煤矿井粉尘监测仪(转载--输煤廊道智能巡检机器人)

Posted 2023-06-02

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煤矿井粉尘监测仪(转载--输煤廊道智能巡检机器人)

一、项目背景

为实现电力安全生产管控工作的智能化、全面化升级，通过部署智能轨道巡检监测平台，实现电厂设备巡检自动化，降低人员劳动强度，提升对设备的安全管控，提高数据采集质量，提升工作效率，提升电力企业安全生产效能及风险隐患防控能力。

火电厂输煤系统，作为电厂的重要组成部分，其安全可靠的运行是保证电厂实现安全高效不可缺少的环节，如设备出现问题，直接影响到机组运行。另外输煤廊道环境差、作业线长，人员巡检工作量大，漏检因素较多，属于火灾的隐患高发地带，因此输煤皮带设备的智能巡检工作是必然趋势。

通过轨道平台搭载红外热像仪、高清摄像机、温度传感器、声波传感器、声光报警器、粉尘浓度检测仪、气体检测仪等传感器循环运行，既能直观监控现场图像，又能对皮带设备正常运行实时监测。实现皮带运行智能无人化值守。

二、建设目标

本方案的设计目标是在输煤皮带部署一套轨道平台智能监测系统，提高生产现场巡检效率，实现对设备的安全管控，提升电厂智慧化管理水平，构建全过程、可视化、智能化、规范化的作业管控及风险预警预报系统。实现即时、可靠、稳定的落煤管堵塞感知、皮带撕裂感知、现场设备温度感知、视频监视、动态追踪等功能，达到全天无间断的输煤皮带巡检，实时监测输煤廊道落煤管堵塞、皮带撕裂、皮带跑偏、漏煤、积煤、煤粉自燃、电机减速机高温、异响、电缆现场起火等隐患，全面提高输煤系统的安全性、可靠性和及时性，减少现场巡检人员的工作强度，提升生产现场的本质安全水平，实现输煤系统的智能化，同时为整体输煤系统更全面的智能化创造底层的数据条件和应用基础。

三、系统概述

本方案可实现通过采用智能设备代替人工进行巡检，智能设备采用智能轨道机器人、高清摄像机、声波监测仪、热成像温度监测仪、粉尘浓度检测仪、气体检测仪等传感器，通过定制的在线监测软件，做到周期固定、检测结果准确度高、快速将相应的数据传输到后台服务器并保存，避免人为因素造成不必要的安全隐患。通过系统平台第一时间将设备异常情况进行告警，对于异常数据结果自动推送给相应的负责人客户端。

在大量数据采集的基础上，通过大数据处理，对整体的数据进行模型搭建，综合机器算法学习，对设备数据进行预测分析，提前提示设备管理人员对设备进行维修，有效提高设备的运行时间及效率。

根据廊道长度及巡检需求，可布置多台机器人同轨道分区域不间断、无死角采集监测，轨道平台搭载监测系统上线后可有效保障准确实施的数据、皮带作业人员的安全，提高工作效率，提升机组运行稳定性。轨道平台可实现坡度廊道运行、竖直运行、圆弧弯运行。

四、系统拓扑图

通过轨道平台搭载的检测设备，获取巡检点位相关数据及图像信息。

创建不同状态下点位的对比图像，作为基础分析数据样本库。

实时图片数据存储到图像数据库，通过系统分析，大数据平台算法处理，实现相应点位的分析结果，展示分析数据，发现异常及时告警。

五、系统功能

输煤廊道智能巡检系统，主要是通过输煤廊道内布置的轨道平台，搭载各种传感器对皮带设备运行出现的落煤堵塞、皮带撕裂、皮带跑偏、漏煤、积煤、煤粉自燃，电机、减速机高温、异响，电缆现场起火、粉尘浓度超标、有害气体等监测，发现异常及时告警，运行人员可实时调取现场数据画面，保障机组不同工况下的稳定运行。轨道平台系统可设定每到一个巡检点后对重点区域设备进行一次扫描运动，确保对关键设备监测无漏检、无死角，数据实时返回控制室监看，发现异常主动报警。

1）智能巡检功能

智能机器人支持全自主巡检模式。全自主模式包括常规和特殊巡检两种方式。常规模式：系统根据预先设定的巡检任务内容、时间、路径等参数信息，自主启动并完成巡视任务；特殊巡检：由操作人员设定巡视点，机器人对巡检点自主完成巡检任务。可实现对输煤廊道重点设备进行巡检，并实现对设备状态的连续、动态的数据采集及存储。

