CN111947463B - 一种烧结机料面图像分析***及方法 - Google Patents

一种烧结机料面图像分析***及方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及钢铁烧结技术领域，提供的一种烧结机料面图像分析***及方法，包括料面识别装置和工业控制计算机。通过获取料面图像，并在垂直于烧结机台车的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格；将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格标记为非过生栅格；将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格并标记为正常栅格，以解决现有技术中的料面识别方法，无法为烧嘴的反馈控制，提供精确的料面状态的问题。

Description

一种烧结机料面图像分析***及方法
技术领域
本申请涉及钢铁烧结技术领域，尤其涉及一种烧结机料面图像分析***及方法。
背景技术
烧结是我国钢铁冶炼主要的原料加工工艺，75％以上的高炉原料来源于烧结矿。目前的，烧结机头部设置有点火炉，点火炉内安装有点火烧嘴，烧结机台车首尾相连安装在烧结机上，烧结机台车的车轮安装在烧结机轨道上，烧结机台车沿烧结机轨道运行。烧结机轨道下方安装有底部风箱，风箱上部对应台车底部，风箱下部连烧结大烟道。该装置的烧结主要利用煤粉燃烧产生大量的热，使得能耗较高、排放污染较重。
在现代烧结工艺过程中，点火炉被用来向混合料表面提供高温带状火焰，使其中的固体燃料着火燃烧，并使表层混合料在点火炉高温烟气与固体燃料燃烧放热作用下烧结，同时通过抽风机抽风提供充分的氧量将表层所积蓄的热量传递至下一层混合料，促使下一层的固体燃料继续燃烧从而使得烧结过程迅速向下进行进而完成烧结工艺。
点火炉常规上由炉体和烧嘴组成，根据烧嘴的数量分为两排烧嘴和三排烧嘴，两排烧嘴的点火炉，第一排点火烧嘴和第二排点火烧嘴在炉顶交错布置，点火时可在烧结料面上形成一条完整的高温火焰带，从而完成料面点火工作。三排烧嘴的点火炉还包括与第二排点火烧嘴平行的第三排点火烧嘴。
现阶段点火炉在生产应用中，由于受水分、布料、燃气压力波动等多方面因素影响，经点火炉点火后的烧结机料面容易出现以下两种异常工况：
1、料面局部区域发黄(料面过生)：出现该异常工况是因为料面局部区域由于受多方面因素影响，点火强度过低，点火时未完全点燃料面表层的固体碳颗粒，造成该区域产出的烧结矿均为次品矿，严重降低烧结矿成品率；
2、料面局部区域发白(料面过熔)：出现该异常工况是因为料面局部区域由于受多方面因素影响，点火强度太高，不但点燃了料层内的固体碳颗粒，而且使得铁矿粉中的一部分铁融化，冷却后板结在一起，透气性急剧下降，严重降低烧结矿成品率，造成能源浪费。
目前针对这两种导致烧结矿质量变差的异常点火工况，现有技术中提出了两种解决办法，一种方法记载于申请号为：CN201711178736.8，名称为：《一种基于料面视频识别的自适应控制型燃气喷吹装置及其方法》的专利中，另一种方法记载于申请号为：CN201711178927.4，名称为：《一种基于视频识别的烧结机料面诊断和自适应控制装置及其方法》的专利中。
两种方法均通过料面识别，并根据料面区域确定需要控制的烧嘴，但是两种方法中对料面进行栅格化时，均是将料面进行均分，且每个栅格对应上游的一列烧嘴。但是，实际生产过程中，参见图1，为第一排为偶数个的烧嘴双排点火炉烧嘴布置的结构示意图；参见图2，为第一排为奇数个烧嘴的双排点火炉烧嘴布置的结构示意图；参见图3，为三排点火炉烧嘴布置的结构示意图，由于点火炉的烧嘴分布的特殊性，料面边部区域，并没有直接对应烧嘴覆盖，且在料面划分过程中，不管是采用图示虚线划分栅格的方式，还是采用实线划分栅格的方式，均无法完美实现一个栅格对应上游的一列烧嘴，会存在一个栅格区域内，有多个烧嘴均可以影响其点火情况，即采用该方法，只能根据栅格内料面情况，反馈控制一个烧嘴，但影响该栅格的烧嘴不止一个，从而导致采用这种料面识别方法，无法为烧嘴的反馈控制提供精确的料面状态。
发明内容
本申请提供了一种烧结机料面图像分析***及方法，以解决现有技术中的料面识别方法，无法为烧嘴的反馈控制，提供精确的料面状态的问题。
本申请第一方面提供一种烧结机料面图像分析***，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车运行方向上，设置在点火炉下游且位于烧结机台车上部的料面识别装置；所述烧结机料面图像分析***还包括与所述料面识别装置连接的工业控制计算机；
所述工业控制计算机被配置为执行以下步骤：
接收料面识别装置发送的料面图像，并在垂直于烧结机台车的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格以及处于两个边区栅格之间的多个烧嘴栅格，所述烧嘴栅格对应点火炉的多个烧嘴；
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格标记为非过生栅格；
将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格标记为正常栅格。
