一、項(xiàng)目背景
目前，大型焦化廠焦?fàn)t車間場所的巡視和檢修工作大部分都依靠人工進(jìn)行定時(shí)巡檢、駐點(diǎn)值守，但巡檢工人在焦?fàn)t地下層和一層的日常巡檢有著較大條件限制和阻礙，最重要人工巡檢不能及時(shí)形成報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)對比，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患進(jìn)行處理會造成重大安全隱患，產(chǎn)生巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。
人工巡檢劣勢：
（1）環(huán)境復(fù)雜、空間狹小、空氣質(zhì)量差、工作環(huán)境溫度高，對人工巡視造成極大干擾；
（2）容易受到個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和情緒、主觀意識的影響；
（3）頻率低，間隔長，設(shè)備發(fā)生故障不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)；
（4）設(shè)備運(yùn)行過程中特殊階段無法進(jìn)行人工巡檢作業(yè)；
（5）人工獲取的數(shù)據(jù)難以形成完整報(bào)表和統(tǒng)計(jì)；
（6）危險(xiǎn)場所作業(yè)威脅巡檢人員的生命安全。
二、能夠解決的現(xiàn)場實(shí)際問題
巡檢裝置能夠代替巡檢人工從事一些強(qiáng)度高、持續(xù)時(shí)間長的單調(diào)重復(fù)性工作，使工作人員從繁重的工作環(huán)境中解脫出來，既能提高工作效率，又可以保證人員的安全，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)工作區(qū)域的無人化、少人化作業(yè)。該巡檢裝置是無人值守系統(tǒng)的，是數(shù)字化、無人化、智能化生產(chǎn)的重要組成部分，應(yīng)用該系統(tǒng)能夠最終實(shí)現(xiàn)“高產(chǎn)高效、少人無人”的企業(yè)建設(shè)目標(biāo)。
巡檢裝置搭載紅外熱成像傳感器、氣體傳感器、音頻傳感器、360度視頻儀等多種智能傳感器。能夠?qū)崟r(shí)采集、存儲、傳輸現(xiàn)場的圖像、聲音、溫度、CO（一氧化碳）、H?S（硫化氫）、O?（氧氣）等濃度數(shù)據(jù)。
通過各種數(shù)據(jù)采集處理分析，可代替人工完成以下工作：
（1）巡檢并判斷焦爐底層換向閥與一層煙道蓋板是否完成要求同步；
（2）巡檢并判斷一層煙道的機(jī)側(cè)蓋板與對方向焦側(cè)蓋板是否完成要求同步；
（3）巡檢并判斷一層驅(qū)動(dòng)鏈接桿鏈條是否脫落、斷裂；
（4）巡檢并判斷一層機(jī)側(cè)和焦側(cè)的每個(gè)煙道蓋板閉合狀態(tài)；
（5）巡檢并判斷爐底層換向閥搬把的方向是否統(tǒng)一和脫落；
（6）巡檢并識別車間爐底層和一層的CO（一氧化碳）和氧氣O?的濃度數(shù)據(jù)；
（7）巡檢并識別車間工作人員的安全裝備（安全帽）規(guī)范；
（8）完成所有巡檢內(nèi)容每半小時(shí)一巡檢循環(huán)；
（9）每次巡檢循環(huán)生產(chǎn)一次符合巡檢要求的報(bào)告內(nèi)容和數(shù)據(jù)；
三、巡檢機(jī)器人系統(tǒng)介紹
1、 產(chǎn)品組成
KJXX12C防爆型掛軌巡檢機(jī)器人主要由移動(dòng)巡檢機(jī)器人、5G或無線通訊子站、充換電裝置、各種信號采集設(shè)備和軌道系統(tǒng)組成；移動(dòng)巡檢機(jī)器人裝置能代替人工巡檢、自動(dòng)充換電，實(shí)時(shí)采集和存儲、傳輸現(xiàn)場的圖像、聲音、溫度、氣體等數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析，判斷是否存在設(shè)備故障以及故障位置，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)沿線播放安全教育音頻和遠(yuǎn)程指揮喊話。
1、本安型移動(dòng)巡檢平臺
多參數(shù)移動(dòng)巡檢平臺是本系統(tǒng)的核心，從功能構(gòu)成上分為行走模塊、充電控制模塊、控制模塊、多參數(shù)采集模塊、通信模塊等；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)視頻、煙霧、氣體、溫度、音頻、熱成像、揚(yáng)聲播放、超聲避障等多參數(shù)的采集、判斷或監(jiān)測的擴(kuò)展。
2、本安型移動(dòng)巡檢子站
通訊傳輸采用5G信號的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，以達(dá)到遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)測實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸集中管理控制中心。
