智慧钢厂解决方案

一、方案概述：

        智慧钢厂解决方案主要针对钢铁生产制造过程中对生产设备各项运行参数的在线监测与管控，通过在生产设备上安装各种传感终端，如：设备温度传感器、设备振动传感器、水位传感器、油位传感器、管网压力传感器及DTU数据采集器等。传感终端实时感知采集生产设备的各项运行参数，并通过LoRaWAN网络与LoRa网关通讯，LoRa网关再将数据传输至华为5G边缘网关，最终数据通过5G通讯方式上传至云平台。云平台通过大数据分析，实现自动分析、判断、预测生产设备故障。将传统的设备故障处理由事后补救变为事前预防，大大提高了生产设备的运行效率。
        智慧钢铁解决方案除了生产设备监测外，还可扩展诸如环境监测、能耗监测、人员定位、消防监测等应用。

二、系统架构：

        1、感知层：感知层主要是各类探测器、报警器和数据采集设备等终端节点，主要用于感知钢厂生产设备的各类状态信息及车间的环境信息，及时发现存在的安全隐患。感知层设备具备LoRaWAN通讯，数据通过LoRaWAN协议传输到Gateway（网关）并通过Gateway转发到云平台。同时可接收自云平台下发的指令信息作出相应的操作。
         2、网络层：网络层设备包括唯传LoRa网关及华为5G边缘网关，华为5G边缘网关集成唯传科技中间软件。感知层各终端节点采集的数据通过LoRaWAN无线网络传输至唯传LoRa网关设备，LoRa网关通过以太网或光纤与华为5G边缘网关连接，最终数据通过华为5G边缘网关以5G网络回传至云平台。
         3、平台层：平台层为华为ROMA Connect平台，ROMA Connect将数据、服务、消息、设备等集成技术融合到一个平台内，内部拉通，统一管理，统一的主数据，权限、规则、租户、任务调度等，并且可管理包括公有云、私有云及边缘等多个ROMA节点，打通云上云下企业应用、数据、设备及合作伙伴之间的信息孤岛，实现信息共享、跨云、跨地域互通。
         4、应用层：应用层是智慧钢厂应用平台，可以通过PC端、移动APP端、微信小程序等，实现对钢厂各类智能终端状态信息的实时掌握。接收各类预警报警信息，并及时响应采取措施。一般包括，监测指标预警平台、后台管理系统、数据分析与发布平台、移动数据采集与发布平台、图形化查询平台、公众信息发布平台等。

三、各监控子系统组成：

1、生产设备监测子系统：
      近年来随着我国城镇化建设的逐步推进,钢铁使用量也在逐渐增加。钢铁厂电气设备的稳定运行是保证钢铁厂正常生产的前提,如何做好钢铁厂电气设备的日常检测与维护,提升钢铁厂生产效率是很多钢铁企业的重要关注点。

 监测内容：
电机设备振动监测、电机设备温度监测、供水管网压力监测、电机设备电流电压监测、水池/水箱水位监测、油罐/油箱油位监测

终端产品：
温振监测设备、电流监测设备、电压监测设备、水位变送器、水压变送器、油位监测设备

应用价值：
①、自动信息采集汇聚：利用物联网技术 进行自动采集钢厂各设备设施状态数据， 并在云端进行汇总分析。 实现数据流、业务流、管理流高度融合。
②、设备故障实时预警：可实现生产设备振动异常、温度超限、倾斜位移、水位过低、管网压力异常、油位过低等告警，实时掌握生产设备工作状态。做到生产设备故障预防、预报的能力。

2、PLC数据监测子系统：
      PLC控制设备是钢铁生产的重要控制设备，PLC控制系统运行的可靠性不仅影响钢铁的生产质量，而且影响设备的维修费用。若在设备运行时，借助远程数据监测系统实时采集并记录设备的运行状态信息，将为技术人员提供重要的判断与决策依据，从而尽可能地避免故障的发生，保障生产安全。

监测内容：
PLC控制系统数据监测

终端产品：
SensorBOX数据采集器（使用SensorBOX与PLC控制器进行对接，将PLC控制器相关参数进行采集并通过LoRaWAN无线传输至云端监控）

应用价值：
①、针对生产设备PLC控制系统进行在线监测，通过数据分析与对比、实现远程智能诊断，保障设备的安全运行。
②、无线传感单元+智能终端设计，有效避免设备容易损坏、巡检组合不灵活等弊端，实现现场有效控制，也可以实现远程智能诊断。
③、将生产线设备上的一些宝贵数据，如流量数据、大型电机的电流数据，作为生产运行的数据和设备故障分析的数据。

3、能耗监测子系统：
      通过在线监测钢厂生产活动产生的各项能耗数据，并提供实时及历史数据分析、对比功能，及时发现钢厂能源消耗过程中和结构中存在的问题和配电设备故障问题，通过优化运行方式、用能结构，建立钢厂能耗评估管理体系，提高钢厂设备设施生产效率，实现节能增效、高效管理。

