CN111474912B - 钢铁轧制线的无人机管理控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢铁轧制线的无人机管理控制系统,它包括综合管控平台、软件部分、操作系统和硬件部分。操作系统包括并连接操作层飞行任务管理模块、监视器、信息模块、管理模块、地面站以及无人机实时控制装置。硬件部分有无人机、数据传输装置、航拍器、喊话模块、热成像吊舱、照明设备、通信中继吊舱以及尘、气传感吊舱。无人机挂载可见光、非可见光、特殊传感器镜头,对钢铁轧制过程中的设备状态、工序、工位、关键部位进行自动巡航、值守、实时监控、采集拍摄,将高清视频、高像素照片或测控数据实时传输到综合管控平台,为钢铁轧制线的生产准备、加热退火、轧制过程、设备管理、现场工况的数据采集与数据运用服务。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业的钢铁轧制领域,涉及利用无人机技术的变革来推动钢铁轧制过程中的管理控制,将无人机特有的功能技术对生产设施及周边区域的隐患排查、维护、检测与设备安全等方面实现终端化的管理控制,特别涉及一种将无人机特有的功能技术对钢铁轧制线进行管理控制的系统。
背景技术
大力推进机械制造过程的信息化、智能化,需从钢材退火信息化、轧制工序智能化、产出成品优化管控等方面着手。目前钢铁企业利用无人机技术变革来推动钢铁生产制造的信息化智能生产不尽如人意,已经制约着众多钢铁企业从机械化生产向自动化工业生产的快速转型,从而向更高层次的信息化、智能化升级转型。
众所周知,机械化生产主要依靠人来控制机械进行作业,作业生产的过程控制是受人的主观意识所左右。因此,机械化生产情况下的生产过程、产品质量、设备维护等完全依赖于人,这种模式需要大量的专业技术人员不分白天黑夜予以配合才能完成作业;智能化生产解决了生产线对于人的过度依赖,使人与生产线设备的有机统一,也使得生产效率大幅提高,废次品率明显降低,产品质量保持稳定;信息化智能生产解决了机械化生产中无法对设备状态、工序、工位、关键部位进行数据采集与在线监控,无法对现场高空环境的光、温、湿、尘、气等数据进行传输与在线监控。
据此,利用无人机技术变革来推动钢铁制造过程中的信息化、智能化控制为大势所趋。以钢铁企业的冷轧线为例,从钢卷进入开卷机,经过表面清洗引入退火炉加热进行连续退火,退火过程就是连续轧制拉伸的过程,从预热段至高温段至冷却段通过上下辊差速的运动将钢板轧薄,然后经过喷水冷却进入活套储存备用。由于退火作业过程采用的是竖式炉加温方式,炉中上下辊的距离一般都有30米空间,加之炉壁没有爬梯和安防设施,人工检查无法展开,一旦出现故障就需及时抢修,抢修作业难度很大。采用无人机对设备状态、工序、工位、关键部位进行自动巡航、值守、实时监控、采集拍摄等技术在生产现场的具体应用,推动信息化技术融合先进的智能化理念,助力钢铁生产信息化智能控制的现代化,也是当今钢铁生产制造领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于钢铁轧制线的无人机管理控制系统,在钢铁轧制过程中,通过无人机的巡航、值守、实时监控、采集拍摄等技术,将高清视频、高像素照片或各类测控数据实时传输到管理终端,为指挥中心作出实时部署和检维修提供第一手资料,使得无人机管理控制系统采用信息化技术进行多梯度展示,以无人机综合管控平台,管理下辖无人机飞行任务,记录飞行日志,实施航拍功能,使无人机提供的信息化智能化技术为生产准备、加热退火、清洗冷却、轧制过程、设备管理、现场工况的数据采集与数据运用呈现出业务需求数据,以此实现钢铁生产信息化智能控制的现代化管理控制系统,解决了上述现有技术所存在的问题。
本发明的技术解决方案如下:
一种钢铁轧制线的无人机管理控制系统,它包括综合管控平台、设置在综合管控平台上的软件部分、操作系统和硬件部分;