3、隔爆兼本安型電源充電倉
12V本質(zhì)安全型電路，直流觸點(diǎn)保證現(xiàn)場使用安全；多參數(shù)移動(dòng)巡檢裝置通過本體5Ah鋰電池供電，保證足夠的續(xù)航能力。采用分布式充電點(diǎn)結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行軌道科學(xué)配置充電裝置，通過巡檢裝置自帶電量監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主充電。
4、軌道系統(tǒng)
使用10#工字鋼做巡檢裝置軌道，表面經(jīng)過特殊防銹處理，結(jié)實(shí)、耐用、不易侵蝕。軌道每只為6米長，覆蓋全部巡檢區(qū)域，是巡檢裝置運(yùn)行的主要載體。
5、后臺軟件系統(tǒng)
采用 C/S、B/S、移動(dòng)客戶端 APP 結(jié)合的形式，模塊化架構(gòu)清晰，外部接口齊備，具備對整個(gè)機(jī)房內(nèi)各類輔助設(shè)備進(jìn)行綜合管理、聯(lián)動(dòng)、協(xié)調(diào)的能力。巡檢裝置采集數(shù)據(jù)通過 WEB 服務(wù)器對外接口向外共享，專用客戶端軟件可對移動(dòng)巡檢裝置進(jìn)行遙控、任務(wù)配置、視頻訪問、數(shù)據(jù)訪問等。
五、實(shí)現(xiàn)功能
1、視頻采集
多參數(shù)移動(dòng)巡檢裝置搭載有本安型“雙光譜”云臺攝像儀，分別采用30倍光學(xué)變焦1080P可見光成像和10倍變焦，優(yōu)于人工巡檢的“視覺”，能夠?qū)崟r(shí)采集沿軌道方向的現(xiàn)場工況，實(shí)現(xiàn)整體可視化監(jiān)控。
2、紅外測溫
采用720P非接觸式紅外熱成像，通過捕捉設(shè)備輻射的熱紅外線，能夠準(zhǔn)確對設(shè)備和線纜表面等進(jìn)行表面測溫，直觀快速定位高溫故障點(diǎn)，自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，并記錄超溫位置和時(shí)間，優(yōu)于人工巡檢手摸的“觸覺”。
3、音頻采集
采用4路全向聲學(xué)相機(jī)（麥克風(fēng)陣列）傳感器進(jìn)行音頻采集，完整記錄噪聲的聲學(xué)特征，自動(dòng)識別各種異響，優(yōu)于人工巡檢的“聽覺”。
4、氣體檢測
搭載氣體傳感器，用于檢測環(huán)境中一氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體濃度，實(shí)現(xiàn)超限預(yù)警，優(yōu)于人工巡檢手摸的“嗅覺”。
5、煙霧探測
搭載煙霧探測傳感器，檢測環(huán)境中煙霧濃度，超限預(yù)警，防止火災(zāi)事故的發(fā)生。
6、定點(diǎn)監(jiān)測
當(dāng)設(shè)備巡檢至儀表區(qū)域時(shí)，自動(dòng)讀取指針/數(shù)字儀表數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后存儲至上位機(jī)，當(dāng)數(shù)值超出閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號。
8、遠(yuǎn)程視頻對講
可控巡檢裝置移動(dòng)至位置，實(shí)現(xiàn)指揮中心對遠(yuǎn)程視頻對接指揮現(xiàn)場作業(yè)。
9、無線通訊
采用定向無線模式，在巷道內(nèi)建立并實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)無線傳輸及5G信號覆蓋，實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)中機(jī)器人采集信息的實(shí)時(shí)回傳。
10、自動(dòng)電量監(jiān)測、自主充電換電
采用自動(dòng)充換電裝置為巡檢機(jī)器人續(xù)能服務(wù)，保證巡檢機(jī)器人每30分鐘不間斷一個(gè)巡檢循環(huán)；充換電裝置自帶3塊電池組，當(dāng)機(jī)器人巡檢過程中充電裝置在為電池組充電，確保機(jī)器人在需要續(xù)能時(shí)有飽滿電能的備用電池組。
12、數(shù)據(jù)存儲查詢功能
將設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)和處理后的結(jié)果存儲在遠(yuǎn)程端的后臺軟件系統(tǒng)，以便日后對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢比較。
以上圖片為識別爐蓋吊鏈脫落故障案例
以上圖片為模擬識爐蓋吊鏈故障案例
六、技術(shù)指標(biāo)
1) 適用領(lǐng)域：一類和化工二類C防爆；
2) 防爆型式：本安類型；
3) 防護(hù)等級：IP65；
4) 工作環(huán)境溫度：-10～80℃；
