焦爐直行溫度測量機器人檢視原始碼討論檢視歷史

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焦爐直行溫度測量機器人北京佰能盈天科技股份有限公司系國家高新技術企業，納稅信用A級企業，主要從事工業領域電氣自動化項目的工程承包和技術服務，並積極踐行智能製造戰略，致力於構建智能裝備、智能工廠、智能互聯為一體的智能製造體系。

佰能盈天擁有冶金行業全流程各工藝生產線的電氣自動化解決方案和工程技術經驗，能夠承接國內外大型鋼鐵冶金「三電總承包」項目，為冶金領域各工序包括：採礦、選礦、原料廠、石灰窯、燒結、球團、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼及處理線等提供電氣自動化系統規劃、方案論證、工程設計、設備製造、安裝調試、技術培訓和售後服務。

公司積極開展新一代信息技術與製造裝備融合的集成創新，依託企業優勢，緊扣關鍵工序的智能化、關鍵崗位無人化、生產過程智能化，建設重點領域的智能化工廠，實現全方位智能管控，搭建企業智慧系統系統。公司擁有技術實力雄厚的研發團隊，專業從事智能製造領域的產品和技術研發，形成了多項具有自主知識產權的智能裝備和智能製造系統解決方案，並已成功應用於實際項目，幫助用戶解決工藝區域的智能化、無人化需求，助力工業企業實現智能化轉型升級。

佰能盈天致力於成為國內領先、國際知名的自動化、智能化綜合系統解決方案服務商。

國內焦化廠普遍採用周期性人工測量直行溫度，人工調節煤氣量，完成爐溫控制，測溫孔暴露在開放環境下，孔蓋溫度達200℃以上，異常情況下有噴火、爆炸及煤氣散逸。同時，爐頂屬於熱工作業區，空氣中漂浮着大量粉塵和有毒氣體，環境惡劣，對人員健康傷害較大。每次出勤至少需要兩人分工合作才能完成，對測溫工的業務水平和責任心都有很高要求，導致人工測溫效率低、易失誤，無法向控制系統提供實時、準確的數據，成為焦化智能製造的主要障礙。

通過機器人技術可以高效完成直行溫度的測量，更加精確地控制焦爐溫度、穩定爐況，同時還能減少人員在危險區域的作業時間，避免意外事故發生，保障人員生命安全。

本案例的焦爐測溫機器人採用機、焦側設計獨立軌道，兩台軌道輪式機器人用於1組焦爐的爐頂直行溫度測量。主要包含以下部分：測溫機器人本體、測溫機器人軌道、測溫機器人定位、測溫機器人充電塢、測溫機器人無線通信、操作室上位機、爐蓋及相關鐵件改造。

爐頂環境惡劣、空間受限、工藝流程複雜、生產節奏快等因素導致無人化改造難度大。佰能盈天克服重重困難，經過數年的研發積累，採用多項新技術，解決了各項難題，實現了國內首創。

客戶背景

廣西柳州鋼鐵集團有限公司，作為全球鋼企50強、中國企業500強的柳鋼集團員工30000人，資產總額、年營業收入均超1200億元。柳鋼焦化廠年產焦炭500萬噸以上，為長流程鋼鐵生產提供了資源保障。

實施目標

節能降耗：煉焦生產中，焦爐加熱燃燒消耗大量燃氣。因此如何優化焦爐加熱燃燒的過程控制，對於降低焦爐燃耗、提高焦炭質量、延長焦爐壽命、減少環境污染和改善勞動條件具有非常重要的意義。焦爐火道溫度的穩定性直接關係到焦炭質量與焦爐生產成本。爐頂直行溫度測量是焦爐加熱燃燒過程控制的基本依據。「調火」人員根據直行溫度與標準溫度的偏差調節煤氣流量和煙道吸力。目前焦爐測溫及調火均由人工操作完成。如果解決手動測溫的難題，自動加熱的可行性則大大增加。

無人化：測溫孔暴露在開放環境下，孔蓋溫度高達200℃，異常情況下有煤氣散逸。爐頂空氣中漂浮着大量粉塵，工作環境惡劣，對人員身體健康傷害較大。人工4小時測量一次溫度，勞動量大。

面臨挑戰

自動開蓋：按照生產要求必須在5~10分鐘完成60個孔的開蓋測溫。要求開蓋效率高，穩定可靠。

瞄準準確：人工測溫採用望遠鏡瞄準模式，位置不准導致測溫偏差高達幾十度。

環境干擾：爐頂環境複雜，加煤車每10分鐘運行一次，機器人不能與之發生干涉。爐體「串漏」引起看火孔噴火，影響溫度精度。

方案介紹

每個爐組配置兩台測溫機器人。一台負責測量「機側溫度」，另一台負責測量「焦側溫度」。當發生設備故障時，通過調節車輛編號，實現系統無縫銜接。

數據服務器設置在焦爐中控室。煤塔下設置無線通信基站。機器人與數據服務器的通信通過無線基站及現場工業以太網完成。數據服務器安裝數據庫軟件、紅外測溫數據管理軟件、通信軟件、機器人調度軟件等。

功能設計

1) 測溫孔識別

機器人在測溫前需準確定位至測溫區域，這樣才能檢測到孔內的準確溫度點，並保證爐蓋打開的角度合適、爐蓋關閉完好。測溫過程中另一個關鍵問題是測溫孔識別，由於測溫孔數量較多，所以機器人需要準確得知當前測量的是哪一個，這樣才能將對應的溫度數據準確地傳送給上位計算機系統。

2) 自動測溫

採用耐高溫光學元件，在測量狀態下通過孔號識別記錄每個測溫孔的溫度。

3) 電量管理

由於環境惡劣，測溫機器人行走空間受限，採用電池供電方式。每次充滿電後，保障機器人能夠完成兩次標準測量作業。系統實時對電池電量進行記錄，控制充電、放電時間，保護機器人的用電器件並延長電池壽命。

4) 無線傳輸

採用Zigbee、Lora、NB-IoT、WIFI、UWB及蜂窩網絡混合技術實現機器人的遠程監控、數據同步與遙控。

數據處理

實時傳輸並處理測量數據。採用專有濾波技術，鎖定每個測溫孔的溫度。根據測溫順序自動分析本次測量的直行溫度（機焦側）。