一、項目背景

目前，大型焦化廠焦爐車間場所的巡視和檢修工作大部分都依靠人工進行定時巡檢、駐點值守，但巡檢工人在焦爐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形成報表和歷史數據對比，若不能及時發現隱患進行處理會造成重大安全隱患，產生巨大的直接和間接經濟損失。

人工巡檢劣勢：

（1）環境復雜、空間狹小、空氣質量差、工作環境溫度高，對人工巡視造成極大干擾；

（2）容易受到個人經驗和情緒、主觀意識的影響；

（3）頻率低，間隔長，設備發生故障不能及時被發現；

（4）設備運行過程中特殊階段無法進行人工巡檢作業；

（5）人工獲取的數據難以形成完整報表和統計；

（6）危險場所作業威脅巡檢人員的生命安全。

二、能夠解決的現場實際問題

巡檢裝置能夠代替巡檢人工從事一些強度高、持續時間長的單調重復性工作，使工作人員從繁重的工作環境中解脫出來，既能提高工作效率，又可以保證人員的安全，實現危險工作區域的無人化、少人化作業。該巡檢裝置是無人值守系統的，是數字化、無人化、智能化生產的重要組成部分，應用該系統能夠最終實現“高產高效、少人無人”的企業建設目標。

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。能夠實時采集、存儲、傳輸現場的圖像、聲音、溫度、CO（一氧化碳）、H?S（硫化氫）、O?（氧氣）等濃度數據。

通過各種數據采集處理分析，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側蓋板與對方向焦側蓋板是否完成要求同步；

（3）巡檢并判斷一層驅動鏈接桿鏈條是否脫落、斷裂；

（4）巡檢并判斷一層機側和焦側的每個煙道蓋板閉合狀態；

（5）巡檢并判斷爐底層換向閥搬把的方向是否統一和脫落；

（6）巡檢并識別車間爐底層和一層的CO（一氧化碳）和氧氣O?的濃度數據；

（7）巡檢并識別車間工作人員的安全裝備（安全帽）規范；

（8）完成所有巡檢內容每半小時一巡檢循環；

（9）每次巡檢循環生產一次符合巡檢要求的報告內容和數據；

三、巡檢機器人系統介紹

1、 產品組成

KJXX12C防爆型掛軌巡檢機器人主要由移動巡檢機器人、5G或無線通訊子站、充換電裝置、各種信號采集設備和軌道系統組成；移動巡檢機器人裝置能代替人工巡檢、自動充換電，實時采集和存儲、傳輸現場的圖像、聲音、溫度、氣體等數據，通過對數據的分析，判斷是否存在設備故障以及故障位置，減輕工作人員的勞動強度和安全風險；同時實現沿線播放安全教育音頻和遠程指揮喊話。

1、本安型移動巡檢平臺

多參數移動巡檢平臺是本系統的核心，從功能構成上分為行走模塊、充電控制模塊、控制模塊、多參數采集模塊、通信模塊等；通過物聯網技術的擴展應用，可實現視頻、煙霧、氣體、溫度、音頻、熱成像、揚聲播放、超聲避障等多參數的采集、判斷或監測的擴展。

2、本安型移動巡檢子站

通訊傳輸采用5G信號的網絡通訊系統，以達到遠程移動監測實時將數據傳輸集中管理控制中心。

3、隔爆兼本安型電源充電倉

12V本質安全型電路，直流觸點保證現場使用安全；多參數移動巡檢裝置通過本體5Ah鋰電池供電，保證足夠的續航能力。采用分布式充電點結構，在運行軌道科學配置充電裝置，通過巡檢裝置自帶電量監控系統實現自主充電。

4、軌道系統

使用10#工字鋼做巡檢裝置軌道，表面經過特殊防銹處理，結實、耐用、不易侵蝕。軌道每只為6米長，覆蓋全部巡檢區域，是巡檢裝置運行的主要載體。

5、后臺軟件系統

采用 C/S、B/S、移動客戶端 APP 結合的形式，模塊化架構清晰，外部接口齊備，具備對整個機房內各類輔助設備進行綜合管理、聯動、協調的能力。巡檢裝置采集數據通過 WEB 服務器對外接口向外共享，專用客戶端軟件可對移動巡檢裝置進行遙控、任務配置、視頻訪問、數據訪問等。

五、實現功能

1、視頻采集

多參數移動巡檢裝置搭載有本安型“雙光譜”云臺攝像儀，分別采用30倍光學變焦1080P可見光成像和10倍變焦，優于人工巡檢的“視覺”，能夠實時采集沿軌道方向的現場工況，實現整體可視化監控。

2、紅外測溫

采用720P非接觸式紅外熱成像，通過捕捉設備輻射的熱紅外線，能夠準確對設備和線纜表面等進行表面測溫，直觀快速定位高溫故障點，自動進行報警，并記錄超溫位置和時間，優于人工巡檢手摸的“觸覺”。