监测内容：
生产设备能耗监测、开关柜能耗监测、大功率设备能耗监测

终端产品：
DTU数据采集器（使用DTU数据采集器与开关柜、电能表、及具备RS485接口的大功率设备进行对接，将能耗数据进行采集并通过LoRaWAN无线传输至云端监控）

应用价值：
①、安全稳定：钢厂能耗监控系统可实时获取供电线路线损以及流量数据，通过数据分析，及时发现用电线路故障和用电安全隐患，大幅节约钢厂电力运维成本。
②、精准计量：实时掌握钢厂各用能设备电能消耗，每条回路可按小时、天、周、月、季度、年或任意周期统计用电能耗，指导优化和制定用电策略，从而实现钢厂运营节能增效、高效管理。

4、环境监测子系统：
      通过钢厂生产环境的实时监测，能及时了解钢厂生产环境指数。如：粉尘浓度、VOC有毒气体、空气温湿度，风速、风向，噪声等参数监测。为安全生产提供数据支撑。

监测内容：
粉尘浓度监测、风速、风向监测、雨量监测、噪声监测、VOC气体监测

终端产品：
VOC气体监测设备、室内温湿度采集器、综合环境监测设备（温湿度、噪声、PM2.5）、风速监测设备、风向监测设备、雨量监测设备

应用价值：
①、安全生产：针对生产车间CO、H2、煤气、氯气等VOC气体进行实时监测，确定生产车间所产生的有害气体在安全标准以内保证安全。
②、环境监测：气象环境监测，实时反映钢厂生产是否存在环境污染，为钢厂生产过程中环境污染控制与治理提供数据依据。

5、人员定位管理子系统：
      钢厂人员管理，主要针对钢厂访客、员工等人员进行管理。通过在钢厂各区域部署蓝牙定位信标来确定位置信息，由访客及员工佩戴定位标签（胸牌）来获取位置信息，并通过定位标签自带的LoRa传输模块将位置信息回传至平台进行集中监控。并且可在平台针对钢厂重要区域、危险区域规划电子围栏来确保人员的安全，当人员进入电子围栏区域时实时产生报警，并可联动钢厂视频监控系统调取实时视频，提升钢厂信息化智慧化管理手段。

监测内容：
人员实时定位、轨迹查询、SOS求助、联动视频监控

终端产品：
定位信标、定位胸牌

应用价值：
①、访客人员管理：可通过对访客进行定位、活动轨迹跟踪查看，以实现钢厂安保人员为访客提供及时服务，同时还可提升钢厂安防级别。
②、员工管理：通过无线定位技术可看到员工是否在各自的岗位。当员工进入危险区域时，实时产生告警，避免安全事故的发生。


6、消防监测子系统：
      消防监控系统：就是在线监测钢厂的消防环境状态。包括在室内烟感报警监测、消防门状态监测、各低压配电柜电气火灾监测、明厨燃气泄漏监测、消防管网压力监测、室内环境温湿度监测、一键式报警器监测以及声光报警监测等。通过在钢厂安装各种消防监测终端设备来对钢厂消防环境数据进行采集。当监测到火灾发生时，系统立即产生报警，并联动声光报警器进行声光报警，同时将报警信息推送至相关管理人员。通过消防监控系统的建设能及时发现钢厂存在的消防安全隐患，并及时进行告警、通知，防范火灾事故的发生，通过技防加人防的策略，为钢厂消防安全保驾护航。

监测内容：
低压配电柜电气火灾监测、烟感报警监测、消防门状态监测、明厨燃气泄漏监测、一键式报警器监测、温湿度监测、声光报警器监测

终端产品：
电气火灾监测器、烟感报警器、门磁报警器、一键报警器、温湿度采集器、声光报警器、可燃气体监测器

应用价值：
①、安全稳定：通过对钢厂消防环境的实时监控，及时发现消防安全隐患。并及时的通知相关管理人员采取措施，保障钢厂消防安全。
②、提升消防管理能力：实时掌握钢厂消防系统运行的状态数据。做到消防问题早发现早治理，避免火灾事故的发生，提高钢厂火灾的防控水平。

四、方案优势：

        1、自组网：LoRa物联网技术，专为低功耗万物互联而生的物联技术。可让随时随地接入，快速实现规模化“互联”，主要价值体现在：可自主把控网络质量，网络覆盖可快速优化补盲；数据掌握在自己手中，根据业务需要扩展网络及容量。

        2、高可靠性：终端设备数据采用”单”跳”多”个网关方式进行数据回传，自动选择速率较高的信道进行数据回传，保障数据传输的可靠性。外加5G边缘网关技术，使数据传输更加快速稳定。

        3、便捷运维：终端节点采用LoRaWAN无线数据传输，使得终端节点安装部署十分简便，无线采用拉线方式进行安装、省掉大量施工成本，后期运维便捷，支持快速故障定位，保障钢厂设备健康运行。