所述软件部分包括并连接无人机信息模块、用户信息模块、驾驶员信息模块、航空资料信息模块、录像录音存储数据库、飞行纪录数据库、地图资源信息库以及禁飞区信息库;
所述操作系统包括并连接操作层飞行任务管理模块、操作层飞行状态监视器、操作层飞行数据查询模块、操作层实时视频监视器、操作层地图信息模块、操作层用户管理模块、操作层驾驶员管理模块、操作层无人机管理模块、操作层地面站以及操作层无人机实时控制装置;
所述硬件部分包括并连接无人机、数据传输装置、航拍器、喊话模块、热成像吊舱、照明设备、通信中继吊舱以及尘、气传感吊舱;
所述无人机挂载可见光、非可见光、特殊传感器镜头,对钢铁轧制过程中的设备状态、工序、工位、关键部位进行自动巡航、值守、实时监控、采集拍摄,将高清视频、高像素照片或测控数据实时传输到综合管控平台;
开启无人机的自动巡航功能,在钢铁轧制线的地面、空间规划航线,让无人机沿设定航线自动巡航,航拍生产区域,遇有生产轧线出现异常时,可悬停异常部位空中予以定点跟踪,及时掌握实时动态;
开启无人机上挂载的喊话模块的喊话功能,可对钢铁轧制线沿线地面进行空中喊话,同时开启录播及实时功能,避免地面检维修人员陷入安全隐患区域;
开启无人机上挂载的热成像吊舱的热成像功能,在钢铁轧制线沿线空中寻找发热点、温度分布实现夜间巡视监控,保证生产场所每周7天、每天24小时不间断监控;
在无人机上挂载照明设备,在夜晚对钢铁轧制线暗区现场提供照明;
在无人机上挂载尘、气传感吊舱,在线掌握钢铁轧制线现场环境的实时状况;
所述综合管控平台管理下辖无人机飞行任务,记录飞行日志,实施航拍功能,实现对钢铁轧制线的管理目标全天候航拍,为突发状况提供全方位资料,同时将视频信号实时回传至指挥中心,并可远程控制无人机起降执行任务,还可调看日志。
所述热成像吊舱通过非接触探测红外能量或热量,将其转换为电信号,进而在显示器上生成热图像和温度值,还可对温度值进行计算。
所述无人机上搭载通信中继吊舱,使其充当突发应急的通信信号覆盖,确保应急期间的通信信号畅通。
按本发明的用于钢铁轧制线的无人机管理控制系统,在钢铁轧制过程中,通过无人机的巡航、值守、实时监控、采集拍摄等技术,将高清视频、高像素照片或各类测控数据实时传输到管理终端,为指挥中心作出实时部署和检维修提供第一手资料,使得无人机管理控制系统采用信息化技术进行多梯度展示。以无人机综合管控平台,管理下辖无人机飞行任务,记录飞行日志,实施航拍功能,使无人机提供的信息化智能化技术为生产准备、加热退火、清洗冷却、轧制过程、设备管理、现场工况的数据采集与数据运用呈现出业务需求数据,以此实现钢铁生产信息化智能控制的现代化管理控制系统。
本发明的无人机综合管控平台包括软件和硬件两个部分,软件部分由服务器及客户端组成,硬件部分由PC机、数据传输装置、无人机等构成。以无人机综合管控平台,管理下辖无人机飞行任务,记录飞行日志,实施航拍功能,通过挂载可见光、非可见光、特殊传感器镜头,实现对管理目标全天候航拍,为突发状况提供全方位资料,同时可将视频信号实时回传至指挥中心,并可远程控制无人机起降执行任务,还可调看日志。通过开启自动巡航功能,对地面、空间规划航线,让无人机可沿设定航线自动巡航,航拍生产区域,遇有生产轧线出现异常时,可悬停异常部位空中予以定点跟踪,及时掌握实时动态。通过在无人机上挂载喊话模块,实现喊话功能,可对地面进行空中喊话,包括录播及实时功能,避免地面检维修人员陷入安全隐患区域。通过在无人机上挂载热成像吊舱,可实现夜间巡视监控,保证生产场所7×24小时不间断监控,以此实现热成像功能为夜间作业服务。热成像吊舱是通过非接触探测红外能量(热量),并将其转换为电信号,进而在显示器上生成热图像和温度值,还可以对温度值进行计算的一种检测设备,把它搭载在无人机上在空中寻找发热点、温度分布等等实现空中的巡检任务。通过在无人机上挂载照明设备,可在夜晚对暗区现场提供照明,实现其照明功能的作用。通过在无人机上搭载通信中继吊舱,使其充当突发应急的通信信号覆盖,确保应急期间的通信信号畅通。通过在无人机上挂载尘、气传感吊舱,在线掌握现场环境的实时状况。
