項目概況
在國民生產(chǎn)和建設(shè)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(yùn)至回轉(zhuǎn)臺，回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動到澆筑位置后，通過澆注機(jī)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(jié)晶器中，經(jīng)行鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶。在澆筑過程中，目前都是通過人工經(jīng)驗和可見光設(shè)備去輔助現(xiàn)場工人去完成澆筑過程，但是存在人工有遺漏點(diǎn)、可見光在現(xiàn)場灰層大，無法達(dá)到預(yù)期等情況。
項目現(xiàn)狀
經(jīng)過現(xiàn)場勘查，澆筑現(xiàn)場情況如下：
- 澆注機(jī)現(xiàn)場存在大量粉塵、高溫區(qū)域，需要加裝風(fēng)冷護(hù)罩對設(shè)備進(jìn)行冷卻以及除塵；
- 現(xiàn)在灰層較大，是否澆筑完成通過可見光設(shè)備識別率只有60%；遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期。照成大量的鐵液浪費(fèi)，也容易發(fā)生安全問題。
- 現(xiàn)場實際測試發(fā)現(xiàn)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；
- 現(xiàn)場一般取點(diǎn)位溫度最高可達(dá)70℃-80℃及以上，現(xiàn)場均需要采用帶風(fēng)冷護(hù)罩的紅外熱像儀，一方面是給設(shè)備降溫、另一方面是清除護(hù)罩內(nèi)粉塵；
- 現(xiàn)場遮擋較多，安裝選點(diǎn)在考慮全面監(jiān)測，就近可取壓縮空氣；
- 現(xiàn)場中控室位置一般距離安裝點(diǎn)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)；
- 澆筑現(xiàn)場均采用定點(diǎn)監(jiān)測的方式，對關(guān)鍵區(qū)域?qū)崟r溫度畫面完成澆筑速度的確認(rèn)和通過冒口狀態(tài)，去判斷是否澆筑完成。
澆筑紅外在線溫度診斷系統(tǒng)需滿足以下需求：
- 對澆筑機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)位進(jìn)行全面、精準(zhǔn)的非接觸式測溫，設(shè)備安裝、運(yùn)行過程以及施工不影響生產(chǎn)過程正常運(yùn)行；
- 設(shè)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(wěn)定運(yùn)行，可根據(jù)現(xiàn)場不同環(huán)境搭配不同防護(hù)等級護(hù)罩，變更靈活；
- 是否澆筑完成判斷：通過冒口噴出不同的狀態(tài)的溫度，去判斷澆筑系統(tǒng)是否澆筑完成；
- 通過導(dǎo)流槽和澆口鐵水的高溫像素點(diǎn)的特征，去判斷導(dǎo)流槽和澆口是否在安全定位范圍之內(nèi)；
- 通過導(dǎo)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(shè)備可穩(wěn)定運(yùn)行，高粉塵區(qū)域采用風(fēng)冷護(hù)罩，連通現(xiàn)場氮?dú)夤?yīng)管道，在對設(shè)備進(jìn)行降溫的同時也可對設(shè)備內(nèi)粉塵及時清除，減少整機(jī)設(shè)備的日常維護(hù)；
- 電源供給在全天候的環(huán)境下，保證系統(tǒng)不間斷供電；
- 在工程設(shè)計和實現(xiàn)的過程中，始終把客戶的實際需求放在首位，結(jié)合各個區(qū)域冶煉工藝特點(diǎn)以及現(xiàn)場環(huán)境的特殊性設(shè)計出系統(tǒng)操作簡便，現(xiàn)場工作人員可即學(xué)即用的智能化管理平臺；
系統(tǒng)特征
澆筑在線溫度診斷監(jiān)控系統(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(diǎn)溫度的實時探測的同時，可充分保證設(shè)備運(yùn)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，。鋼水正常溫度為≤1300℃，熱像儀測量范圍為（160-1600℃）。
- 系統(tǒng)采用紅外數(shù)字圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)（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(jī)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(diǎn)采用防爆護(hù)罩，可滿足惡劣環(huán)境下的運(yùn)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。
總結(jié)
綜上所述，澆筑紅外在線溫度診斷系統(tǒng)應(yīng)從產(chǎn)品特點(diǎn)、環(huán)境特征、業(yè)務(wù)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(xiàn)穩(wěn)定、及時、精準(zhǔn)的風(fēng)險預(yù)警功能，以此保障澆筑生產(chǎn)工藝流程的安全、健康運(yùn)行。
環(huán)境特征：室內(nèi)環(huán)境下的澆注機(jī)則需要設(shè)備擁有耐高溫特性；
產(chǎn)品特點(diǎn)：采用高性能探測器、搭配行業(yè)內(nèi)先進(jìn)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(qiáng)效果和更高的測溫精準(zhǔn)性；外殼采用特殊定制的護(hù)罩，根據(jù)現(xiàn)場需求搭配不同配件，抵抗現(xiàn)場惡劣環(huán)境影響；
業(yè)務(wù)需求：實時、在線、全面性、高精度測溫，能保障設(shè)備安全運(yùn)行，不影響生產(chǎn)進(jìn)度，同時后期維護(hù)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(shè)備安裝前、后和施工過程不影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，并且施工材料均按照環(huán)境要求的最高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型。
方案概述
針對目前澆筑是否完成都是通過傳統(tǒng)的人工肉眼查看的方式，不僅工作量大，并且對其狀態(tài)的不確定性以及缺乏時效性可能會導(dǎo)致鋼水從冒口處泄露無法被及時發(fā)現(xiàn)，存在巨大的安全隱患。
本方案采用在線式風(fēng)冷型紅外熱像儀，搭配渦旋制冷管，接入壓縮空氣或者氮?dú)狻⒓t外熱像儀多角度設(shè)置在重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行覆蓋式監(jiān)控，通過鋼水和火焰不同溫度的特點(diǎn)，可及時判斷中間包或者腔室是否澆筑完成，同時通過導(dǎo)流槽內(nèi)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(dǎo)流槽內(nèi)的鋼水流速一直維持到穩(wěn)定的水平。通過報警位置畫面閃爍告知現(xiàn)作人員超溫區(qū)域位置，以便及時作出應(yīng)急處理。