可选的，所述料面识别装置包括安装在支架上的遮光罩和遮光罩上的遮光通风管；
遮光罩内部安装有工业照相机、风冷罩和辅助光源；遮光罩侧部装有遮光通风管，工业照相机装在风冷罩里面；风冷罩前端还装有高清防磨防高温镜片。
可选的，处于两个边区栅格之间的多个烧嘴栅格为均匀分布，一个烧嘴栅格对应点火炉的三个烧嘴。
可选的，处于两个边区栅格之间的多个烧嘴栅格包括一个中间烧嘴栅格和多个两侧烧嘴栅格；
所述中间烧嘴栅格处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格对应点火炉的一个或四个烧嘴；
所述多个两侧烧嘴栅格为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格对应点火炉的三个烧嘴。
可选的，所述过生判定模型根据以下步骤判断栅格料面是否过生以及过生等级：
计算料面图像面积，以及计算料面图像中离散的杂色所占区域总面积；
计算杂色所占区域总面积与料面图像面积的比值，获得杂色占比Z；
根据杂色占比Z的数值大小，判断栅格料面是否过生以及过生等级；若
Figure GDA0003571168180000031
则栅格为非过生栅格；若
Figure GDA0003571168180000032
则栅格为一级过生；若
Figure GDA0003571168180000033
则栅格为二级过生；若
Figure GDA0003571168180000034
则栅格为三级过生；Zmax为布料故障导致的料面过生时，分布集中且面积较大的单个杂色所占区域的面积，与料面图像面积的比值。
可选的，所述过熔判定模型根据以下步骤判断栅格料面是否过熔以及过熔等级：
将栅格料面图像的RGB三个通道灰阶曲线相加后取平均，计算得到的图像平均灰阶曲线；
计算图像平均灰阶曲线中，各灰阶值对应的像素点占比，将像素点占比低于2～4％的灰阶值标记为异常灰阶值；
去除图像平均灰阶曲线中的异常灰阶值后，获得图像平均灰阶曲线的最大灰阶值W；
根据最大灰阶值W的数值大小，判断判断栅格料面是否过熔以及过熔等级；若W≤a，则栅格为非过熔栅格，若a<W≤a+50，则栅格为一级过熔；若a+50<W≤a+95，则栅格为二级过熔；若a+95<W≤a+140，则栅格为三级过熔；其中，a为正常料面图像平均灰阶曲线的最大灰阶值。
可选的，所述烧结机料面图像分析***还包括连接所述工业控制计算机的异常报警装置；
所述工业控制计算机被配置为执行以下步骤：
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断边区栅格是否过生，若过生，则生成异常报警信息；若未过生，将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断边区栅格是否过熔，若过熔，则生成异常报警信息；
将异常报警信息发送到所述异常报警装置，并控制所述异常报警装置发出点火炉点火异常警报。
本申请第一方面提供一种烧结机料面图像分析***，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车运行方向上，设置在点火炉下游且位于烧结机台车上部的料面识别装置；所述烧结机料面图像分析***还包括与所述料面识别装置连接的工业控制计算机；
所述工业控制计算机被配置为执行以下步骤：
接收料面识别装置发送的料面图像，并在垂直于烧结机台车的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格以及处于两个边区栅格之间的多个烧嘴栅格，所述烧嘴栅格对应点火炉的多个烧嘴；
将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格并标记为非过熔栅格；
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格标记为正常栅格。
本申请第二方面提供一种烧结机料面图像分析方法，所述烧结机料面图像分析方法包括：
获取烧结机台车的料面图像，并在垂直于烧结机台车的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格以及处于两个边区栅格之间的多个烧嘴栅格，所述烧嘴栅格对应点火炉的多个烧嘴；
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格标记为非过生栅格；
将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格并标记为正常栅格。
本申请提供的一种烧结机料面图像分析***及方法，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车运行方向上，设置在点火炉下游且位于烧结机台车上部的料面识别装置；所述烧结机料面图像分析***还包括与所述料面识别装置连接的工业控制计算机。
