一、项目背景

目前，大型焦化厂焦炉车间场所的巡视和检修工作大部分都依靠人工进行定时巡检、驻点值守，但巡检工人在焦炉地下层和一层的日常巡检有着较大条件限制和阻碍，最重要人工巡检不能及时形成报表和历史数据对比，若不能及时发现隐患进行处理会造成重大安全隐患，产生巨大的直接和间接经济损失。

人工巡检劣势：

（1）环境复杂、空间狭小、空气质量差、工作环境温度高，对人工巡视造成极大干扰；

（2）容易受到个人经验和情绪、主观意识的影响；

（3）频率低，间隔长，设备发生故障不能及时被发现；

（4）设备运行过程中特殊阶段无法进行人工巡检作业；

（5）人工获取的数据难以形成完整报表和统计；

（6）危险场所作业威胁巡检人员的生命安全。

二、能够解决的现场实际问题

巡检装置能够代替巡检人工从事一些强度高、持续时间长的单调重复性工作，使工作人员从繁重的工作环境中解脱出来，既能提高工作效率，又可以保证人员的安全，实现危险工作区域的无人化、少人化作业。该巡检装置是无人值守系统的，是数字化、无人化、智能化生产的重要组成部分，应用该系统能够最终实现“高产高效、少人无人”的企业建设目标。

巡检装置搭载红外热成像传感器、气体传感器、音频传感器、360度视频仪等多种智能传感器。能够实时采集、存储、传输现场的图像、声音、温度、CO（一氧化碳）、H₂S（硫化氢）、O₂（氧气）等浓度数据。

通过各种数据采集处理分析，可代替人工完成以下工作：

（1）巡检并判断焦炉底层换向阀与一层烟道盖板是否完成要求同步；

（2）巡检并判断一层烟道的机侧盖板与对方向焦侧盖板是否完成要求同步；

（3）巡检并判断一层驱动链接杆链条是否脱落、断裂；

（4）巡检并判断一层机侧和焦侧的每个烟道盖板闭合状态；

（5）巡检并判断炉底层换向阀搬把的方向是否统一和脱落；

（6）巡检并识别车间炉底层和一层的CO（一氧化碳）和氧气O₂的浓度数据；

（7）巡检并识别车间工作人员的安全装备（安全帽）规范；

（8）完成所有巡检内容每半小时一巡检循环；

（9）每次巡检循环生产一次符合巡检要求的报告内容和数据；

三、巡检机器人系统介绍

1、 产品组成

KJXX12C防爆型挂轨巡检机器人主要由移动巡检机器人、5G或无线通讯子站、充换电装置、各种信号采集设备和轨道系统组成；移动巡检机器人装置能代替人工巡检、自动充换电，实时采集和存储、传输现场的图像、声音、温度、气体等数据，通过对数据的分析，判断是否存在设备故障以及故障位置，减轻工作人员的劳动强度和安全风险；同时实现沿线播放安全教育音频和远程指挥喊话。

1、本安型移动巡检平台

多参数移动巡检平台是本系统的核心，从功能构成上分为行走模块、充电控制模块、控制模块、多参数采集模块、通信模块等；通过物联网技术的扩展应用，可实现视频、烟雾、气体、温度、音频、热成像、扬声播放、超声避障等多参数的采集、判断或监测的扩展。

2、本安型移动巡检子站

通讯传输采用5G信号的网络通讯系统，以达到远程移动监测实时将数据传输集中管理控制中心。

3、隔爆兼本安型电源充电仓

12V本质安全型电路，直流触点保证现场使用安全；多参数移动巡检装置通过本体5Ah锂电池供电，保证足够的续航能力。采用分布式充电点结构，在运行轨道科学配置充电装置，通过巡检装置自带电量监控系统实现自主充电。

4、轨道系统

使用10#工字钢做巡检装置轨道，表面经过特殊防锈处理，结实、耐用、不易侵蚀。轨道每只为6米长，覆盖全部巡检区域，是巡检装置运行的主要载体。

5、后台软件系统

采用 C/S、B/S、移动客户端 APP 结合的形式，模块化架构清晰，外部接口齐备，具备对整个机房内各类辅助设备进行综合管理、联动、协调的能力。巡检装置采集数据通过 WEB 服务器对外接口向外共享，专用客户端软件可对移动巡检装置进行遥控、任务配置、视频访问、数据访问等。

五、实现功能

1、视频采集

多参数移动巡检装置搭载有本安型“双光谱”云台摄像仪，分别采用30倍光学变焦1080P可见光成像和10倍变焦，优于人工巡检的“视觉”，能够实时采集沿轨道方向的现场工况，实现整体可视化监控。

2、红外测温

采用720P非接触式红外热成像，通过捕捉设备辐射的热红外线，能够准确对设备和线缆表面等进行表面测温，直观快速定位高温故障点，自动进行报警，并记录超温位置和时间，优于人工巡检手摸的“触觉”。

