利用 5G+高清摄像头+红外编码检测技术打造的焦化四大机车远程控制系统,通过5G网络将现场高清视频实时回传,确保中控室监控与生产线操作保持同步,工人在中控室可以远程控制四大机车协同工作,利用红外编码检测技术进行机车的精准定位,真正做到危险场景无人化、远程化。
3.1.3 智能配煤
目前的配煤工作依靠工人经验,出现经验之外的场景时,很难保证配煤质量。且人工配煤方式难以复制,学习配煤成本太高,操作危险性较大。人工配煤方式对焦炭质量无法事先准确预料,一旦焦炭不合格则需返工,降低生产效率。
智能配煤方案采用5G+人工智能等技术对配煤比例和焦炭质量进行建模分析,将企业运营、焦炭质量、原料等数据作为特征,通过算法大量的训练、分析、推理,实现对焦炭质量的准确性预测,不断调整优化配煤比例,降低企业生产成本、能耗成本、用人成本,提升焦炭生产效率和质量。
3.1.4 高炉出铁口铁水温度远程监测
高炉是钢铁企业的核心设备,高炉中铁水温度的高低对炼钢工艺十分重要。铁水温度低会造成吹损大、钢铁量消耗高、钢水质量无保障、炉龄下降等后果。因此实时监测出铁口铁水的温度尤为重要,高炉附近工作环境恶劣(灰尘、高温),传统有线方式建设维护困难,Wi-Fi网络抗干扰能力差,易受到高粉尘环境影响。
高炉出铁口铁水温度远程监测方案采用5G+温度传感器/机器视觉的方式,借助5G网络抗干扰能力强、传输性能稳定、无需布线等优势,有效解决网络维护困难的问题。工人在工控室实现远程监测,5G网络实时上传温度数据,一旦发现温度异常则发出警报。
3.1.5 铁水车无人驾驶+智能调度
传统铁水运输由人工驾驶铁水车往返于高炉和炼钢厂之间,铁水车之间调度依赖人工,沟通效率低下,且人工测量铁水包温度不准确,驾驶要求严格,人工驾驶易疏忽,风险高,一旦发生突发事故后果严重。
5G+无人驾驶+智能调度铁水车系统利用5G网络高效衔接各个环节,打造全天候、自动化、高可靠的作业环境。该系统利用无人驾驶技术替换司机,保障工人安全,降低人工成本,提升安全系数。打造铁水车智能调度,减少铁水车运输时间,进一步减少铁水的温降,从而降低炼钢成本。还可加装温度传感器,对铁水包温度实时监测,工人从“驾驶舱”转换到“中控室”,远程监控现场作业。
3.1.6 智能加渣
连铸工艺环节需要向结晶器的钢液面中加入保护渣,从而防止钢液的氧化,减慢钢液的温度流失,吸附钢水中的杂质。目前的加渣方式有人工、重力式加渣、气动加渣等,人工加渣均匀性较差,且工作强度大,容易发生危险,重力式和气动加渣需要人工参与,无法实时观察保护渣余量。
智能加渣系统利用高清摄像头/传感器实时监测保护渣余量,当余量到达阈值时,该系统自动调动机械臂进行加渣操作,当加到指定高度后,停止加渣,整个过程反复循环,省去现场人工操作,且整个加渣过程远程可视可控。
3.1.7 智慧天车
天车作为钢铁企业必不可少的设备,集装卸(物料、成品)、搬运(如废钢、铁水罐搬运)、配合检修等功能于一体。目前钢铁厂内天车多为人工驾驶,现场工作环境较为恶劣,人员作业操作时间长,存在一定的安全隐患且出错率高,容易误听、误记、误指挥;人工操作天车作业效率低;现场缺少高可用网络覆盖,数据更新不及时。
利用5G、人工智能等技术打造的无人天车解决方案可以解决以上痛点。该方案使用 5G 高质量内网替换过去的有线连接方案,充分发挥 5G 特性,同时改造了原有的天车控制系统,实现对天车的多种操作方式。
