CN114210941B - 5g智能加渣系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种5G智能加渣系统。所述系统包括：加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端、云处理平台及5G通讯模块；摄像模块，用于实时拍摄加渣现场画面；传感器模块，用于实时采集加渣现场的多种运行参数；远程操作终端，用于从云处理平台获取加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及向云处理平台发送控制指令；云处理平台，用于存储及处理加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及根据控制指令向加渣执行模块发送执行指令；加渣执行模块用于根据执行指令完成加渣动作，能够实现对加渣现场的远程实时监测与控制，保证加渣设备长周期安全可靠运行。

Description

5G智能加渣系统

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种5G智能加渣系统。

背景技术

添加保护渣是炼钢连铸过程中重要的一环。目前，钢铁企业普遍采用人工操作设备加渣方式。人工操作设备添加保护渣，难以掌控加入量，一方面容易导致保护渣覆盖不均匀，制约钢坯质量提升；另一方面容易造成保护渣浪费，提高制坯成本；同时结晶器附近工作环境恶劣，粉尘浓度高，且保护渣中含氟，不仅会严重影响操作人员的身体健康，还会影响设备的可靠性，降低设备的利用率。因此，有必要开发一种新的智能加渣系统，能够实时快速的分析系统运行状态，收集加渣料流等数据，将生产现场的设备运行状态、运行参数等信息有机结合起来，不仅能实现自动均匀加渣，还能实现重要设备运行状态监测、故障诊断、报警提示、历史趋势、设备维护与维修信息化等功能，从而提高产品质量和工作效率、降低生产成本，并确保服役设备以最佳状态、长周期安全可靠运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种5G智能加渣系统，能够实现对加渣现场的远程实时监测与控制，保证加渣设备以最佳状态、长周期安全可靠运行。

为实现上述目的，本发明提供一种5G智能加渣系统，包括：加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端、云处理平台及5G通讯模块，所述加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端分别通过5G通讯模块与所述云处理平台通讯连接；

所述摄像模块，用于实时拍摄加渣现场画面，并传输至云处理平台；

所述传感器模块，用于实时采集加渣现场的多种运行参数，并传输至云处理平台；

所述远程操作终端，用于从云处理平台获取加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及向云处理平台发送控制指令；

所述云处理平台，用于存储及处理加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及根据所述控制指令向加渣执行模块发送执行指令；

