項目概況
在國民生產和建設中，對鋼鐵的需求在不斷增大，在鋼鐵廠煉鋼過程中，通過將裝有精煉好的鋼水通過鋼包運至回轉臺，回轉臺轉動到澆筑位置后，通過澆注機將鋼水注入到腔室或者中間包中，腔室或中間包再由水口將鋼水分配到各個結晶器中，經行鑄件成形并迅速凝固結晶。在澆筑過程中，目前都是通過人工經驗和可見光設備去輔助現場工人去完成澆筑過程，但是存在人工有遺漏點、可見光在現場灰層大，無法達到預期等情況。
項目現狀
經過現場勘查，澆筑現場情況如下：
- 澆注機現場存在大量粉塵、高溫區域，需要加裝風冷護罩對設備進行冷卻以及除塵；
- 現在灰層較大，是否澆筑完成通過可見光設備識別率只有60%；遠遠達不到預期。照成大量的鐵液浪費，也容易發生安全問題。
- 現場實際測試發現包壁溫度的不同可反饋出內部不同區域耐火磚的磨損程度，結合現場實測數據可大體判斷最終使用壽命；
- 現場一般取點位溫度最高可達70℃-80℃及以上，現場均需要采用帶風冷護罩的紅外熱像儀，一方面是給設備降溫、另一方面是清除護罩內粉塵；
- 現場遮擋較多，安裝選點在考慮全面監測，就近可取壓縮空氣；
- 現場中控室位置一般距離安裝點位距離較遠，需順延原有線路走線同時需要避開高溫區；
- 澆筑現場均采用定點監測的方式，對關鍵區域實時溫度畫面完成澆筑速度的確認和通過冒口狀態，去判斷是否澆筑完成。
澆筑紅外在線溫度診斷系統需滿足以下需求：
- 對澆筑機關鍵點位進行全面、精準的非接觸式測溫，設備安裝、運行過程以及施工不影響生產過程正常運行；
- 設備具備防塵、耐低溫、高溫以及防爆的特性，能在同時在低溫-20℃和高溫+60℃正常穩定運行，可根據現場不同環境搭配不同防護等級護罩，變更靈活；
- 是否澆筑完成判斷：通過冒口噴出不同的狀態的溫度，去判斷澆筑系統是否澆筑完成；
- 通過導流槽和澆口鐵水的高溫像素點的特征，去判斷導流槽和澆口是否在安全定位范圍之內；
- 通過導流槽鋼水的高度和面積，去傳輸一個速度信號給到PLC，通過PLC去控制鋼包的傾倒速度，讓澆口鋼水的量一直維持到安全水平；
- 設備可穩定運行，高粉塵區域采用風冷護罩，連通現場氮氣供應管道，在對設備進行降溫的同時也可對設備內粉塵及時清除，減少整機設備的日常維護；
- 電源供給在全天候的環境下，保證系統不間斷供電；
- 在工程設計和實現的過程中，始終把客戶的實際需求放在首位，結合各個區域冶煉工藝特點以及現場環境的特殊性設計出系統操作簡便，現場工作人員可即學即用的智能化管理平臺；
系統特征
澆筑在線溫度診斷監控系統的建設，是鋼鐵冶煉行業安全管理升級的重要體現。根據深耕冶金行業多年的經驗，為解決以上需求，本系統應具備以下特征：
- 后端算法對圖像采用無損壓縮的方式，實時傳輸溫度流數據，畫面更加流暢的同時可以獲取到任意位置的溫度數據，提高系統的靈敏性和報警精準度。
- 針對現場特殊的環境情況，選用高性能紅外熱像儀，根據不同環境特征選用不同的防護罩。設備內部探測器采用具有國際先進技術水平的法國進口ULIS非制冷式焦平面紅外探測器，其工作壽命可達8-10年，在可以實現110592個像素點溫度的實時探測的同時，可充分保證設備運行的穩定性。
- 系統具備自動報警、快速響應、自動捕捉最熱區域等功能，。鋼水正常溫度為≤1300℃，熱像儀測量范圍為（160-1600℃）。
- 系統采用紅外數字圖像細節增強（DDE）技術，用高速處理器先對原始目標信息進行分析，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。
- 設備整機在+70℃的高低溫試驗箱內進行老化試驗及標定過程。通過現場實地勘察充分了解設備防范需求及環境情況。根據現場環境實際特點采用防爆護罩，可滿足惡劣環境下的運行要求，以此保證設備的耐久實。
- 在線溫度診斷系統設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，設備采用模塊式結構，可通過相關接口接入其他硬件。后臺監控管理平臺采用模塊化算法，可通過網絡升級或者本地固件升級等方式，以此提高系統的可塑性及多樣性。
總結
綜上所述，澆筑紅外在線溫度診斷系統應從產品特點、環境特征、業務需求、安裝方式和施工布局等全方位考慮，在最終效果上實現穩定、及時、精準的風險預警功能，以此保障澆筑生產工藝流程的安全、健康運行。