通过获取料面图像，并在垂直于烧结机台车的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像；将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格标记为非过生栅格；将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格并标记为正常栅格，本申请实施例提供的烧结机料面图像分析***及方法，以解决现有技术中的料面识别方法，无法为烧嘴的反馈控制，提供精确的料面状态的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中第一排为偶数个烧嘴的双排点火炉烧嘴的栅格分布示意图；
图2为现有技术中第一排为奇数个烧嘴的双排点火炉烧嘴的栅格分布示意图；
图3为现有技术中三排点火炉烧嘴的栅格分布示意图；
图4为本申请实施例提供的一种烧结机料面图像分析***的整体结构示意图；
图5为图4的烧结机料面图像分析***的俯视结构示意图；
图6为图4的料面识别装置的整体结构示意图；
图7为本申请实施例提供的烧结机料面图像分析***的工作流程示意图；
图8为本申请实施例提供的第一排为偶数个烧嘴的双排点火炉烧嘴的栅格分布示意图；
图9为本申请实施例提供的第一排为奇数个烧嘴的双排点火炉烧嘴的栅格分布示意图；
图10为本申请实施例提供的三排点火炉烧嘴的栅格分布示意图；
图11为本申请实施例提供的另一种烧结机料面图像分析***的工作流程示意图。
图示说明：
其中，1-烧结机台车，2-烧嘴，3-料面识别装置，301-工业照相机，302-辅助光源，303-风冷罩，304-遮光通风管，305-支架，306-遮光罩，5-工业控制计算机，6-边区栅格，7-烧嘴栅格，71-中间烧嘴栅格，8-点火炉，9-异常报警装置。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的***和方法的示例。
参见图4，为本申请实施例提供的一种烧结机料面图像分析***的整体结构示意图。本申请实施例提供的一种烧结机料面图像分析***，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车1运行方向上，设置在点火炉8下游且位于烧结机台车1上部的料面识别装置3，所述烧嘴2设置在点火炉8内部。烧结机台车1在点火炉8的炉的下部穿行而过。
参见图5，为图4的烧结机料面图像分析***的俯视结构示意图，参见图6为图4的料面识别装置的整体结构示意图，所述料面识别装置3包括安装在支架305上的遮光罩306和遮光罩306上的遮光通风管304，遮光罩306内部安装有工业照相机301、风冷罩303和辅助光源302。遮光罩306侧部装有遮光通风管304，遮光通风管304既可以避免外部光进入遮光罩306，又可以给烧结机台车1料面通风，遮光通风管304内部可装有风扇主动送风。工业照相机301装在风冷罩303里面，通入压缩空气对工业照相机301进行冷却，维持其正常工作温度。风冷罩303前端还装有高清防磨防高温镜片，防止启停机时台车和烧结料的高温以及粉尘颗粒对工业照相机301的损坏。辅助光源302可根据需要改变其光照强度和色温，提高视觉识别成功率。
所述料面图像分析***还包括与所述料面识别装置3连接的工业控制计算机5。所述工业控制计算机5能够接收所述料面识别装置3发送的料面图像。
如图7所示，为了实现基于料面图像监测，所述烧结机料面图像分析***可以被配置为执行以下S701至S716。
所述料面识别装置3被配置为执行以下S701和S702。
S701，获取料面图像。
S702，发送料面图像。
通过所述料面识别装置3的工业照相机301，拍摄烧结机台车1的料面图像，并将拍摄的料面图像发送到所述工业控制计算机5。
所述工业控制计算机5被配置执行以下S703至S708。
S703，接收料面图像。
S704，在垂直于烧结机台车1的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像。
其中，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格6以及处于两个边区栅格6之间的多个烧嘴栅格7，所述烧嘴栅格7对应点火炉8的多个烧嘴2。
在实际应用过程中，根据点火炉8的烧嘴2布置位置的不同，采用不同的栅格划分方式，具体的，若烧嘴2的排数为两排，且第一排的烧嘴个数为偶数，参见图8，为本申请实施例提供的第一排为偶数个烧嘴的双排点火炉烧嘴的栅格分布示意图。将处于两个边区栅格6之间的多个烧嘴栅格7进行均匀划分分布，且一个烧嘴栅格7对应三个烧嘴2。
具体的，若烧嘴2的排数为两排，且第一排的烧嘴个数为奇数，参见图9，为本申请实施例提供的第一排为奇数个烧嘴的双排点火炉烧嘴的栅格分布示意图；处于两个边区栅格6之间的多个烧嘴栅格7包括一个中间烧嘴栅格71和多个两侧烧嘴栅格72；所述中间烧嘴栅格71处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格71对应一个烧嘴2；所述多个两侧烧嘴栅格72为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格72对应三个烧嘴2。
具体的，若烧嘴2的排数为三排，参见图10，为本申请实施例提供的三排点火炉烧嘴的栅格分布示意图；于两个边区栅格6之间的多个烧嘴栅格7包括一个中间烧嘴栅格71和多个两侧烧嘴栅格72；所述中间烧嘴栅格71处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格71对应四个烧嘴2；所述多个两侧烧嘴栅格72为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格72对应三个烧嘴2。
