一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對鋼材品質(zhì)的要求不斷提高，即對鋼水的純凈度要求就越來越高。鐵水預(yù)處理技術(shù)是提高鐵水純凈度的重要手段，已經(jīng)成為鋼鐵冶金優(yōu)化工藝流程的主要組成部分，扒渣則是將脫硫后的鐵水包中大量的高硫渣去除，以免煉鋼時造成回硫，是控制入爐硫總量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的脫硫方法是脫硫操作工用肉眼觀察鐵水包，并根據(jù)經(jīng)驗評判扒渣等級進(jìn)行扒渣。然而，由于作業(yè)環(huán)境惡劣，強(qiáng)光、濃煙以及操作工注意力等不穩(wěn)定因素容易導(dǎo)致誤判。
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中作業(yè)環(huán)境惡劣等不穩(wěn)定因素導(dǎo)致誤判扒渣等級的問題，目前尚未有有效的解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中作業(yè)環(huán)境惡劣等不穩(wěn)定因素導(dǎo)致誤判扒渣等級的問題，本實(shí)用新型的目的在于提出一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)，能夠?qū)﹁F水扒渣過程實(shí)時監(jiān)控并判定扒渣等級，避免了人工判定帶來的誤判扒渣等級。
[0006]基于上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型提供的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)包括:
[0009]鐵水包，鐵水包中盛有鐵水與渣；
[0010]渣盆，渣盆設(shè)置于鐵水包旁，渣盆用于盛放渣；
[0011]扒渣機(jī)，扒渣機(jī)設(shè)置于鐵水包所傾斜的一側(cè)，扒渣機(jī)用于在鐵水包中扒渣；
[0012]攝像頭，攝像頭連接至處理機(jī)，攝像頭設(shè)置于正對鐵水包的鐵水液面，用于獲取鐵水液面的扒渣狀態(tài)；
[0013]顯示器，顯示器連接至處理機(jī)，顯示器設(shè)置于操作工處，用于反映鐵水液面的扒渣狀態(tài)；
[0014]處理機(jī)，處理機(jī)用于獲取攝像頭采集的圖像信息，對圖像信息進(jìn)行分析與處理，并在顯示器上輸出；處理機(jī)還用于訪問扒渣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，為當(dāng)前鐵水定出當(dāng)前渣量等級，并將當(dāng)前渣量等級與預(yù)先指定的渣量等級閾值進(jìn)行比較。
[0015]其中，攝像頭采集的圖像信息包括鐵水與渣的分布信息、以及圖像灰度信息;處理機(jī)對圖像信息進(jìn)行分析，為根據(jù)鐵水與渣的分布信息對有效分析區(qū)域進(jìn)行閾值分割，并根據(jù)有效分析區(qū)域內(nèi)的圖像灰度信息進(jìn)一步識別出鐵水和渣。
[0016]并且，處理機(jī)還根據(jù)圖像灰度信息與鐵水和渣的識別結(jié)果，計算出渣灰度、鐵水灰度、渣所占像素數(shù)、鐵水和渣共占像素數(shù)，并根據(jù)渣灰度、鐵水灰度、渣所占像素數(shù)、鐵水和渣共占像素數(shù)計算出渣厚度、渣覆蓋面積與渣覆蓋比率信息。
[0017]同時，進(jìn)行圖像處理的方法包括以下至少之一:染色、折線覆蓋。
[0018]同時，操作工根據(jù)觀察到的鐵水與渣的分布情況判斷使用自動或手動方式進(jìn)行扒渣操作。
[0019]并且，扒渣機(jī)包括氮?dú)夤?操作工以手動方式進(jìn)行扒渣操作，為操作工在圖像處理輸出的10秒后提氮?dú)夤懿⒁允謩臃绞竭M(jìn)行扒渣操作;操作工以自動方式進(jìn)行扒渣操作，為操作工在圖像處理輸出后不提氮?dú)夤懿⒁宰詣臃绞竭M(jìn)行扒渣操作。
[0020]同時處理機(jī)還連接至鋼廠二級系統(tǒng)，鋼廠二級系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)扒渣數(shù)據(jù)庫，處理機(jī)訪問扒渣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫為當(dāng)前鐵水定出當(dāng)前渣量等級，為通過鋼廠二級系統(tǒng)訪問扒渣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，獲取多個不同等級標(biāo)準(zhǔn)中的渣厚度、渣覆蓋面積與渣覆蓋比率信息范圍，將多個不同等級標(biāo)準(zhǔn)中的渣厚度、渣覆蓋面積與渣覆蓋比率信息范圍與當(dāng)前鐵水的對應(yīng)信息進(jìn)行比對，并為當(dāng)前鐵水定出當(dāng)前渣量等級。
[0021]并且，處理機(jī)獲取多個不同等級標(biāo)準(zhǔn)中的渣厚度、渣覆蓋面積與渣覆蓋比率信息范圍，為獲取與當(dāng)前工作環(huán)境相對應(yīng)的環(huán)境條件下的多個不同等級標(biāo)準(zhǔn)中的上述信息，其中環(huán)境條件包括以下至少之一:爐號、鋼種、鐵水溫度、鈦含量、娃含量。
[0022]同時，處理機(jī)將當(dāng)前渣量等級與預(yù)先指定的渣量等級閾值進(jìn)行比較后，根據(jù)比較結(jié)果判定繼續(xù)或停止扒渣。
[0023]并且，操作工預(yù)先設(shè)定一個渣量等級閾值，當(dāng)當(dāng)前渣量等級小于設(shè)定渣量等級時，處理機(jī)控制扒渣機(jī)停止扒渣或提示操作工停止扒渣；當(dāng)當(dāng)前渣量等級大于等于設(shè)定渣量等級時，處理機(jī)控制扒渣機(jī)繼續(xù)扒渣或提示操作工繼續(xù)扒渣，直到當(dāng)前渣量等級小于設(shè)定渣量等級為止。
[0024]從上面所述可以看出，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案通過使用實(shí)時監(jiān)控扒渣過程并根據(jù)扒渣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫在線判定扒渣等級是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)等級的技術(shù)手段，避免使用人工判定，因此不會誤判扒渣等級。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的流程圖；