所述加渣执行模块，用于根据所述执行指令完成加渣动作以及向云处理平台反馈执行数据。

可选地，所述5G通讯模块包括与所述云处理平台通过5G网络通讯连接的CPE；

所述远程操作终端及摄像模块通过无线网络与CPE通讯连接，所述加渣执行模块通过有线网络经由路由器与所述CPE通讯连接。

可选地，所述5G智能加渣系统还包括与所述云处理平台通过5G网络通讯连接的工业模拟量传输模块，所述传感器模块通过预设的通讯接口与所述工业模拟量传输模组通讯连接。

可选地，所述预设的通讯接口包括FE、RS485、RS232、CAN、WIFI、BLE及USB接口中的一个或多个的组合。

可选地，所述传感器模块包括：温湿度传感器、转速传感器、压力传感器及重量传感器中的一个或多个的组合。

可选地，所述远程操作终端包括智能手机、平板电脑及台式电脑中的一个或多个的组合。

可选地，所述远程操作终端还包括与所述智能手机、平板电脑及台式电脑中的一个或多个的组合配合使用的AR眼镜。

可选地，所述摄像模块包括至少一个布置在所述加渣现场的工业摄像机。

可选地，所述加渣执行模块包括加渣机器人。

可选地，所述云处理平台包括：

数据监控模块，用于接收并存储加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据；

数据查询模块，用于查询保存在数据监控模块中的历史数据；

智能控制模块，用于根据保存在数据监控模块的数据及预设的分析算法对系统进行状态分析，并根据状态分析结果及控制指令向指令发送模块发送执行指令；

指令发送模块，用于向加渣执行模块发送执行指令。智能控制模块。

本发明的有益效果：本发明提供一种5G智能加渣系统，包括：加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端、云处理平台及5G通讯模块，所述加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端分别通过5G通讯模块与所述云处理平台通讯连接；所述摄像模块，用于实时拍摄加渣现场画面，并传输至云处理平台；所述传感器模块，用于实时采集加渣现场的多种运行参数，并传输至云处理平台；所述远程操作终端，用于从云处理平台获取加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及向云处理平台发送控制指令；所述云处理平台，用于存储及处理加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及根据所述控制指令向加渣执行模块发送执行指令；所述加渣执行模块用于根据所述执行指令完成加渣动作以及向云处理平台反馈执行数据，能够实现对加渣现场的远程实时监测与控制，保证加渣设备以最佳状态、长周期安全可靠运行。

附图说明

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图中，

图1为本发明的5G智能加渣系统的系统架构图；

图2为本发明的5G智能加渣系统的远程操作终端的示意图；

图3为本发明的5G智能加渣系统的传感器模块的示意图；

图4为本发明的5G智能加渣系统的5G通讯模块的示意图；

图5为本发明的5G智能加渣系统的云处理平台的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

请参阅图1至图4，本发明提供一种5G智能加渣系统，包括：加渣执行模块10、传感器模块20、摄像模块30、远程操作终端40、云处理平台60及5G通讯模块50，所述加渣执行模块10、传感器模块20、摄像模块30、远程操作终端40分别通过5G通讯模块50与所述云处理平台60通讯连接；

所述摄像模块30，用于实时拍摄加渣现场画面，并传输至云处理平台60；

所述传感器模块20，用于实时采集加渣现场的多种运行参数，并传输至云处理平台60；

所述远程操作终端40，用于从云处理平台60获取加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及向云处理平台60发送控制指令；

所述云处理平台60，用于存储及处理加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块10的执行数据，以及根据所述控制指令向加渣执行模块10发送执行指令；

所述加渣执行模块10，用于根据所述执行指令完成加渣动作以及向云处理平台60反馈执行数据。

具体地，通常加渣执行模块10、传感器模块20、摄像模块30及远程操作终端40并不具备5G通讯能力，因此本发明的5G智能加渣系统中的5G通讯模块50需要能够将加渣执行模块10、传感器模块20、摄像模块30及远程操作终端40采用的数据传输模式转换为5G传输模式，进而实现加渣执行模块10、传感器模块20、摄像模块30、远程操作终端40与云传输平台60之间的5G通讯连接。

进一步地，如图4所示，在本发明的一些实施例中，所述5G通讯模块50包括两个部分，一个为客户终端设备51(Customer Premise Equipment，CPE)另一个为工业模拟量传输模组52。

其中，所述客户终端设备51与所述云处理平台60通过5G网络通讯连接，所述远程操作终端40通过无线网络与CPE 51通讯连接，所述加渣执行模块10通过有线网络经由路由器与所述CPE 51通讯连接，所述摄像模块30通过无线网络与所述CPE 51通讯连接或通过有线网络经由路由器与所述CPE 51通讯连接，进而通过CPE 51实现远程操作终端40以及加渣执行模块10与所述云处理平台60之间5G网络连接。

而所述传感器模块20通过预设的通讯接口与所述工业模拟量传输模组52通讯连接，进而通过所述工业模拟量传输模组52实现传感器模块20与所述云处理平台60之间的5G网络连接。

具体地，如图3所示，所述传感器模块20包括：温湿度传感器21、转速传感器22、压力传感器23及重量传感器24中的一个或多个的组合。

其中，所述温湿度传感器21用于采集加渣现场的温度与湿度，所述转速传感器22用于采集加渣执行模块10中的步进电机的转速，所述压力传感器23用于采集结晶器中的保护渣的压力，所述重量传感器24用于采集保护渣存储设备中的保护渣重量。