5) 存儲溫度：-40～90℃；
6) 工作濕度：5～95%，無冷凝；
7) 輸入/輸出電壓/功率：AC220V/DC12~36V，4A/200W；
8) 行走機(jī)構(gòu)：吊軌式；
9) 水平移動(dòng)距離：充滿電，水平巷道連續(xù)運(yùn)行≥4km；
10) 水平移動(dòng)速度：0.5m/s，速度可調(diào)；
11) 傳輸協(xié)議：RS-485，RS-232，以太網(wǎng)，4G、5G、無線WIFI，電力線載波等；
12) 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬：300M；
13) 攝像機(jī)：30 倍光學(xué)變焦，500萬像素；
14) 紅外熱像儀：分辨率：384×288，測溫范圍：-20℃~+150℃；
15) 云臺參數(shù)：水平角度：0°~360°，垂直角度 :-90~+90°；
16) 抗干擾性：距電子設(shè)備1.2m處發(fā)出電磁和射頻干擾(頻率400～500MHz，功率5W)，不影響其正常工作；
17) 外形尺寸：≤長550mm×寬260mm×高260mm；
18) 本體重量：≤20kg ；
19) 爬坡角度：≤40°；
20) 轉(zhuǎn)向半徑：水平≥1.5m，垂直≥2m；
21) 傳輸距離：無障礙基站間傳輸距離200-300m；
22) 智能預(yù)定位功能：支持300個(gè)智能預(yù)置點(diǎn)；
23) 定位系統(tǒng)：支持；
24) 定時(shí)自動(dòng)巡航：支持；
25) 后臺無人值守模式：支持；
26) 信號采集：支持圖像、聲音、溫度、煙霧等數(shù)據(jù)；
27) 圖像識別及匯報(bào)：支持；
28) 聲音檢測及匯報(bào)：支持；
29) 視頻資料保留：支持，分辨率1080P、120幀/秒以上，默認(rèn)保留30天。
七、實(shí)施方案
7.1 項(xiàng)目情況描述
該項(xiàng)目初步擬對內(nèi)蒙古***集團(tuán)焦化廠7.65米焦?fàn)t場所實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)巡檢。
7.2 軌道設(shè)計(jì)
以低成本且滿足巡檢任務(wù)的設(shè)計(jì)方案為原則，采取“螺旋式設(shè)計(jì)”軌道布置，從爐底層至焦?fàn)t一層環(huán)繞安裝，既滿足機(jī)器人巡檢行走又避免與其他工作業(yè)空間發(fā)生沖突。軌道架設(shè)布置如下圖所
7.3 充換電裝置
為巡檢機(jī)器人續(xù)能采用換電設(shè)計(jì)，充電樁24小時(shí)為5組電池組依次不間斷充電，保證機(jī)器人需要續(xù)能時(shí)回到充電倉隨時(shí)都有滿電電池組可換。
充換電裝置如下圖所示：
7.4 巡檢機(jī)器人
設(shè)計(jì)方案為“一備一用”雙機(jī)器人配置，確保不會因?yàn)闄C(jī)器人突發(fā)故障而間斷巡檢工作；當(dāng)在運(yùn)行的機(jī)器人突發(fā)故障時(shí)，在換軌裝置的支持下2號備用機(jī)器人可馬上啟動(dòng)替換故障機(jī)器人進(jìn)行繼續(xù)巡檢工作。軌道安裝路徑如下圖所示：
7.5 無線網(wǎng)絡(luò)通訊
“雙通道通訊模式”設(shè)計(jì)，5G和wifi可并行工作，當(dāng)5G通訊模式突發(fā)故障時(shí)即刻跳轉(zhuǎn)至wifi模式通訊，確保無線通訊無斷停、卡頓現(xiàn)象出現(xiàn)。
7.6終端控制中心
遠(yuǎn)端控制平臺可布置在“5G＋智能智慧綠色調(diào)度指揮中心”，供集中標(biāo)準(zhǔn)化管理；機(jī)器人控制平臺留有“V1.0數(shù)據(jù)訪問接口”“V1.1 UDP通訊協(xié)議”“SPL機(jī)器人數(shù)據(jù)查詢幾口”“UDP外部指令數(shù)據(jù)包接口”提供與其它系統(tǒng)融合和對接方案。
八、產(chǎn)品質(zhì)量及售后
1、質(zhì)量保證
（1）現(xiàn)場安裝、調(diào)試、及試運(yùn)正常，質(zhì)保期自驗(yàn)收之日起12個(gè)月內(nèi)。
（2）質(zhì)保期內(nèi)因產(chǎn)品質(zhì)量及非使用方原因所發(fā)生的故障，由我方負(fù)責(zé)免費(fèi)修理或更換產(chǎn)品。
（3）當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)故障時(shí)，保證24小時(shí)內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場。
（4）軟件質(zhì)量保證：五年內(nèi)負(fù)責(zé)應(yīng)用軟件的免費(fèi)升級。
（5）對產(chǎn)品實(shí)行終身服務(wù)，質(zhì)保期后如發(fā)生故障，積極協(xié)助用戶處理；
（6）定期對用戶進(jìn)行回訪，并對用戶提出的設(shè)備問題及時(shí)進(jìn)行解決；
九、部分案例現(xiàn)場