S705，将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格7对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格7的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格7标记为非过生栅格。
所述过生判定模型根据以下步骤判断栅格料面是否过生以及过生等级：
计算料面图像面积，以及计算料面图像中离散的杂色所占区域总面积。其中，所述过生判定模型根据以下方法判断栅格料面是否过生以及过生等级：
首先对料面图片的颜色进行识别与区分，计算料面图像的整体面积，以及计算料面图像中杂色所占区域的面积，并计算杂色所占区域总面积与料面图像面积的比值，获得杂色占比Z。
Figure GDA0003571168180000071
其中，通过确定杂色占比Z的数值大小，确定料面的过生程度，Sz为料面识别区域内杂色区域面积，S为料面识别区域面积。
根据杂色占比Z的数值大小，判断栅格料面是否过生以及过生等级的方法如下：
若
Figure GDA0003571168180000072
则栅格为非过生栅格；若
Figure GDA0003571168180000073
则栅格为一级过生；若
Figure GDA0003571168180000074
则栅格为二级过生；若
Figure GDA0003571168180000075
则栅格为三级过生；
其中，Zmax为布料故障导致的料面过生时，分布集中且面积较大的单个杂色所占区域的面积，与料面图像面积的比值。过生的杂色区域分布较散，单个杂色区域面积Sz较小，Z值较小。而布料故障导致的异常过生料面，其杂色区域分布集中，存在面积较大的单个杂色区域，单个杂色区域面积Sz存在一个最大值Szmax，Z存在一个最大值Zmax。
其中，若Z>Zmax，则表示烧结***的工作出现异常情况。过生程度判断准则，如下表1所示。
表1过生程度判断准则
Figure GDA0003571168180000081
S706，将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格7的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格7并标记为正常栅格。
正常和过生的料面图像，与过熔的料面图像的RGB灰阶值之间有明显的数值大小区别，本申请实施例采用彩色图像转换成的灰度图，并通过最大灰阶值作为过熔判断分界线的方式，判断料面是否过熔。
具体判断栅格料面是否过熔以及过熔等级的方法为：
将栅格料面图像的RGB三个通道灰阶曲线相加后取平均，计算得到的图像平均灰阶曲线。
计算图像平均灰阶曲线中，各灰阶值对用的像素点占比，将像素点占比低于2～4％的灰阶值标记为异常灰阶值。
去除图像平均灰阶曲线中的异常灰阶值后，获得图像平均灰阶曲线的最大灰阶值W；
根据最大灰阶值W的数值大小，判断判断栅格料面是否过熔以及过熔等级；若W≤a，则栅格为非过熔栅格，若a<W≤a+50，则栅格为一级过熔；若a+50<W≤a+95，则栅格为二级过熔；若a+95<W≤a+140，则栅格为三级过熔；其中，a为正常料面图像平均灰阶曲线的最大灰阶值。
其中，对于W>a+140的情况，表示点火炉***的工作出现异常情况，异常灰阶值对应的像素点数量占比小于3，a的取值范围为40～60，根据实际点火过程，通过事先对正常料面图像的最大灰阶值进行检测确定a的取值，过熔程度判断准则如下表2所示。
表2过熔程度判断准则
过熔程度 判断准则数
非过熔 W≤a
二级过熔 a<W≤a+50
二级过熔 a+50<W≤a+95
三级过熔 a+95<W≤a+140
异常 W>a+140
需要说明的是，本申请实施例中，在过生过熔判定时，将过生等级与过熔等级均划分为三个等级，但是不局限于三个等级，还可以根据实际生产需求，划分更多或者更少的等级，本申请实施例划分的三个等级，是根据实际生产过程中，料面等级的典型划分方案，在保证一定准确性的情况下，保证判定过程简便。
本申请实施例第一方面提供一种烧结机料面图像分析***，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车1运行方向上，设置在点火炉8下游且位于烧结机台车1上部的料面识别装置3；所述烧结机料面图像分析***还包括与所述料面识别装置3连接的工业控制计算机5。
通过获取料面图像，并在垂直于烧结机台车1的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像；将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格7对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格7的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格7标记为非过生栅格；将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格7的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格7并标记为正常栅格，本申请实施例提供的烧结机料面图像分析***，以解决现有技术中的料面识别方法，无法为烧嘴的反馈控制，提供精确的料面状态的问题。