3、音頻采集

采用4路全向聲學相機（麥克風陣列）傳感器進行音頻采集，完整記錄噪聲的聲學特征，自動識別各種異響，優于人工巡檢的“聽覺”。

4、氣體檢測

搭載氣體傳感器，用于檢測環境中一氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體濃度，實現超限預警，優于人工巡檢手摸的“嗅覺”。       

5、煙霧探測

搭載煙霧探測傳感器，檢測環境中煙霧濃度，超限預警，防止火災事故的發生。

6、定點監測

當設備巡檢至儀表區域時，自動讀取指針/數字儀表數據，轉化為數字信號后存儲至上位機，當數值超出閾值時發出聲光報警信號。

8、遠程視頻對講

可控巡檢裝置移動至位置，實現指揮中心對遠程視頻對接指揮現場作業。

9、無線通訊

采用定向無線模式，在巷道內建立并實現大數據無線傳輸及5G信號覆蓋，實現對移動中機器人采集信息的實時回傳。

10、自動電量監測、自主充電換電

采用自動充換電裝置為巡檢機器人續能服務，保證巡檢機器人每30分鐘不間斷一個巡檢循環；充換電裝置自帶3塊電池組，當機器人巡檢過程中充電裝置在為電池組充電，確保機器人在需要續能時有飽滿電能的備用電池組。

12、數據存儲查詢功能

將設備采集到的數據和處理后的結果存儲在遠程端的后臺軟件系統，以便日后對歷史數據進行查詢比較。

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、技術指標

1) 適用領域：一類和化工二類C防爆；

2) 防爆型式：本安類型；

3) 防護等級：IP65；

4) 工作環境溫度：-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) 行走機構：吊軌式；

9) 水平移動距離：充滿電，水平巷道連續運行≥4km；

10) 水平移動速度：0.5m/s，速度可調；

11) 傳輸協議：RS-485，RS-232，以太網，4G、5G、無線WIFI，電力線載波等；

12) 無線網絡傳輸帶寬：300M；

13) 攝像機：30 倍光學變焦，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：水平角度：0°~360°，垂直角度 :-90~+90°；

16) 抗干擾性：距電子設備1.2m處發出電磁和射頻干擾(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) 智能預定位功能：支持300個智能預置點；

23) 定位系統：支持；

24) 定時自動巡航：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、煙霧等數據；

27) 圖像識別及匯報：支持；

28) 聲音檢測及匯報：支持；

29) 視頻資料保留：支持，分辨率1080P、120幀/秒以上，默認保留30天。

七、實施方案

7.1 項目情況描述

該項目初步擬對內蒙古***集團焦化廠7.65米焦爐場所實現機器人自動巡檢。

7.2 軌道設計

以低成本且滿足巡檢任務的設計方案為原則，采取“螺旋式設計”軌道布置，從爐底層至焦爐一層環繞安裝，既滿足機器人巡檢行走又避免與其他工作業空間發生沖突。軌道架設布置如下圖所  

7.3 充換電裝置

為巡檢機器人續能采用換電設計，充電樁24小時為5組電池組依次不間斷充電，保證機器人需要續能時回到充電倉隨時都有滿電電池組可換。

充換電裝置如下圖所示：

7.4 巡檢機器人

設計方案為“一備一用”雙機器人配置，確保不會因為機器人突發故障而間斷巡檢工作；當在運行的機器人突發故障時，在換軌裝置的支持下2號備用機器人可馬上啟動替換故障機器人進行繼續巡檢工作。軌道安裝路徑如下圖所示：

7.5 無線網絡通訊

“雙通道通訊模式”設計，5G和wifi可并行工作，當5G通訊模式突發故障時即刻跳轉至wifi模式通訊，確保無線通訊無斷停、卡頓現象出現。

7.6終端控制中心

遠端控制平臺可布置在“5G＋智能智慧綠色調度指揮中心”，供集中標準化管理；機器人控制平臺留有“V1.0數據訪問接口”“V1.1 UDP通訊協議”“SPL機器人數據查詢幾口”“UDP外部指令數據包接口”提供與其它系統融合和對接方案。

八、產品質量及售后

1、質量保證

（1）現場安裝、調試、及試運正常，質保期自驗收之日起12個月內。

（2）質保期內因產品質量及非使用方原因所發生的故障，由我方負責免費修理或更換產品。

（3）當產品出現故障時，保證24小時內到達現場。

（4）軟件質量保證：五年內負責應用軟件的免費升級。

（5）對產品實行終身服務，質保期后如發生故障，積極協助用戶處理；

（6）定期對用戶進行回訪，并對用戶提出的設備問題及時進行解決；

九、部分案例現場