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項目背景

鋼包作為轉(zhuǎn)爐、連鑄區(qū)段運輸鋼水并進(jìn)行二次冶金反應(yīng)的重要容器，其管理和調(diào)度對鋼廠的運行優(yōu)化與節(jié)能降耗具有重要作用。鋼包內(nèi)部耐火材料與高溫鋼水、爐渣長時間接觸，受到主流沖刷和爐渣侵蝕，尤其是用于爐外精煉的鋼包，受到的侵蝕更嚴(yán)重。內(nèi)襯被侵蝕不僅會降低鋼包的壽命，還會增加鋼液中夾雜物的含量，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致鋼水穿漏，發(fā)生重大安全事故。中間包作為連鑄平臺關(guān)鍵容器，其穩(wěn)定運行直接影響著連鑄平臺及現(xiàn)場作業(yè)人員安全。

實踐得知，在鋼包、中間包內(nèi)襯內(nèi)部耐火材料出現(xiàn)前期的缺陷直至完全失效會經(jīng)過由點到面的逐步發(fā)展過程，在內(nèi)襯出現(xiàn)前期剝落的狀態(tài)下，剝落點區(qū)域的溫度則會出現(xiàn)異常高溫，其缺陷區(qū)域的溫度會明顯高于其他位置。若無法及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁薄弱區(qū)域，那么當(dāng)鋼包再次受鋼時則容易致使耐火材料穿漏，外部鋼板會暴露在高溫液體中，會被直接溶蝕發(fā)生穿爐事故，極易造成生命財產(chǎn)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計，每發(fā)生一次鋼鐵水包穿漏事故，造成的直接損失達(dá)200萬元。若是鋼包在連鑄平臺穿漏，一次損失高達(dá)上千萬。

因此，我公司研制開發(fā)了一套鋼包耐火材料在線監(jiān)控系統(tǒng)，對鋼包外壁進(jìn)行溫度檢測，通過溫度來反饋鋼包內(nèi)壁耐火材料的磨損情況，做到在溫度發(fā)生異常時能夠及時預(yù)警，以此保障煉鋼的安全生產(chǎn)。

現(xiàn)場實況

鋼包和中間包均在室內(nèi)車間，現(xiàn)場存在高溫區(qū)域，部分區(qū)域設(shè)備需加裝風(fēng)冷護(hù)罩對設(shè)備進(jìn)行冷卻；
手持式測溫槍只能檢測單點溫度，無法覆蓋全面檢測到爐壁和包壁的整體溫度，更是無法及時找到薄弱點，致使工人勞動強度增加卻效果不明顯；
現(xiàn)場實際測試發(fā)現(xiàn)爐壁和包壁溫度的不同可反饋出內(nèi)部不同區(qū)域耐火磚的磨損程度，結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)可大體判斷最終使用壽命；
連鑄平臺中間包位置遮擋區(qū)域較多，安裝選點需考慮監(jiān)測的全面性；
現(xiàn)場中控室位置一般距離部分安裝點位距離較遠(yuǎn)，需順延原有線路走線同時需要避開高溫區(qū)；
鋼包、中間包現(xiàn)場均采用定點監(jiān)測的方式，對關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行實時溫度監(jiān)控。鋼包監(jiān)控分為倒渣位監(jiān)測監(jiān)控和連鑄平臺定點監(jiān)測兩個監(jiān)測點位；

系統(tǒng)特征

鋼包、中間包紅外在線溫度診斷系統(tǒng)的建設(shè)，是鋼鐵冶煉行業(yè)安全管理升級的重要體現(xiàn)。根據(jù)深耕冶金行業(yè)多年的經(jīng)驗，為解決以上需求，本系統(tǒng)應(yīng)具備以下特征：

