Системы тепловизионного контроля получили широкое распространение на промышленных предприятиях России. Они предоставляют уникальные возможности для контроля за критически важными участками производства путем анализа видеоизображения в инфракрасном диапазоне. Применение подобных систем позволяет обнаружить тепловые изменения различных объектов и своевременно принять меры для предотвращения развития неблагоприятных последствий. Сферы применения тепловизоров обширны: от промышленности (контроль технологических процессов, выявление температурных изменений), медицины до пожарной и охранной безопасности.
Согласно прогнозам, к 2026 году рынок тепловизоров продемонстрирует устойчивый рост и достигнет 4,7 млрд. долларов. Такому росту способствуют факторы увеличения государственных расходов на оборонно-промышленный комплекс и большой интерес к изделиям данного класса со стороны коммерческих производственных предприятий.
Для ряда крупнейших отечественных металлургических предприятий специалистами «Neurus» (ГК «Автомакон») разработан программно-аппаратный комплекс тепловизионного мониторинга «Интравизор». В сочетании с технологией машинного зрения комплекс является оптимальным решением для выявления температурных аномалий в процессе производства. Внедрение комплекса позволяет значительно снизить издержки производства, повысить уровень безопасности персонала и обеспечить увеличение прибыли.
Основы тепловизионного мониторинга
Тепловизионный мониторинг основан на использовании тепловизоров — специальных устройств, способных улавливать инфракрасное излучение различных объектов и преобразовывать его в видимое изображение, называемое тепловой картой. Применение этой технологии позволяет увидеть тепловые аномалии, невидимые невооруженным глазом, проследить за их изменениями в реальном времени.
Применение тепловизионного мониторинга на производстве
Применение технологии тепловизионного мониторинга оказалось востребовано в различных областях промышленности, также для решения задач обеспечения пожарной безопасности. Тепловизионный мониторинг позволяет обеспечить оперативный контроль за выполнением различных технологических процессов, выявлять и локализовать потенциально опасные зоны в контролируемом контуре. Тепловизоры находят свое применение в электроэнергетике для контроля перегрева нагруженных участков электрических цепей, в системах теплоснабжения для контроля протечек теплоносителя в магистральных трубопроводах, в строительстве для контроля нарушения термоизоляции различных зданий и сооружений, в металлургии для контроля процессов нагрева и охлаждения металла. Тепловизоры позволяют обнаруживать любые объекты, излучающие тепло в темное время суток, в условиях ограниченной видимости, в тумане, в дыму. Только благодаря тепловизору можно оценить уровень заполнения резервуара или предотвратить простой конвейерной ленты. В области обеспечения пожарной безопасности тепловизионные системы помогают обнаруживать на ранней стадии места возгорания, даже когда огонь еще не прорвался на поверхность, это позволяет быстро реагировать и предотвращать различные угрозы.
Преимущества тепловизионного мониторинга
Тепловизионный мониторинг позволяет выявлять проблемы на ранних стадиях, когда они еще не привели к серьезным последствиям, своевременно проводить профилактические мероприятия для предотвращения аварийных ситуаций. Благодаря быстрому обнаружению различных температурных отклонений от нормы, тепловизионный мониторинг позволяет сэкономить время и ресурсы, которые могли бы быть потрачены на поиск и устранение неисправностей вручную.
Наблюдение за ванными: как тепловизоры «спасают» цинк
В рамках реализации проекта для одного из крупных отечественных предприятий компанией «Neurus» было разработано специальное программное обеспечение для обработки данных, получаемых в процессе мониторинга ванн с цинком.
На предприятии были внедрены специализированные алгоритмы распознавания объектов на тепловизионном изображении, а также использованы средства автоматического распознавания ванн по секторам, что позволяет операторам избежать необходимости ручного ввода данных в систему. Также в системе были внедрены алгоритмы, способные выявлять отклонения температуры в реальном времени или подтверждать контрольные значения температур при технологическом процессе, что освобождает операторов от необходимости детального изучения каждого кадра тепловой карты. Этот проект уже продемонстрировал свою высокую эффективность — тепловизоры за 20 минут полностью анализируют все ванны в цеху, в то время как ранее персоналу на это требовалось не менее 24 часов — специалист обследовал каждую ванну, используя ручной тепловизор.