如图4所示，在本申请的部分实施例中，所述烧结机料面图像分析***还包括连接所述工业控制计算机5的异常报警装置9；如图7所示，所述工业控制计算机5还被配置为执行以下S707至S711。
S707，将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断边区栅格6是否过生，若过生，则生成异常报警信息。
S708，发送异常报警信息。
S709，若未过生，将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断边区栅格6是否过熔，若过熔，则生成异常报警信息；
S711，发送异常报警信息。
其中所述工业控制计算机5的异常报警信息是发送给异常报警装置9。由于边区栅格6没有烧嘴2对应点火，故在边区栅格6发生过熔或者过生时，表明点火炉***出现异常情况。
所述异常报警装置9被配置为执行以下S715和S716。
S712，接收异常报警信息。
S713，发出点火炉点火异常警报。
通过所述异常报警装置9接收异常报警信息，并发出点火炉点火异常警报，使得工作人员能够及时发现点火炉***发生异常情况，避免点火炉***长时间处于异常工作状态。
下述为本申请第二方面提供的烧结机料面图像分析***实施例，其与本申请第一方面提供的烧结机料面图像分析***属于同一发明构思，对于本申请第二方面提供的烧结机料面图像分析***实施例中未披露的细节，请参照本申请第一方面提供的烧结机料面图像分析***实施例。
本申请实施例第二方面提供另一种烧结机料面图像分析***，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车1运行方向上，设置在点火炉8下游且位于烧结机台车1上部的料面识别装置3；以及用于控制烧嘴2的烧嘴控制器4；所述烧结机料面图像分析***还包括与所述料面识别装置3以及与烧嘴控制器4连接的工业控制计算机5。
参见图11，为本申请实施例提供的另一种烧结机料面图像分析***的工作流程示意图。烧结机料面图像分析***可以被配置为执行以下S1101至S1110：
所述料面识别装置3被配置为执行以下S1101和S1102。
S1101，获取料面图像。
S1102，发送料面图像。
所述工业控制计算机5被配置为执行以下S1103至S1108。
S1103，接收料面图像。
S1104，在垂直于烧结机台车1的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像。
其中，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格6以及处于两个边区栅格6之间的多个烧嘴栅格7，所述烧嘴栅格7对应多个烧嘴2。
S1105，将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格7对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格7的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格7并标记为非过熔栅格。
S1106，将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格7的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格7标记为正常栅格。
本申请实施例第二方面提供的烧结机料面图像分析***，与第一方面提出的烧结机料面图像分析***，在所述工业控制计算机5被配置的执行步骤中存在一定区别，以此说明本申请实施例提供的烧结机料面图像分析***在判断图像过生或者过熔时，并不止一定要存在现有顺序，可以先判断料面图像的过熔情况，也可以先判断料面图像的过生过程，还可以对料面图像的过熔与过生分开独立判断，并根据两个独立判断的结果，获得料面图像的整体情况。
下述为本申请第三方面提供的烧结机料面图像分析方法实施例，用于实施本申请实施例第一方面提供的烧结机料面图像分析***。对于本申请烧结机料面图像分析方法实施例中未披露的细节，请参照本申请第一方面提供的烧结机料面图像分析***实施例。
本申请实施例第三方面提供一种烧结机料面图像分析方法，所述烧结机料面图像分析方法包括：
获取烧结机台车的料面图像，并在垂直于烧结机台车的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格6以及处于两个边区栅格6之间的多个烧嘴栅格7，所述烧嘴栅格7对应多个烧嘴。
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格7对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格7的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格7标记为非过生栅格。