環境特征：室內環境下的澆注機則需要設備擁有耐高溫特性；
產品特點：采用高性能探測器、搭配行業內先進的紅外圖像處理算法，使得設備展示出的紅外畫面具有更好的細節增強效果和更高的測溫精準性；外殼采用特殊定制的護罩，根據現場需求搭配不同配件，抵抗現場惡劣環境影響；
業務需求：實時、在線、全面性、高精度測溫，能保障設備安全運行，不影響生產進度，同時后期維護便捷；
安裝方式：一般采用壁掛式或立桿式兩種方式；
施工布局：設備安裝前、后和施工過程不影響生產的正常進行，并且施工材料均按照環境要求的最高標準進行選型。
方案概述
針對目前澆筑是否完成都是通過傳統的人工肉眼查看的方式，不僅工作量大，并且對其狀態的不確定性以及缺乏時效性可能會導致鋼水從冒口處泄露無法被及時發現，存在巨大的安全隱患。
本方案采用在線式風冷型紅外熱像儀，搭配渦旋制冷管，接入壓縮空氣或者氮氣。將紅外熱像儀多角度設置在重點區域進行覆蓋式監控，通過鋼水和火焰不同溫度的特點，可及時判斷中間包或者腔室是否澆筑完成，同時通過導流槽內鋼水的高度和面積，去給到PLC一個傾斜角信號值，從而讓PLC控制鋼包傾斜角，防止速度過快或者過慢的情況，讓導流槽內的鋼水流速一直維持到穩定的水平。通過報警位置畫面閃爍告知現作人員超溫區域位置，以便及時作出應急處理。
澆注機：采用一臺熱像儀對導流槽內的鋼水和冒口處狀態做到共同的監測，通過導流槽內的鋼水所占的像素去分析鋼水目前的高度和面積，同時給到PLC信號去控制鋼包的傾斜角，保證鋼水流速保證在安全有效的范圍內。保證澆筑效率最大化。同時通過冒口處火焰和鋼水不同溫度的特性，可以很容易的區分是否澆筑完成；
根據現場環境特征，紅外熱像儀采用網絡數據傳輸的方式，使用千兆超六類雙屏蔽網線，連接工業級千兆光電交換機，通過鎧裝光纖連接至中控室內，以此保證數據傳輸流暢、無延遲；現場高溫區域需鋪設高溫網線和高溫電源線，所有外露線纜全部套上鍍鋅鋼管作為防護，能夠讓設備在現場惡劣環境下實現穩定通訊。考慮到現場存在煤氣區域且在一年中環境溫差很大，設計采用風冷型護罩，外接壓縮空氣或者氮氣，前窗使用高強度鍍碳膜鍺玻璃，以便充分保證設備安全運行，避免存在安全隱患。
中控室內安裝云平臺服務器，通過網線與光電交換機連接，保持設備和服務器在一個局域網內。服務器上搭載客戶端軟件，可本地實時預覽現場紅外圖像，與此同時，也可通過服務器進行遠程報警消息推送功能。
雙光風冷型紅外熱像儀
風冷型紅外熱像儀專門針對冶金、危廢、化工行業的高溫應用場合研制，搭配高穩定性紅外熱成像模組，具備網絡視頻傳輸功能。可對關鍵設備、貴重資產進行監控，有助于提前發現問題，防患于未然。可24小時進行圖像處理和測溫運算。采用安防標準接口，可直接模擬視頻輸出到監視器也可通過客戶端查看視頻監控畫面，更有多種數據保存功能，方便在線離線分析。
護罩采用雙層不銹鋼管和鑄鋁端蓋制成，壓縮空氣通過夾層達到冷卻效果，并在前端蓋形成風簾起到防塵作用；通入制冷水能夠更好地起到降溫的效果，為設備的正常工作提供穩定、適宜的環境。具有較好的抗腐蝕及防灰塵能力，能在高溫多塵腐蝕性氣體較多的環境中使用。風冷型熱像儀廣泛應用于冶金行業，如燒結、高爐、鋼包、鐵水罐，危廢行業如焚燒爐，化工行業如水泥回轉窯等場景，達到提高生產效率、改善工作條件、降低勞動強度的目的，全天候守護您的資產安全。
- 產品外觀：
雙光風冷型紅外熱像儀
- 產品功能特性：
- 采用進口探測器，擁有優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、高粉塵的特殊環境下穩定工作；
- 針對現場不同監測環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備保持的工作狀態，測溫更加精準；
- 測溫精準，成像清晰：設備整機出廠前經過高性能黑體溫度校正，同時采用自主研發的高性能圖像算法，讓設備在不同環境下均能展現有優異的精度和場景細微差異。
- 功能豐富，經濟適用：設備均采用標準的機芯接口，方便集成的同時具有更高的實用性。
- 產品參數：
風冷型紅外熱像儀產品參數
| 型號 | SS-AC-X384D |
| 紅外分辨率 | 384*288 |
| 可見光分辨率 | 200萬黑光 ?1920*1080 |
| 像素尺寸 | 17um |
| 幀頻 | 50Hz |
| 工作波段 | 8～14um |