后端算法對圖像采用無損壓縮的方式，實時傳輸溫度流數(shù)據(jù)，畫面更加流暢的同時可以獲取到任意位置的溫度數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的靈敏性和報警精準(zhǔn)度。
針對現(xiàn)場特殊的環(huán)境情況，選用高性能紅外熱像儀，根據(jù)不同環(huán)境特征選用不同的防護(hù)罩。設(shè)備內(nèi)部探測器采用具有國際先進(jìn)技術(shù)水平的法國進(jìn)口ULIS非制冷式焦平面紅外探測器，其工作壽命可達(dá)8-10年，在可以實現(xiàn)110592個像素點溫度的實時探測的同時，可充分保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性。
系統(tǒng)具備自動報警、快速響應(yīng)、自動捕捉最熱區(qū)域等功能，一旦局部出現(xiàn)溫度異常，極早期預(yù)警鋼包風(fēng)險隱患。鋼包正常溫度為≤380℃，熱像儀測量范圍為（-20-650℃）。
系統(tǒng)采用紅外數(shù)字圖像細(xì)節(jié)增強（DDE）技術(shù)，用高速處理器先對原始目標(biāo)信息進(jìn)行分析，提取出有用灰度信息分布和無用灰度信息分布，然后大比例壓縮無用信息灰度，小比例壓縮甚至拉伸有用信息灰度，得到接近實際層次豐富的圖像。
設(shè)備整機在+70℃的高低溫試驗箱內(nèi)進(jìn)行老化試驗及標(biāo)定過程。通過現(xiàn)場實地勘察充分了解設(shè)備防范需求及環(huán)境情況。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境實際特點采用防爆護(hù)罩，可滿足惡劣環(huán)境下的運行要求，以此保證設(shè)備的耐久實。
在線溫度診斷系統(tǒng)設(shè)計之初便留有豐富的接口，便于后期硬件和軟件的更新以及升級工作。為此，設(shè)備采用模塊式結(jié)構(gòu)，可通過相關(guān)接口接入其他硬件。后臺監(jiān)控管理平臺采用模塊化算法，可通過網(wǎng)絡(luò)升級或者本地固件升級等方式，以此提高系統(tǒng)的可塑性及多樣性。

風(fēng)冷型紅外熱成像儀

產(chǎn)品功能特性：

采用進(jìn)口探測器，擁有優(yōu)異的成像效果以及高精度測溫；
通入壓縮空氣或者氮氣可在高溫、高粉塵的特殊環(huán)境下穩(wěn)定工作；
針對現(xiàn)場不同監(jiān)測環(huán)境搭配不同視場角的鏡頭，可靈活使用；
通入壓縮空氣和氮氣使設(shè)備保持的工作狀態(tài)，測溫更加精準(zhǔn)；
測溫精準(zhǔn)，成像清晰：設(shè)備整機出廠前經(jīng)過高性能黑體溫度校正，同時采用自主研發(fā)的高性能圖像算法，讓設(shè)備在不同環(huán)境下均能展現(xiàn)有優(yōu)異的精度和場景細(xì)微差異。
功能豐富，經(jīng)濟適用：設(shè)備均采用標(biāo)準(zhǔn)的機芯接口，方便集成的同時具有更高的實用性。
產(chǎn)品參數(shù)：

風(fēng)冷型紅外熱像儀產(chǎn)品參數(shù)

型號	SS-AC-X384D
紅外分辨率	384*288
像素尺寸	17um
幀頻	50Hz
工作波段	8～14um
測溫范圍	60℃～600℃
數(shù)據(jù)
單幀溫度	帶溫度信息的JPG圖片格式
溫度流	全輻射溫度信息存儲
視頻	H.264標(biāo)準(zhǔn)視頻格式，兼容通用視頻播放軟件
電氣接口
電源	DC9～15V，典型功耗2.5W@25℃
模擬視頻	NTSC/PAL
以太網(wǎng)	100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等協(xié)議，內(nèi)置Web Server，兼容主流NVR產(chǎn)品，提供SDK開發(fā)包
串口	RS485，支持Pelco云臺控制協(xié)議
電動鏡頭	支持12V電動鏡頭
GPIO	1路磁隔離輸入，1路繼電器輸出
環(huán)境參數(shù)
工作溫度	-10～+200℃
儲存溫度	-40oC～+85℃
大氣壓力	86~106Kpa
粉塵濃度	≤200mg/m3
風(fēng)量	0.3~0.6L/S
尺寸	320（L）*133（D）mm
渦旋制冷管
進(jìn)氣量	920L/MIN
制冷量	2280BTU/Hr