将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格7的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格7并标记为正常栅格。
根据各烧嘴栅格7的料面过生等级或者料面过熔等级，以及各烧嘴栅格7料面对应的烧嘴，确定各烧嘴的控制量。
根据各烧嘴的控制量，对所述烧嘴进行控制。
本申请实施例提供一种烧结机料面图像分析***及方法，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车1运行方向上，设置在点火炉8下游且位于烧结机台车1上部的料面识别装置3；所述烧结机料面图像分析***还包括与所述料面识别装置3连接的工业控制计算机5。
通过获取料面图像，并在垂直于烧结机台车1的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像；将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格7对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格7的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格7标记为非过生栅格；将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格7的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格7并标记为正常栅格，本申请实施例提供的烧结机料面图像分析***及方法，以解决现有技术中的料面识别方法，无法为烧嘴的反馈控制，提供精确的料面状态的问题。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种烧结机料面图像分析***，其特征在于，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车(1)运行方向上，设置在点火炉(8)下游且位于烧结机台车(1)上部的料面识别装置(3)；所述烧结机料面图像分析***还包括与所述料面识别装置(3)连接的工业控制计算机(5)；
所述工业控制计算机(5)被配置为执行以下步骤：
接收料面识别装置(3)发送的料面图像，并在垂直于烧结机台车(1)的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格(6)以及处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)，所述烧嘴栅格(7)对应点火炉(8)的多个烧嘴(2)；
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格(7)对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格(7)的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格(7)标记为非过生栅格；
将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格(7)的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格(7)标记为正常栅格；
其中，
若烧嘴(2)的排数为两排，且第一排的烧嘴个数为偶数，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)为均匀分布，一个烧嘴栅格(7)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)；
若烧嘴(2)的排数为两排，且第一排的烧嘴个数为奇数，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)包括一个中间烧嘴栅格(71)和多个两侧烧嘴栅格(72)，所述中间烧嘴栅格(71)处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格(71)对应点火炉(8)的一个烧嘴(2)，所述多个两侧烧嘴栅格(72)为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格(72)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)；
若烧嘴(2)的排数为三排，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)包括一个中间烧嘴栅格(71)和多个两侧烧嘴栅格(72)；所述中间烧嘴栅格(71)处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格(71)对应点火炉(8)的四个烧嘴(2)；所述多个两侧烧嘴栅格(72)为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格(72)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)。