本发明使无人机提供的信息化智能化技术为钢铁轧制线的生产准备、加热退火、轧制过程、设备管理、现场工况的数据采集与数据运用呈现出业务需求数据,以此实现钢铁生产信息化智能控制的现代化管理控制系统,为钢铁企业的生产制造提供了新的选项,具有重要的应用价值。
附图说明
图1是本发明的一种钢铁轧制线的无人机管理控制系统的示意图。
附图标记:
1为综合管控平台;
2为软件部分,21为无人机信息模块,22为用户信息模块,23为驾驶员信息模块,24为航空资料信息模块,25为录像录音存储数据库,26为飞行纪录数据库,27为地图资源信息库,28为禁飞区信息库;
3为操作系统,31为操作层飞行任务管理模块,32为操作层飞行状态监视器,33为操作层飞行数据查询模块,34为操作层实时视频监视器,35为操作层地图信息模块,36为操作层用户管理模块,37为操作层驾驶员管理模块,38为操作层无人机管理模块,39为操作层地面站,30为操作层无人机实时控制装置;
4为硬件部分,41为无人机,42为数据传输装置,43为航拍器,44为喊话模块,45为热成像吊舱,46为照明设备,47为通信中继吊舱,48为尘、气传感吊舱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图1,本发明提供一种钢铁轧制线的无人机管理控制系统,它主要由综合管控平台1、设置在综合管控平台1上的软件部分2、操作系统3和硬件部分4组成。
软件部分2设置并连接无人机信息模块21、用户信息模块22、驾驶员信息模块23、航空资料信息模块24、录像录音存储数据库25、飞行纪录数据库26、地图资源信息库27以及禁飞区信息库28。
操作系统3设置并连接操作层飞行任务管理模块31、操作层飞行状态监视器32、操作层飞行数据查询模块33、操作层实时视频监视器34、操作层地图信息模块35、操作层用户管理模块36、操作层驾驶员管理模块37、操作层无人机管理模块38、操作层地面站39以及操作层无人机实时控制装置30。
硬件部分4设置并连接无人机41、数据传输装置42、航拍器43、喊话模块44、热成像吊舱45、照明设备46、通信中继吊舱47以及尘、气传感吊舱48。
无人机41挂载可见光、非可见光、特殊传感器镜头,对钢铁轧制过程中的设备状态、工序、工位、关键部位进行自动巡航、值守、实时监控、采集拍摄,将高清视频、高像素照片或测控数据实时传输到综合管控平台1。
钢铁轧制线开工时,开启无人机41的自动巡航功能,在钢铁轧制线的地面、空间规划航线,让无人机41沿设定航线自动巡航,航拍生产区域,遇有生产轧线出现异常时,可悬停异常部位空中予以定点跟踪,及时掌握实时动态。
开启无人机41上挂载的喊话模块44的喊话功能,可对钢铁轧制线沿线地面进行空中喊话,同时开启录播及实时功能,避免地面检维修人员陷入安全隐患区域。
开启无人机41上挂载的热成像吊舱45的热成像功能,在钢铁轧制线沿线空中寻找发热点、温度分布实现夜间巡视监控,保证生产场所每周7天、每天24小时不间断监控。热成像吊舱45通过非接触探测红外能量或热量,将其转换为电信号,进而在显示器上生成热图像和温度值,还可对温度值进行计算。
在无人机41上挂载照明设备46,在夜晚可对钢铁轧制线暗区现场提供照明。在无人机41上挂载尘、气传感吊舱48,可在线掌握钢铁轧制线现场环境的实时状况。在无人机41上搭载通信中继吊舱47,使其充当突发应急的通信信号覆盖,确保应急期间的通信信号畅通。