一般地，所述预设的通讯接口也即温湿度传感器21、转速传感器22、压力传感器23及重量传感器24本身所采用的数据传输方式为快速以太网(Fast Ethernet，FE)、RS485、RS232、控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)、WIFI、蓝牙(BLE)及USB接口中的一个或多个的组合，所述工业模拟量传输模组52能够将上述的通讯传输方式转换为5G网络接入云处理平台60，进而实现传感器模块20与所述云处理平台60之间的5G网络连接。

从而，通过本发明的5G通讯模块50能够实现加渣执行模块10、传感器模块20、摄像模块30、远程操作终端40与云传输平台60之间的5G通讯连接，从而实现超低延时的实时数据传输，保证了5G智能加渣系统监控与反馈的及时性。

具体地，如图2所示，所述远程操作终端40包括智能手机41、平板电脑及台式电脑中的一个或多个的组合，可通过所述智能手机41、平板电脑或台式电脑从云处理平台60从获取加渣现场采集到的画面、数据等，并能够需要向云处理平台60发送控制指令，使得云处理平台60能够根据控制指令向加渣执行模块10发出执行指令控制加渣执行模块10完成加渣动作，进而实现对加渣现场的远程监测与远程控制。

进一步地，如图2所示，在本发明的一些实施例中，所述远程操作终端40还包括与所述智能手机、平板电脑及台式电脑中的一个或多个的组合配合使用的AR眼镜42，用户可通过佩戴AR眼镜42查看从云处理平台60传输来的加渣现场采集到的画面、数据，实现与现场监测类似的身临其境的监测效果。

具体地，所述摄像模块20包括至少一个布置在所述加渣现场的工业摄像机，可选地，所述摄像模块20包括布置在所述加渣现场多个角度的工业摄像机，能够实现加渣现场多角度无视角的监测。

具体地，所述加渣执行模块10包括加渣机器人以及非机器人加渣执行机构，如通过步进电机及PLC控制的传统加渣执行机构。

需要说明的是，如图5所示，所述云处理平台60包括：

数据监控模块61，用于接收并存储加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据；

数据查询模块62，用于查询保存在数据监控模块中的历史数据；

智能控制模块63，用于根据保存在数据监控模块的数据及预设的分析算法对系统进行状态分析，并根据状态分析结果及控制指令向指令发送模块发送执行指令；

指令发送模块64，用于向加渣执行模块发送执行指令智能控制模块。

具体地，所述数据监控模块61能够监测包括整个加渣系统中的所有反馈参数与变量，如结晶器内结晶渣的厚度、加渣机器人每个关节的参数、系统是否正在运行、当前加渣机器人末端执行机构出料速度、当前电机转速、工业照相机所采取的图像；服役设备的起停记录，包括系统中的各个工作区域的各个工作对象的启动时间、停止时间、启动时机器人的参数、停止时机器人的状态；服役设备考核指标(如过温、过流、停机)报警和故障事件记录与提示：包括所有出现过异常情况的记录，包括出现的时间与当时的处理方案。

所述数据查询模块62能够查询历史状态趋势查询与分析，包含过去七天内数据监测模块61获取及保存的数据。

所述智能控制模块63，能够实现对服役设备质量的大数据分析与评估(横向、纵向分析、诊断与评估)：在记录一段时间后，会得到服役设备的一段时间的数据，使用该数据可以在云端完成对数据的分析，包括但不限于：故障预测(时间和故障点)、设备寿命预测、设备效率评估及设备故障影响因素等，同时还能够根据摄像模块拍摄的加渣现场画面、所述传感器模块采集的加渣现场的多种运行参数、加渣执行模块的执行数据以及远程控制终端发送的控制指令，生成执行指令，能实现加渣执行模块的执行过程中自动控制渣厚、自动避障等功能。

从而，本发明通过5G通讯技术对现有加渣机器人系统进行在线监测数据的诊断分析，实现智能化维护。将整体的监测信息并入云处理平台，实时快速的分析机器人系统运行状态，收集加渣料流等数据等，将生产现场的设备运行状态、运行参数等信息有机结合起来，实现设备“开口说话”以及加渣现场的自动化精确运行。