3、音频采集

采用4路全向声学相机（麦克风阵列）传感器进行音频采集，完整记录噪声的声学特征，自动识别各种异响，优于人工巡检的“听觉”。

4、气体检测

搭载气体传感器，用于检测环境中一氧化碳、硫化氢、氧气等气体浓度，实现超限预警，优于人工巡检手摸的“嗅觉”。       

5、烟雾探测

搭载烟雾探测传感器，检测环境中烟雾浓度，超限预警，防止火灾事故的发生。

6、定点监测

当设备巡检至仪表区域时，自动读取指针/数字仪表数据，转化为数字信号后存储至上位机，当数值超出阈值时发出声光报警信号。

8、远程视频对讲

可控巡检装置移动至位置，实现指挥中心对远程视频对接指挥现场作业。

9、无线通讯

采用定向无线模式，在巷道内建立并实现大数据无线传输及5G信号覆盖，实现对移动中机器人采集信息的实时回传。

10、自动电量监测、自主充电换电

采用自动充换电装置为巡检机器人续能服务，保证巡检机器人每30分钟不间断一个巡检循环；充换电装置自带3块电池组，当机器人巡检过程中充电装置在为电池组充电，确保机器人在需要续能时有饱满电能的备用电池组。

12、数据存储查询功能

将设备采集到的数据和处理后的结果存储在远程端的后台软件系统，以便日后对历史数据进行查询比较。

以上图片为识别炉盖吊链脱落故障案例

以上图片为模拟识炉盖吊链故障案例

六、技术指标

1) 适用领域：一类和化工二类C防爆；

2) 防爆型式：本安类型；

3) 防护等级：IP65；

4) 工作环境温度：-10～80℃；

5) 存储温度：-40～90℃；

6) 工作湿度：5～95%，无冷凝；

7) 输入/输出电压/功率：AC220V/DC12~36V，4A/200W；

8) 行走机构：吊轨式；

9) 水平移动距离：充满电，水平巷道连续运行≥4km；

10) 水平移动速度：0.5m/s，速度可调；

11) 传输协议：RS-485，RS-232，以太网，4G、5G、无线WIFI，电力线载波等；

12) 无线网络传输带宽：300M；

13) 摄像机：30 倍光学变焦，500万像素；

14) 红外热像仪：分辨率：384×288，测温范围：-20℃~+150℃；

15) 云台参数：水平角度：0°~360°，垂直角度 :-90~+90°；

16) 抗干扰性：距电子设备1.2m处发出电磁和射频干扰(频率400～500MHz，功率5W)，不影响其正常工作；

17) 外形尺寸：≤长550mm×宽260mm×高260mm；

18) 本体重量：≤20kg ；

19) 爬坡角度：≤40°；

20) 转向半径：水平≥1.5m，垂直≥2m；

21) 传输距离：无障碍基站间传输距离200-300m；

22) 智能预定位功能：支持300个智能预置点；

23) 定位系统：支持；

24) 定时自动巡航：支持；

25) 后台无人值守模式：支持；

26) 信号采集：支持图像、声音、温度、烟雾等数据；

27) 图像识别及汇报：支持；

28) 声音检测及汇报：支持；

29) 视频资料保留：支持，分辨率1080P、120帧/秒以上，默认保留30天。

七、实施方案

7.1 项目情况描述

该项目初步拟对内蒙古***集团焦化厂7.65米焦炉场所实现机器人自动巡检。

7.2 轨道设计

以低成本且满足巡检任务的设计方案为原则，采取“螺旋式设计”轨道布置，从炉底层至焦炉一层环绕安装，既满足机器人巡检行走又避免与其他工作业空间发生冲突。轨道架设布置如下图所  

7.3 充换电装置

为巡检机器人续能采用换电设计，充电桩24小时为5组电池组依次不间断充电，保证机器人需要续能时回到充电仓随时都有满电电池组可换。

充换电装置如下图所示：

7.4 巡检机器人

设计方案为“一备一用”双机器人配置，确保不会因为机器人突发故障而间断巡检工作；当在运行的机器人突发故障时，在换轨装置的支持下2号备用机器人可马上启动替换故障机器人进行继续巡检工作。轨道安装路径如下图所示：

7.5 无线网络通讯

“双通道通讯模式”设计，5G和wifi可并行工作，当5G通讯模式突发故障时即刻跳转至wifi模式通讯，确保无线通讯无断停、卡顿现象出现。

7.6终端控制中心

远端控制平台可布置在“5G＋智能智慧绿色调度指挥中心”，供集中标准化管理；机器人控制平台留有“V1.0数据访问接口”“V1.1 UDP通讯协议”“SPL机器人数据查询几口”“UDP外部指令数据包接口”提供与其它系统融合和对接方案。

八、产品质量及售后

1、质量保证

（1）现场安装、调试、及试运正常，质保期自验收之日起12个月内。

（2）质保期内因产品质量及非使用方原因所发生的故障，由我方负责免费修理或更换产品。

（3）当产品出现故障时，保证24小时内到达现场。

（4）软件质量保证：五年内负责应用软件的免费升级。

（5）对产品实行终身服务，质保期后如发生故障，积极协助用户处理；

（6）定期对用户进行回访，并对用户提出的设备问题及时进行解决；

九、部分案例现场