a)全自动运行方式:充分利用 5G+MEC 的大带宽、低时延特性,结合天车调度算法、路径优化算法,实现由集中控制室计算机自动操控天车,实现无人化、自动化、智能化。
b)人工接管:作为一种备选操作方式,可与自动运行模式无缝切换,保障天车持续、稳定作业。
3.1.8 带钢表面缺陷监测
带钢是钢铁企业的最主要产品之一,因此严控带钢质量尤为重要。目前带钢外观质量检测主要通过人工开卷抽检等方法。带钢表面缺陷种类较多(划痕、辊印、边裂、结疤等),人工检测容易发生错检、漏检,检测效率低下,一旦出现质量问题,企业效益和名誉度都会受到损害。
利用 5G+机器视觉检测技术,高清摄像头可实时采集带钢图像,通过5G将图像发送至边缘平台与合格带钢图像进行对比,自动标注缺陷种类,并将缺陷进行预警反馈。智能化手段可大幅提高质检效率,降低质检遗漏率,降低人工质检成本,进一步保障带钢出厂质量,提升企业效益和信誉度。
3.1.9 废钢智能判级
废钢是回收价值较大的再生资源,废钢回收利用是钢铁厂有效利用资源、突破资源瓶颈的重要手段。目前钢铁行业废钢种类繁多(碳素废钢、合金废钢、轻薄料等),废钢级别较多,大致可分为重废、中废、小废、统废、薄型废钢等,但实际鉴别时细分种类较多且种类间相差甚微。现场需要大量人工进行废钢盘点,手段落后,判级效率低下。人工进行废钢定级工作,仅通过目测或卡尺测量,容易出现错判、漏判。
废钢智能判级是利用5G+机器视觉检测技术进行废钢远程判级,建立废钢模型库,结合人工智能等算法实现废钢的实时智能判级,大大提高识别速度、稳定性、客观性和精确度,大大降低了工人的劳动强度,缩减现场废钢判级工人数量,达到降本增效的目的。
3.1.10 钢铁厂环境监测
钢铁厂环境相对恶劣,含有粉尘、噪声、有害气体等,一方面容易造成环境污染,另一方面对工人的身体健康危害较大。钢铁厂一般无单独的粉尘监控系统或其他环境监测系统,依靠人工经验或部分小型传感器进行测量,测量结果不准确。
5G网络能够有效避免粉尘带来的信号干扰问题,同时配合红外扫描测温系统、湿度信息收集系统、气体及烟雾预警系统、粉尘浓度监测系统对料场进行全天候自动化监测,对异常情况自动启动对应预案,杜绝潜在事故发生。
3.1.11 AR远程装配、维修、培训
钢铁厂的设备种类繁多,如高炉、天车、连铸机等,这些设备的装配、维修和培训工作都需要专家进行指导,以往专家需要到全国各地指导,这种形式需要的专家数量和每个专家的工作量都不小,工作效率低下,企业成本骤增且容易受到外部环境影响,如新冠肺炎、极端天气等。
AR远程装配、维修、培训方案使用5G+AR技术打造虚拟化设备现场,通过佩戴的 AR 眼镜等智能设备将设备画面通过 5G 网络实时推送给专家。专家可远程对设备进行装配、维修、培训指导,同时技术人员还可以远程进行设备巡检,不受环境地点的约束,随时随地远程接入,这种方式可以大大减少时间成本,提高工作和沟通效率,同时为企业降低物力和专家聘用成本。
3.2 智慧管理 3.2.1 能耗监控与优化
能源消耗是钢铁企业的难题之一,坚持节能减排是钢铁企业实现可持续发展的必然选择,钢铁企业的能源主要有水、电、氧气、蒸汽以及炼钢所用原材料。在这些能源消耗的关键设备上加装数据采集装置,通过5G网络,将数据实时传输到能源监控平台进行集中监控,工人可在中控室看到能源的实时消耗情况。工厂可使用人工智能等算法分析优化能耗指标,对高耗能设备进行警示。对能源消耗的实时监控、反馈,可以有效降低企业能耗水平。