性价比高等优势。

6 智能巡检机器人的前景展望

电力行业和其他石化、冶金、造纸、医药、食品等行业都属于流程工业，它们的特点是连续性生产，设备的微小变化可能影响产品质量、产量等，此智能巡检系统的软硬件集成技术能帮助企业推动可靠性体系建设，消除孤岛作业，在其他行业同样具有可复制性。

作者简介

胡志勇 （1978-） 男 高级工程师 本科，研究方向：智能制造及自动化技术