平臺介紹

客戶端軟件采用C/S模式與B/S模式相結(jié)合的開發(fā)模式，包括實時、數(shù)據(jù)兩大常用功能模塊和測溫對象、設(shè)備、用戶管理、告警、云臺、錄制管理六大相關(guān)基礎(chǔ)管理模塊。與此同時，提供組件化、標(biāo)準(zhǔn)化的Web API開放平臺接口供其他系統(tǒng)使用，為客戶提供強大且靈活的業(yè)務(wù)集成和數(shù)據(jù)集成能力。客戶端軟件的紅外實時畫面監(jiān)測采用了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的紅外圖像處理算法，使得設(shè)備展示出的紅外畫面具有更好的細(xì)節(jié)增強效果和更高的畫面可調(diào)節(jié)精準(zhǔn)性。此外，客戶端軟件可將相關(guān)配置數(shù)據(jù)實時同步云端，在云端對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析，用戶可通過云平臺自定義設(shè)置異常的通知方式與通知聯(lián)系人，通過客戶端軟件與云端應(yīng)用相結(jié)合實現(xiàn)了智能化的控制體系，為邁向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)智慧化決策打下堅實的基礎(chǔ)。

平臺功能介紹

鋼包、鐵水包紅外熱圖

具體功能與技術(shù)目標(biāo)如下：

在線測溫功能：所有視頻圖像可全程錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進(jìn)行查詢和回放。
風(fēng)險預(yù)警：實時全景監(jiān)控與高靈敏度特點，發(fā)現(xiàn)異常高溫時可實現(xiàn)毫秒級報警。
報警類型：分為高溫報警和溫升報警。高溫報警即被測區(qū)域超過預(yù)設(shè)值時報警，溫升報警即被測區(qū)域溫度在某一時間段內(nèi)出現(xiàn)異常溫升時報警，具體數(shù)值可根據(jù)實際情況設(shè)定。
溫度補償：設(shè)備可根據(jù)現(xiàn)場實際環(huán)境溫度自動進(jìn)行溫度補償，以滿足不同溫度環(huán)境下的測溫需求。
痕跡管理：對現(xiàn)場所測溫度實時寫入數(shù)據(jù)庫，并自動生成報表與溫度曲線。調(diào)取歷史溫度信息和報警記錄，方便于出現(xiàn)問題后進(jìn)行故障跟蹤及事故分析。
非接觸測溫：在不需要人力巡檢的情況下完成溫度獲取。
報警日志：報警記錄與圖像同步存儲系統(tǒng)。
記錄自動清除：當(dāng)檢測到系統(tǒng)存儲空間不滿10G時系統(tǒng)自動刪除最開始?xì)v史記錄，避免硬盤空間不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法存儲。
實時顯示全輻射熱圖：值班人員可通過鼠標(biāo)查看畫面任意位置的瞬時溫度，對異常情況進(jìn)行錄制、拍照、分析。
高溫追蹤：自動對熱像圖整個畫面或特定區(qū)域進(jìn)行溫升趨勢分析，提早發(fā)現(xiàn)隱患區(qū)域。
溫度曲線分析：軟件監(jiān)測料坑底部各區(qū)域裝置外壁溫度時可實時顯示最高溫曲線，通過曲線的變化趨勢用于判定此時料坑各個區(qū)域是否異常。
自定義報警閾值：系統(tǒng)可自定義不同報警閾值和等級，協(xié)助工作人員對隱患發(fā)生的緊急程度和發(fā)展態(tài)勢作出評估。
自動診斷：設(shè)備具有網(wǎng)絡(luò)中斷自動檢測恢復(fù)功能，當(dāng)設(shè)備因斷電或者斷網(wǎng)導(dǎo)致工作異常，待線路正常后可自行排查問題進(jìn)行恢復(fù)。
遠(yuǎn)程通知：現(xiàn)場搭載云平臺服務(wù)器，可第一時間將現(xiàn)場報警信息通過短信和公眾號的方式推送到相應(yīng)人員手機上，第一時間掌握現(xiàn)場情況；
用戶權(quán)限管理：軟件登錄界面需要特定的賬號密碼，防止現(xiàn)場工人的誤操作。