铁塔钢材在线监测系统：解决混料难题，提升电网安全 CNR218-245

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了铁塔钢材在线监测系统：解决混料难题，提升，有效提升了作业效率与安全水平。铁塔加工过程中，角钢作为主要原材料，其材质直接影响输电线路的安全运行。不同规格、不同材质的角钢在外观上差异不明显，加工环节中容易出现混料问题。混料一旦发生，错误材质的角钢可能流入下道工序，最终影响铁塔整体质量。

传统方式主要依靠人工抽检和事后复核，不仅耗时耗力，而且存在漏检风险。抽检只能覆盖部分批次，无法对每一根角钢进行材质确认，混料隐患难以彻底消除。

针对这一行业痛点，项目团队开发了铁塔钢材在线监测系统，利用角钢加工过程中固有但未被充分利用的物理量，在不影响原有生产节奏的前提下，实现材质在线判别。

存在问题

创新目标

项目目标是在不改变角钢原有加工流程的前提下，利用冲孔声音信号和剪切油缸压强值，实时、在线判别角钢材质，实现逐根检测，杜绝混料流入下道工序，同时保证检测过程不影响生产效率。

技术方案

系统由信号采集、特征分析和材质判别三部分组成。在角钢冲孔环节，采集加工过程中产生的声音信号；在角钢剪切下料环节，采集剪切油缸的压强值。两类信号分别对应不同的材质特征维度。

声音信号经处理后，提取指定频率段的能量比以及MFCC特征参数，用于区分钢材材质。剪切油缸压强值则与对应规格和材质的角钢阈值进行比较，进一步确认材质。两种方式互为补充，提高判别准确性。

操作流程上，系统随生产线同步运行，角钢进入冲孔和剪切工位时自动采集信号，实时输出材质判别结果。若发现异常，系统即时提示，便于操作人员及时处理，避免混料角钢进入下一环节。

创新亮点

落地应用效果

该系统已在衡北-崔池、邱县-馆陶、邢西-涉武等工程中成功应用，并荣获两项专利成果。技术成熟度已在实验室环境得到充分验证，具备在实际生产环境中稳定运行的能力。

对于铁塔加工企业，系统能够在线快速检测材质，大幅提高工作效率，同时避免材质错误的角钢流入下道工序，节省后续工序的花费。对于电网运行单位，系统准确识别钢材材质，避免因塔材材质错误引起的倒塔事故，为电网安全运行提供有力保障。

产出物：铁塔钢材在线监测系统一套，包含信号采集装置、特征分析模块和材质判别软件，已形成两项专利成果。

适用场景：铁塔加工企业的角钢冲孔、剪切下料等工序，适用于不同规格和材质角钢的在线混料检测。

常见问题

Q：系统是否会影响原有生产效率？

A：系统与加工过程同步运行，不占用额外生产时间，对原有效率无明显影响。

Q：系统如何区分不同材质的角钢？

A：通过采集冲孔声音信号并分析指定频率段能量比和MFCC特征参数，同时结合剪切油缸压强值与对应阈值比对，综合判别材质。

Q：系统目前的应用情况如何？

A：已在衡北-崔池、邱县-馆陶、邢西-涉武等工程中应用，并荣获两项专利，技术成熟度已在实验室环境得到验证。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。

本文由中广研创新整理。