本发明的综合管控平台1管理下辖无人机41飞行任务,记录飞行日志,实施航拍功能,实现对钢铁轧制线的管理目标全天候航拍,为突发状况提供全方位资料,同时将视频信号实时回传至指挥中心,并可远程控制无人机起降执行任务,还可调看日志。
综上所述,按本发明的用于钢铁轧制线的无人机管理控制系统,在钢铁轧制过程中,通过无人机的巡航、值守、实时监控、采集拍摄等技术,将高清视频、高像素照片或各类测控数据实时传输到管理终端,为指挥中心作出实时部署和检维修提供第一手资料,使得无人机管理控制系统采用信息化技术进行多梯度展示。本发明使无人机提供的信息化智能化技术为钢铁轧制线的生产准备、加热退火、轧制过程、设备管理、现场工况的数据采集与数据运用呈现出业务需求数据,以此实现钢铁生产信息化智能控制的现代化管理控制系统。
当然,本技术领域内的一般技术人员应当认识到,上述实施例仅是用来说明本发明,而并非用作对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。
Claims (1)
1.一种钢铁轧制线的无人机管理控制系统,其特征在于:它包括钢铁轧制线、综合管控平台(1)、设置在综合管控平台(1)上的软件部分(2)、操作系统(3)和硬件部分(4);
所述软件部分(2)包括并连接无人机信息模块(21)、用户信息模块(22)、驾驶员信息模块(23)、航空资料信息模块(24)、录像录音存储数据库(25)、飞行纪录数据库(26)、地图资源信息库(27)以及禁飞区信息库(28);
所述操作系统(3)包括并连接操作层飞行任务管理模块(31)、操作层飞行状态监视器(32)、操作层飞行数据查询模块(33)、操作层实时视频监视器(34)、操作层地图信息模块(35)、操作层用户管理模块(36)、操作层驾驶员管理模块(37)、操作层无人机管理模块(38)、操作层地面站(39)以及操作层无人机实时控制装置(30);
所述硬件部分(4)包括并连接无人机(41)、数据传输装置(42)、航拍器(43)、喊话模块(44)、热成像吊舱(45)、照明设备(46)、通信中继吊舱(47)以及尘、气传感吊舱(48);所述无人机(41)挂载可见光、非可见光、特殊传感器镜头,对钢铁轧制过程中的设备状态、工序、工位、关键部位进行自动巡航、值守、实时监控、采集拍摄,将高清视频、高像素照片或测控数据实时传输到综合管控平台(1);
开启无人机(41)的自动巡航功能,在钢铁轧制线的地面、空间规划航线,让无人机(41)沿设定航线自动巡航,航拍生产区域,遇有生产轧线出现异常时,可悬停异常部位空中予以定点跟踪,及时掌握实时动态;
开启无人机(41)上挂载的喊话模块(44)的喊话功能,可对钢铁轧制线沿线地面进行空中喊话,同时开启录播及实时功能,避免地面检维修人员陷入安全隐患区域;
开启无人机(41)上挂载的热成像吊舱(45)的热成像功能,在钢铁轧制线沿线空中寻找发热点、温度分布实现夜间巡视监控,保证生产场所每周7天、每天24小时不间断监控;
所述热成像吊舱(45)通过非接触探测红外能量或热量,将其转换为电信号,进而在显示器上生成热图像和温度值,还可对温度值进行计算;
在无人机(41)上挂载照明设备(46),在夜晚对钢铁轧制线暗区现场提供照明;
在无人机(41)上搭载通信中继吊舱(47),使其充当突发应急的通信信号覆盖,确保应急期间的通信信号畅通;
在无人机(41)上挂载尘、气传感吊舱(48),在线掌握钢铁轧制线现场环境的实时状况;所述综合管控平台(1)管理下辖无人机(41)飞行任务,记录飞行日志,实施航拍功能,实现对钢铁轧制线的管理目标全天候航拍,为突发状况提供全方位资料,同时将视频信号实时回传至指挥中心,并可远程控制无人机起降执行任务,还可调看日志。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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