澆注機(jī)：采用一臺熱像儀對導(dǎo)流槽內(nèi)的鋼水和冒口處狀態(tài)做到共同的監(jiān)測，通過導(dǎo)流槽內(nèi)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(nèi)。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(qū)分是否澆筑完成；
根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境特征，紅外熱像儀采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑褂们д壮愲p屏蔽網(wǎng)線，連接工業(yè)級千兆光電交換機(jī)，通過鎧裝光纖連接至中控室內(nèi)，以此保證數(shù)據(jù)傳輸流暢、無延遲；現(xiàn)場高溫區(qū)域需鋪設(shè)高溫網(wǎng)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(hù)，能夠讓設(shè)備在現(xiàn)場惡劣環(huán)境下實現(xiàn)穩(wěn)定通訊。考慮到現(xiàn)場存在煤氣區(qū)域且在一年中環(huán)境溫差很大，設(shè)計采用風(fēng)冷型護(hù)罩，外接壓縮空氣或者氮?dú)猓按笆褂酶邚?qiáng)度鍍碳膜鍺玻璃，以便充分保證設(shè)備安全運(yùn)行，避免存在安全隱患。
中控室內(nèi)安裝云平臺服務(wù)器，通過網(wǎng)線與光電交換機(jī)連接，保持設(shè)備和服務(wù)器在一個局域網(wǎng)內(nèi)。服務(wù)器上搭載客戶端軟件，可本地實時預(yù)覽現(xiàn)場紅外圖像，與此同時，也可通過服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程報警消息推送功能。
雙光風(fēng)冷型紅外熱像儀
風(fēng)冷型紅外熱像儀專門針對冶金、危廢、化工行業(yè)的高溫應(yīng)用場合研制，搭配高穩(wěn)定性紅外熱成像模組，具備網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸功能。可對關(guān)鍵設(shè)備、貴重資產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控，有助于提前發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然。可24小時進(jìn)行圖像處理和測溫運(yùn)算。采用安防標(biāo)準(zhǔn)接口，可直接模擬視頻輸出到監(jiān)視器也可通過客戶端查看視頻監(jiān)控畫面，更有多種數(shù)據(jù)保存功能，方便在線離線分析。
護(hù)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(dá)到冷卻效果，并在前端蓋形成風(fēng)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(shè)備的正常工作提供穩(wěn)定、適宜的環(huán)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(huán)境中使用。風(fēng)冷型熱像儀廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)，如燒結(jié)、高爐、鋼包、鐵水罐，危廢行業(yè)如焚燒爐，化工行業(yè)如水泥回轉(zhuǎn)窯等場景，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、改善工作條件、降低勞動強(qiáng)度的目的，全天候守護(hù)您的資產(chǎn)安全。
- 產(chǎn)品外觀：
雙光風(fēng)冷型紅外熱像儀
- 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?dú)饪稍诟邷亍⒏叻蹓m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?dú)馐乖O(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(jī)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(jì)適用：設(shè)備均采用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)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 |
| 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(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 |
| 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 |
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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(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(qiáng)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(qiáng)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
平臺具體功能與技術(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。
- 獨(dú)立報警功能：冒口處和導(dǎo)流槽做到分別獨(dú)立報警。
- 狀態(tài)分析：實時全景監(jiān)控與高靈敏度特點(diǎn)，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(tài)。
- 導(dǎo)流槽速度分析及控制：通過分析畫面中導(dǎo)流槽內(nèi)鋼水所占像素點(diǎn)的數(shù)量，從而計算出鋼水的在導(dǎo)流槽內(nèi)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(dǎo)流槽內(nèi)的鋼水維持穩(wěn)定水平。
- 導(dǎo)流槽與澆口定位分析：通過紅外和可見光相互配合，對導(dǎo)流槽和澆口經(jīng)行定位分析，控制誤差在±40毫米之內(nèi)。
- 溫度補(bǔ)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(bǔ)償，以滿足不同溫度環(huán)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(jī)正常工作的情況下通過溫度分析狀態(tài)。
- 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。
- 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(jī)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。
平臺界面
云平臺目前主要針對以下需求點(diǎn)：
（1）支持企業(yè)中部門、人員、角色管理；
（2）支持報警規(guī)則的添加、報警模板的添加、報警聯(lián)系人的添加、報警推送的添加、報警記錄查看；
（3）財務(wù)管理支持賬戶線下交易、線上購買增值服務(wù)及索取發(fā)票功能；
（4）支持云平臺綁定多款軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；
（5）支持短信通知、微信通知、郵箱通知等實時告警服務(wù)。
平臺首頁
報警聯(lián)系人界面
報警記錄界面
遠(yuǎn)程消息推送
（1）微信推送報警信息—關(guān)注格物優(yōu)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