Архитектура системы тепловизионного контроля «Интравизор»
Программно-аппаратный комплекс «Интравизор» — это не просто технологичное решение, это новый подход к контролю и безопасности. Технологии компьютерного зрения позволяют автоматически измерять температурные режимы. Для более широкого охвата контролируемой территории в качестве вспомогательного оборудования используются рельсы для перемещения тепловизоров по заданному маршруту. С помощью скоростных поворотных платформ обеспечивается возможность автоматического патрулирования, сбора и анализа данных в заданных участках.
В случае обнаружения высоких температур на пульте управления срабатывает SOS-сигнал, что позволяет персоналу предприятия своевременно реагировать и предпринять необходимые меры для предотвращения развития критической ситуации.
Программное обеспечение комплекса поддерживает распределенную клиент-серверную архитектуру, что делает возможным подключение клиентов с удаленных рабочих мест. Серверный модуль выполняет функции захвата видеоизображения от тепловизионных камер, сбора, обработки и хранения данных о значениях температур в заданных зонах, трансляции живого видео и метаданных клиентам. Клиентский модуль устанавливается на рабочем месте оператора. С помощью графического пользовательского интерфейса модуль обеспечивает возможность работы c основным функционалом комплекса в части настройки конфигурационных параметров, просмотра живого видео, доступа к архиву, мониторинга температурных параметров в режиме реального времени, просмотра данных аналитики.
Ключевые отличия и преимуществ «Интравизора»:
- Полностью своя разработка, программное обеспечение зарегистрировано в Роспатенте (№2023688051);
- Клиент-серверная архитектура;
- Многопользовательский режим с ролевой схемой доступа;
- Подключаемые нейросетевые модули;
- Расширенный аналитический компонент;
- Взрывозащищенная опорно-поворотная платформа (ПТЗ);
- Гибкие настройки зон контроля, маршрутов патрулирования, правил патрулирования;
- Возможность подключения неограниченного количества рабочих мест операторов.
Несмотря на то, что тепловизоры — сложные и наукоемкие устройства, они довольно компактные и схожи по габаритам с обычными камерами видеонаблюдения. Разрешение тепловизоров применяемых в комплексе «Интравизор» составляет 1920*1080px, частота кадров — 30 fps. Благодарю размещению во взрывозащищенном контейнере они не подвержены внешнему деструктивному воздействию. Один тепловизор обеспечивает возможность контроля до 50 ванн с цинком. Дальность наблюдения до 50 м. Есть возможность сохранять данные о температуре в каждой точке системы и просматривать архив, что позволяет операторам анализировать изменения инфракрасной карты на больших временных интервалах. Помимо этого, предприятие получает аналитику в реальном времени о воздействии различных факторов на ход технологического процесса. Операторы всегда проинформированы о тревожных событиях, например, выхода температурных показателей за границы заданного диапазона с маркировкой соответствующей области на видеоизображении.
Помимо реализованного функционала планируется дальнейшее развитие системы и реализации возможности экспорта фрагментов видеоизображений, выбранных кадров в файлы графических форматов.
Заключение
Многие современные промышленные предприятия в России стремятся сделать свое производство более эффективным и безопасным, снизить число аварийных ситуаций уменьшить негативное влияние на окружающую среду. Одним из инструментов в достижении этих целей является программно-аппаратный комплекс «Интравизор». Благодаря компании «Neurus» на рынке появилось современное, эффективное, легко масштабируемое решение. Специалисты компании готовы предложить своим клиентам индивидуальный подход с учетом всех требований и пожеланий заказчика, полный комплекс услуг по внедрению и вводу системы в эксплуатацию, а также квалифицированную техническую поддержку на этапе сопровождения.