[0027]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中的裝置布局圖；
[0028]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，從鐵水脫硫完成到出站的流程圖；
[0029]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例的功能執(zhí)行流程圖；
[0030]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較少時的原始采集圖像；
[0031]圖6為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較多時的原始采集圖像；
[0032]圖7為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較少時的染色處理圖像；
[0033]圖8為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較多時的染色處理圖像；
[0034]圖9為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較少時的折線覆蓋處理圖像；
[0035]圖10為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較多時的折線覆蓋處理圖像；
[0036]圖11為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較少時的鐵水與渣區(qū)域直方圖；
[0037]圖12為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較多時的鐵水與渣區(qū)域直方圖；
[0038]圖13為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較少時的渣厚和渣平均厚度線性回歸圖；
[0039]圖14為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)的一個實(shí)施例中，渣量較多時的渣厚和渣平均厚度線性回歸圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)一步進(jìn)行清楚、完整、詳細(xì)地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0041]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，提供了一種基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)。
[0042]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的基于圖像處理的鐵水扒渣檢測與控制系統(tǒng)包括:
[0043]鐵水包11，鐵水包11傾斜設(shè)置，鐵水包11中盛有鐵水與渣；
[0044]渣盆12，渣盆12設(shè)置于鐵水包11所傾斜方向的下方，渣盆12用于盛放渣；
[0045]扒渣機(jī)13，扒渣機(jī)13設(shè)置于鐵水包11所傾斜的一側(cè)，扒渣機(jī)13用于在鐵水包11中扒渣；
[0046]攝像頭14，攝像頭14連接至處理機(jī)15，攝像頭14設(shè)置于正對鐵水包11的鐵水液面，用于獲取鐵水液面的扒渣狀態(tài)；
[0047]顯示器16，顯示器16連接至處理機(jī)15，顯示器16設(shè)置于操作工處，用于反映鐵水液面的扒渣狀態(tài)；
[0048]處理機(jī)15，處理機(jī)15用于獲取攝像頭14采集的圖像信息，對圖像信息進(jìn)行分析與處理，并在顯示器16上輸出；處理機(jī)15還用于訪問扒渣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，為當(dāng)前鐵水定出當(dāng)前渣量等級，并將當(dāng)前渣量等級與預(yù)先指定的渣量等級閾值進(jìn)行比較。
[0049]其中，攝像頭14采集的圖像信息包括鐵水與渣的分布信息、以及圖像灰度信息;處理機(jī)15對圖像信息進(jìn)行分析，為根據(jù)鐵水與渣的分布信息對有效分析區(qū)域進(jìn)行閾值分割，并根據(jù)有效分析區(qū)域內(nèi)的圖像灰度信息進(jìn)一步識別出鐵水和渣。
[0050]并且，處理機(jī)15還根據(jù)圖像灰度信息與鐵水和渣的識別結(jié)果，計算出渣灰度、鐵水灰度、渣所占像素數(shù)、鐵水和渣共占像素數(shù)，并根據(jù)渣灰度、鐵水灰度、渣所占像素數(shù)、鐵水和渣共占像素數(shù)計算出渣厚度、渣覆蓋面積與渣覆蓋比率信息。
[0051]同時，進(jìn)行圖像處理的方法包括以下至少之一:染色、折線覆蓋。
[0052]同時，操作工根據(jù)觀察到的鐵水與渣的分布情況判斷使用自動或手動方式進(jìn)行扒渣操作。
[0053]并且，扒渣機(jī)13包括氮?dú)夤?操作工以手動方式進(jìn)行扒渣操作，為操作工在圖像處理輸出的數(shù)秒(例如10秒)后提氮?dú)夤懿⒁允謩臃绞竭M(jìn)行扒渣操作;操作工以自動方式進(jìn)行扒渣操作，為操作工在圖像處理輸出后不提氮?dú)夤懿⒁宰詣臃绞竭M(jìn)行扒渣操作。
[0054]同時處理機(jī)15還連接至鋼廠二級系統(tǒng)，鋼廠二級系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)扒渣數(shù)據(jù)庫，處理機(jī)15訪問扒渣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫為當(dāng)前鐵水定出當(dāng)前渣量等級，為通過鋼廠二級系統(tǒng)訪問扒渣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，獲取多個不同等級標(biāo)準(zhǔn)中的渣厚度、渣覆蓋面積與渣覆蓋比率信息范圍，將多個不同等級標(biāo)準(zhǔn)中的渣厚度、渣覆蓋面積與渣覆蓋比率信息范圍與當(dāng)前鐵水的對應(yīng)信息進(jìn)行比對，并為當(dāng)前鐵水定出當(dāng)前渣量等級。
[0055]并且，處理機(jī)15獲取多個不同等級標(biāo)準(zhǔn)中的渣厚度