2.根据权利要求1所述的烧结机料面图像分析***，其特征在于，所述料面识别装置(3)包括安装在支架(305)上的遮光罩(306)和遮光罩(306)上的遮光通风管(304)；遮光罩(306)内部安装有工业照相机(301)、风冷罩(303)和辅助光源(302)；遮光罩(306)侧部装有遮光通风管(304)，工业照相机(301)装在风冷罩(303)里面；风冷罩(303)前端还装有高清防磨防高温镜片。
3.根据权利要求1所述的烧结机料面图像分析***，其特征在于，所述过生判定模型根据以下步骤判断栅格料面是否过生以及过生等级：
计算料面图像面积，以及计算料面图像中离散的杂色所占区域总面积；
计算杂色所占区域总面积与料面图像面积的比值，获得杂色占比Z；
根据杂色占比Z的数值大小，判断栅格料面是否过生以及过生等级；若
Figure FDA0003571168170000021
，则栅格为非过生栅格；若
Figure FDA0003571168170000022
，则栅格为一级过生；若
Figure FDA0003571168170000023
，则栅格为二级过生；若
Figure FDA0003571168170000024
，则栅格为三级过生；Zmax为布料故障导致的料面过生时，分布集中且面积较大的单个杂色所占区域的面积，与料面图像面积的比值。
4.根据权利要求1所述的烧结机料面图像分析***，其特征在于，所述过熔判定模型根据以下步骤判断栅格料面是否过熔以及过熔等级：
将栅格料面图像的RGB三个通道灰阶曲线相加后取平均，计算得到的图像平均灰阶曲线；
计算图像平均灰阶曲线中，各灰阶值对应的像素点占比，将像素点占比低于2～4％的灰阶值标记为异常灰阶值；
去除图像平均灰阶曲线中的异常灰阶值后，获得图像平均灰阶曲线的最大灰阶值W；
根据最大灰阶值W的数值大小，判断判断栅格料面是否过熔以及过熔等级；若W≤a，则栅格为非过熔栅格，若a<W≤a+50，则栅格为一级过熔；若a+50<W≤a+95，则栅格为二级过熔；若a+95<W≤a+140，则栅格为三级过熔；其中，a为正常料面图像平均灰阶曲线的最大灰阶值。
5.根据权利要求1所述的烧结机料面图像分析***，其特征在于，所述烧结机料面图像分析***还包括连接所述工业控制计算机(5)的异常报警装置(9)；
所述工业控制计算机(5)被配置为执行以下步骤：
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断边区栅格(6)是否过生，若过生，则生成异常报警信息；若未过生，将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断边区栅格(6)是否过熔，若过熔，则生成异常报警信息；
将异常报警信息发送到所述异常报警装置(9)，并控制所述异常报警装置(9)发出点火炉点火异常警报。
6.一种烧结机料面图像分析***，其特征在于，所述烧结机料面图像分析***包括在烧结机台车(1)运行方向上，设置在点火炉(8)下游且位于烧结机台车(1)上部的料面识别装置(3)；所述烧结机料面图像分析***还包括与所述料面识别装置(3)连接的工业控制计算机(5)；
所述工业控制计算机(5)被配置为执行以下步骤：
接收料面识别装置(3)发送的料面图像，并在垂直于烧结机台车(1)的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格(6)以及处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)，所述烧嘴栅格(7)对应点火炉(8)的多个烧嘴(2)；
将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格(7)对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格(7)的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格(7)并标记为非过熔栅格；
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格(7)的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格(7)标记为正常栅格；
其中，
若烧嘴(2)的排数为两排，且第一排的烧嘴个数为偶数，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)为均匀分布，一个烧嘴栅格(7)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)；