| 測溫范圍 | 160℃～1600℃ |
| 數據 | |
| 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標準視頻格式，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 | 100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等協議，內置Web Server，兼容主流NVR產品，提供SDK開發包 |
| 串口 | RS485 |
| 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 |
| 環境參數 | |
| 工作溫度 | -10～+200℃ |
| 儲存溫度 | -40oC～+85℃ |
| 大氣壓力 | 86~106Kpa |
| 粉塵濃度 | ≤200mg/m3 |
| 風量 | 0.3~0.6L/S |
| 尺寸 | 320（L）*133（D）mm |
| 渦旋制冷管 | |
| 進氣量 | 920L/MIN |
| 制冷量 | 2280BTU/Hr |
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平臺介紹
客戶端軟件采用C/S模式與B/S模式相結合的開發模式，包括實時、數據兩大常用功能模塊和測溫對象、設備、用戶管理、告警、云臺、錄制管理六大相關基礎管理模塊。與此同時，提供組件化、標準化的Web API開放平臺接口供其他系統使用，為客戶提供強大且靈活的業務集成和數據集成能力。客戶端軟件的紅外實時畫面監測采用了業內領先的紅外圖像處理算法，使得設備展示出的紅外畫面具有更好的細節增強效果和更高的畫面可調節精準性。此外，客戶端軟件可將相關配置數據實時同步云端，在云端對數據進行管理和分析，用戶可通過云平臺自定義設置異常的通知方式與通知聯系人，通過客戶端軟件與云端應用相結合實現了智能化的控制體系，為邁向工業互聯網數據智慧化決策打下堅實的基礎。
平臺功能介紹
平臺具體功能與技術目標如下：
- 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行查詢和回放。
- 獨立報警功能：冒口處和導流槽做到分別獨立報警。
- 狀態分析：實時全景監控與高靈敏度特點，通過冒口處火焰與鋼水不同溫度的特性，從而分析出澆筑狀態。
- 導流槽速度分析及控制：通過分析畫面中導流槽內鋼水所占像素點的數量，從而計算出鋼水的在導流槽內的面積和高度。實時給到PLC信號，從而控制鋼水傾倒的速度，使導流槽內的鋼水維持穩定水平。
- 導流槽與澆口定位分析：通過紅外和可見光相互配合，對導流槽和澆口經行定位分析，控制誤差在±40毫米之內。
- 溫度補償：設備可根據現場實際環境溫度自動進行溫度補償，以滿足不同溫度環境下的測溫需求。
- 非接觸測溫：在不需要人力巡檢的同時也不影響澆注機正常工作的情況下通過溫度分析狀態。
- 報警日志：報警記錄與圖像同步存儲系統。
- 記錄自動清除：當檢測到系統存儲空間不滿10G時系統自動刪除最開始歷史記錄，避免硬盤空間不足導致數據無法存儲。
- 自定義報警閾值：系統可自定義不同報警閾值和等級，協助工作人員對隱患發生的緊急程度和發展態勢作出評估。
- 自動診斷：設備具有網絡中斷自動檢測恢復功能，當設備因斷電或者斷網導致工作異常，待線路正常后可自行排查問題進行恢復。
- 遠程通知：現場搭載云平臺服務器，可第一時間將現場報警信息通過短信和公眾號的方式推送到相應人員手機上，第一時間掌握現場情況；
- 用戶權限管理：軟件登錄界面需要特定的賬號密碼，防止現場工人的誤操作。
平臺界面
云平臺目前主要針對以下需求點：
（1）支持企業中部門、人員、角色管理；
（2）支持報警規則的添加、報警模板的添加、報警聯系人的添加、報警推送的添加、報警記錄查看；
（3）財務管理支持賬戶線下交易、線上購買增值服務及索取發票功能；
（4）支持云平臺綁定多款軟件，進行數據同步；
（5）支持短信通知、微信通知、郵箱通知等實時告警服務。
平臺首頁
報警聯系人界面
報警記錄界面
遠程消息推送
（1）微信推送報警信息—關注格物優信熱像儀專家即刻接收報警信息推送。
?公眾號消息推送
（2）短信推送報警信息。
短息推送