劉振宇
秦皇島秦冶重工有限公司(以下簡稱秦冶)作為國內專業的干熄焦設備制造商,在干熄焦領域深耕多年,配套提供了數以千計的專用設備,為我國的干熄焦技術進步做出了重大貢獻。近幾年,秦冶在吸收國內外先進技術的基礎上,結合用戶的實際需求,研發出新型智能化電機車。在研發過程中,技術人員走訪了本鋼、首鋼、武鋼、首鋼通鋼等企業,對不同類型的電機車進行了考察,聽取了用戶對現有設備使用情況介紹以及未來對設備智能化的預期要求,并對使用過程中出現的問題進行了匯總分析,為新型智能化電機車成功研發打下了良好的基礎。
電機車作為焦化生產中的一項重要設備,具有焦化行業設備共性要求:長時間連續、穩定、高效運轉;少設備故障,少維護,爭取免維護,最好實現關鍵零部件故障報警等。為更好地實現以上要求,該公司研發人員在優化結構設計方面進行了重點研發,同時賦予設備智能化的運行操控系統,并取得了較好的使用效果,達到提高設備可靠性、消除誤操作對設備運行和生產的影響,同時考慮了智能運維的要求。目前,新型智能化電機車已可以實現有人值守、無人操作的行業最高水平。
提升設備智能化水平
確保安全穩定生產
司機在操作電機車過程中,會受到周圍環境(如天氣冷暖、環境明暗等)及自身狀況(如睡眠好壞、疲勞情況等)的影響,不可避免地產生一些誤操作導致事故發生。為減少人為因素導致的事故發生,電機車設計過程中采用了一些最新技術,重點提高了智能化水平,保證生產安全穩定進行。新型智能化電機車研發利用了該公司無人化領域的最新研究成果,包括高清攝像頭、激光雷達、加速傳感器等設備,并采用深度學習等人工智能最新技術,針對電機車特定的生產場景進行學習和定制化開發,對電機車行駛路徑前方各種狀況進行感知和預測,實現電機車系統性感知周邊環境,將電機車升級為具有自感知和自決策的智能體,避免誤傷巡檢人員和其他設備,從而實現全面、詳盡、高效率、穩定的安全防護,達到人員安全防護、設備安全防護、生產作業安全防護的目標。該公司通過增加車輛穩定控制機理模型及控制算法,生產動作的計劃編排、調度及重調度,實現機車作業無人值守。機車無人值守系統是計劃驅動系統,系統數據中心服務器接收焦化大數據平臺的作業計劃,分解成各車可執行的計劃,并下發至各作業車輛。在接到作業命令后,車上工控機根據車輛本身的狀態數據、生產工藝、傳感檢測數據,通過時間序列算法自動分解作業命令,指揮車輛核心PLC控制系統完成相關作業。
優化結構設計 提高設備可靠性
該公司針對用戶提出的驅動裝置啟動振動大、檢修維護困難、制動效果差、機器設備電氣設備混裝,導致電氣設備事故頻發、電機車操作人員上下車不安全等問題進行了重點改進。該電機車采用鉸接擺動式彈簧減震自位軸箱,使電機車在啟動和制動時更加平穩,延長了設備的使用壽命,同時減緩對簧上部分的振動、沖擊,提高了操作人員的舒適性;驅動裝置外掛,便于檢修維護;采用進口氣動盤式制動器,制動力矩大,制動可靠,保證電機車精確定位。設計時采取低重心設計,保證走行平穩;機器室、電氣室、駕駛室三室分離,減少了腐蝕氣體、粉塵、高溫等對電氣設備的影響,提高了設備的可靠性;從“人員、設備、作業”這三個方面進行考慮,對斜梯護欄、車體布局、操作平臺等合理布置,并根據人體工程學進行標準化設計,充分保證了人員安全、操作簡便、作業順暢的運行操作需求。
智能運維
該公司充分考慮設備投入使用后的檢修維護的需求,可根據用戶需要增加關鍵設備故障診斷(如軸承溫升、減速機油液檢測)及報警功能,診斷結果及機車狀態數據,通過文字、聲音、圖表等形式進行實時提示,同時具有歷史數據調取功能,通過對數據的分析,發現可能存在的故障隱患和操作異常,預防故障或事故發生。設備智能化水平的提高, 大大減少了現場維護工作量,通過智能運維,為未來實現智慧化工廠創造了條件。
秦冶研發的新型智能化電機車自投放市場以來,銷往全國各地,受到用戶好評,僅在2021年便實現了13臺的訂貨量,取得了較好的經濟效益和社會效益。