若烧嘴(2)的排数为两排，且第一排的烧嘴个数为奇数，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)包括一个中间烧嘴栅格(71)和多个两侧烧嘴栅格(72)，所述中间烧嘴栅格(71)处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格(71)对应点火炉(8)的一个烧嘴(2)，所述多个两侧烧嘴栅格(72)为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格(72)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)；
若烧嘴(2)的排数为三排，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)包括一个中间烧嘴栅格(71)和多个两侧烧嘴栅格(72)；所述中间烧嘴栅格(71)处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格(71)对应点火炉(8)的四个烧嘴(2)；所述多个两侧烧嘴栅格(72)为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格(72)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)。
7.一种烧结机料面图像分析方法，其特征在于，所述料面图像分析方法应用于权利要求1-6任一项所述的烧结机料面图像分析***中，包括：
获取烧结机台车的料面图像，并在垂直于烧结机台车的运行方向上，将料面图像划分为多个栅格，获得栅格化料面图像，多个栅格至少包括料面两侧边缘的边区栅格(6)以及处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)，所述烧嘴栅格(7)对应点火炉的多个烧嘴；
将栅格化料面图像输入到过生判定模型中，判断栅格化料面图像的多个烧嘴栅格(7)对应的料面是否过生，若过生，则生成对应烧嘴栅格(7)的料面过生等级；若未过生，则将对应烧嘴栅格(7)标记为非过生栅格；
将栅格化料面图像输入到过熔判定模型中，判断非过生栅格对应的料面是否过熔，若过熔，则生成对应烧嘴栅格(7)的料面过熔等级；若未过熔，则将对应烧嘴栅格(7)并标记为正常栅格；
其中，
若烧嘴(2)的排数为两排，且第一排的烧嘴个数为偶数，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)为均匀分布，一个烧嘴栅格(7)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)；
若烧嘴(2)的排数为两排，且第一排的烧嘴个数为奇数，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)包括一个中间烧嘴栅格(71)和多个两侧烧嘴栅格(72)，所述中间烧嘴栅格(71)处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格(71)对应点火炉(8)的一个烧嘴(2)，所述多个两侧烧嘴栅格(72)为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格(72)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)；
若烧嘴(2)的排数为三排，则处于两个边区栅格(6)之间的多个烧嘴栅格(7)包括一个中间烧嘴栅格(71)和多个两侧烧嘴栅格(72)；所述中间烧嘴栅格(71)处于料面图像中间部位，所述中间烧嘴栅格(71)对应点火炉(8)的四个烧嘴(2)；所述多个两侧烧嘴栅格(72)为均匀分布，一个两侧烧嘴栅格(72)对应点火炉(8)的三个烧嘴(2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3825931A1 (de) * 1988-07-29 1990-02-01 Martin Umwelt & Energietech Verfahren und vorrichtung zur regelung der feuerungsleistung von verbrennungsanlagen
JP5584975B2 (ja) * 2008-12-03 2014-09-10 Ｊｆｅスチール株式会社 焼結機および焼結鉱の操業方法
JP5843063B2 (ja) * 2011-12-22 2016-01-13 Ｊｆｅスチール株式会社 焼結機および気体燃料供給方法
JP5755171B2 (ja) * 2012-03-30 2015-07-29 公立大学法人大阪府立大学 焼却炉における燃焼状態検出装置および燃焼制御装置
CN108195201B (zh) * 2017-11-23 2023-10-27 中冶长天国际工程有限责任公司 一种基于料面视频识别的自适应控制型燃气喷吹装置及其方法
CN108120311A (zh) * 2017-11-23 2018-06-05 中冶长天国际工程有限责任公司 一种基于视频识别的烧结机料面诊断和自适应控制装置及其方法
CN208296625U (zh) * 2017-11-23 2018-12-28 中冶长天国际工程有限责任公司 一种基于视频识别的烧结机料面诊断和自适应控制装置

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