2）皮带机运行状态全方位监控

巡检机器人搭载高清视频摄像机，通过自动巡检预置位或手动控制云台转动，实现近距离观察拍摄设备运行状况。当现场皮带出现漏煤、堵塞、撕裂、跑偏时，系统通过采集的图像信息，进行自动识别比对，发现异常，机器人自动发出声光报警信号，并将现场画面第一时间展示在控制室。

通过平台搭载的声波监测仪、热成像仪诊断运行电机、减速机、电缆等设备的声音、温度是否为健康状态。

3）廊道智能安全管控

先进的视觉AI识别算法，对危险区域进行电子围栏虚拟标注，通过肢体识别和目标识别等技术、可对现场工作人员进行行为及安全区域识别，对于不按照规定戴安全帽、违规跨越安全防护栏的行为进行警告并记录。防止人员违规操作的安全事故发生。

4）热成像测温功能

巡检机器人具备温度采集的功能，能够对指定区域进行温度检测。巡检机器人可在任何时间，通过搭载红外热像仪对指定点或者全部点的运行电机、减速机、电缆等重点设备温度以及对廊道输煤皮带上的燃煤进行温度监测。当被检测对象超过设定温度值或发现火源时，机器人可立即发出声光报警，并将现场温度画面第一时间展示在控制室。

5）有害气体和粉尘检测功能

巡检机器人搭载气体探测器与粉尘监测仪，可随时对空气环境进行分析并得出结果，气体分析包括检测空气含氧（O2）量浓度以及有毒与可燃气体（CO，H2S，CH4）浓度大小及煤粉浓度，同时将结果反馈给主控室的工作人员，设置报警的限值，超过限值后立即声光报警，防止由于工作人员对环境的误判，造成生命危险。

6）自主无线充电功能

巡检机器人自带电池电量检测电路，采用分布式充电站+锂电池供电方式，检测到电池电量低于设置值时则会自动停止当前巡检任务并发出低电量警报，同时自主运行到充电点进行充电。分布式充电站采用非接触式无线安全充电技术，充电效率高，安全可靠。

7）防碰撞功能

机器人四方位安装防碰撞超声波雷达，运行中对障碍物和工作人员进行安全距离探测，遇到障碍自动停障并声光警示，同时加装触式防护，与雷达停障系统构筑双重安全保障，避免在雷达失效情况下与障碍物的激烈碰撞，造成人员或者设备损伤。

8）机器人自检功能

机器人具备自检功能，对电源、驱动、通信及检测设备的工作状态是否正常进行自检，发生异常时立刻发出警告，并上传故障类型信息至后台管控中心。

9）数据通信功能

系统采用无线通信，整个系统内的设备可以实现互相访问。无线信号无盲区覆盖；巡检机器人和各无线 AP 组成无线网络，在各 AP 之间漫游，切换时间少于100 毫秒；机器人所有的控制信号、视频信号、音频信号、现场传感器采集数据及报警信息均通过无线网络传输；通信带宽不小于100Mbps，保证视频、音频等各类数据实时可靠传输。

10）轨道平台性能

轨道采用高强度铝合金型材，防锈防腐蚀，沿输煤皮带上方吊挂式安装。单点承载重量30KG。

轨道平台支持水平、爬坡、竖直、转弯行走；精准定位：5mm之内；行走速度：5m/min可调；吊装云台支持水平360°连续旋转，垂直0-90°运动。

六、统计分析

系统对不同工况下的设备进行数据分析，分析结果可以按不同时间段、不同工况进行查询，确定相对应的KPI值，通过告警及时提醒运行人员，保证机组安全。

1）通过数据分析，对潜在故障进行预知性报警，分析模型优化，根据不断扩充的生产数据以及实际运行情况优化分析模型。

2）解决传统巡检数据录入不及时，实现巡检数据电子化，为现场生产设备巡检管理提供高效、独特的信息采集与统计工具，灵活方便地管理巡检信息、输出各类报表、图表。

3）将巡检工作中的人员、时间、设备状况、检查区域等信息规范地结合在一起，使得巡检管理在面向人员、时间、地点、事件结果的同时直接面向设备，随时掌握设备的“健康”及生产系统的运行控制状况。

4）辅助设备管理人员科学决策、实效管理结合重点区域、重点设备参数的变化，随时编排、下达点巡检计划，实现有倾向性的动态设备管理功能，解决传统方式的巡检工作存在的问题。