综上所述，本发明提供一种5G智能加渣系统，包括：加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端、云处理平台及5G通讯模块，所述加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端分别通过5G通讯模块与所述云处理平台通讯连接；所述摄像模块，用于实时拍摄加渣现场画面，并传输至云处理平台；所述传感器模块，用于实时采集加渣现场的多种运行参数，并传输至云处理平台；所述远程操作终端，用于从云处理平台获取加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及向云处理平台发送控制指令；所述云处理平台，用于存储及处理加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及根据所述控制指令向加渣执行模块发送执行指令；所述加渣执行模块用于根据所述执行指令完成加渣动作，能够实现对加渣现场的远程实时监测与控制，保证加渣设备以最佳状态、长周期安全可靠运行。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种5G智能加渣系统，其特征在于，包括：加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端、云处理平台及5G通讯模块，所述加渣执行模块、传感器模块、摄像模块、远程操作终端分别通过5G通讯模块与所述云处理平台通讯连接；

所述摄像模块，用于实时拍摄加渣现场画面，并传输至云处理平台；

所述传感器模块，用于实时采集加渣现场的多种运行参数，并传输至云处理平台；

所述远程操作终端，用于从云处理平台获取加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及向云处理平台发送控制指令；

所述云处理平台，用于存储及处理加渣现场画面、加渣现场的多种运行参数及加渣执行模块的执行数据，以及根据所述控制指令向加渣执行模块发送执行指令；

所述加渣执行模块，用于根据所述执行指令完成加渣动作以及向云处理平台反馈执行数据；

所述云处理平台包括：

数据监控模块，用于监测结晶器内结晶渣的厚度、加渣机器人每个关节的参数、系统是否正在运行、当前加渣机器人末端执行机构出料速度、当前电机转速、工业照相机所采取的图像、服役设备的起停记录、服役设备考核指标报警和故障事件记录与提示；

数据查询模块，用于查询保存在数据监控模块中的历史数据；

智能控制模块，对服役设备质量的大数据分析与评估，得到服役设备的一段时间的数据，使用该数据在云端完成对故障预测、设备寿命预测、设备效率评估及设备故障影响因素数据的分析，同时根据摄像模块拍摄的加渣现场画面、所述传感器模块采集的加渣现场的多种运行参数、加渣执行模块的执行数据以及远程控制终端发送的控制指令，生成执行指令，实现加渣执行模块的执行过程中自动控制渣厚、自动避障；

指令发送模块，用于向加渣执行模块发送执行指令。

2.如权利要求1所述的5G智能加渣系统，其特征在于，所述5G通讯模块包括与所述云处理平台通过5G网络通讯连接的CPE；

所述远程操作终端及摄像模块通过无线网络与CPE通讯连接，所述加渣执行模块通过有线网络经由路由器与所述CPE通讯连接。

3.如权利要求1所述的5G智能加渣系统，其特征在于，所述5G通讯模块包括与所述云处理平台通过5G网络通讯连接的工业模拟量传输模组，所述传感器模块通过预设的通讯接口与所述工业模拟量传输模组通讯连接。

4.如权利要求3所述的5G智能加渣系统，其特征在于，所述预设的通讯接口包括FE、RS485、RS232、CAN、WIFI、BLE及USB接口中的一个或多个的组合。

5.如权利要求1所述的5G智能加渣系统，其特征在于，所述传感器模块包括：温湿度传感器、转速传感器、压力传感器及重量传感器中的一个或多个的组合。

6.如权利要求1所述的5G智能加渣系统，其特征在于，所述远程操作终端包括智能手机、平板电脑及台式电脑中的一个或多个的组合。

7.如权利要求6所述的5G智能加渣系统，其特征在于，所述远程操作终端还包括与所述智能手机、平板电脑及台式电脑中的一个或多个的组合配合使用的AR眼镜。

8.如权利要求1所述的5G智能加渣系统，其特征在于，所述摄像模块包括至少一个布置在所述加渣现场的工业摄像机。

9.如权利要求1所述的5G智能加渣系统，其特征在于，所述加渣执行模块包括加渣机器人。