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(xiàn)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(xiàn)場灰層大，無法達到預期等情況。
項目現(xiàn)狀
經過現(xiàn)場勘查，澆筑現(xiàn)場情況如下：
澆注機現(xiàn)場存在大量粉塵、高溫區(qū)域，需要加裝風冷護罩對設備進行冷卻以及除塵；
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(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部不同區(qū)域耐火磚的磨損程度，結合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)可大體判斷最終使用壽命；
現(xiàn)場一般取點位溫度最高可達70℃-80℃及以上，現(xiàn)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(xiàn)場遮擋較多，安裝選點在考慮全面監(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位距離較遠，需順延原有線路走線同時需要避開高溫區(qū)；
澆筑現(xiàn)場均采用定點監(jiān)測的方式，對關鍵區(qū)域實時溫度畫面完成澆筑速度的確認和通過冒口狀態(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(wěn)定運行，可根據(jù)現(xiàn)場不同環(huán)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(tài)的溫度，去判斷澆筑系統(tǒng)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(wěn)定運行，高粉塵區(qū)域采用風冷護罩，連通現(xiàn)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(huán)境下，保證系統(tǒng)不間斷供電；
在工程設計和實現(xiàn)的過程中，始終把客戶的實際需求放在首位，結合各個區(qū)域冶煉工藝特點以及現(xiàn)場環(huán)境的特殊性設計出系統(tǒng)操作簡便，現(xiàn)場工作人員可即學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，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)多年的經驗，為解決以上需求，本系統(tǒng)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(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(xiàn)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(wěn)定性。
系統(tǒng)具備自動報警、快速響應、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)字圖像細節(jié)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(xiàn)場實地勘察充分了解設備防范需求及環(huán)境情況。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境實際特點采用防爆護罩，可滿足惡劣環(huán)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(tǒng)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(jiān)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(tǒng)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(tǒng)應從產品特點、環(huán)境特征、業(yè)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(xiàn)穩(wěn)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(huán)境特征：室內環(huán)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(yè)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(jié)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(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(huán)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(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(qū)域進行覆蓋式監(jiān)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(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(tài)做到共同的監(jiān)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(qū)分是否澆筑完成；
根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境特征，紅外熱像儀采用網絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，使用千兆超六類雙屏蔽網線，連接工業(yè)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(shù)據(jù)傳輸流暢、無延遲；現(xiàn)場高溫區(qū)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(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(xiàn)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。
