CN114682772B - 一种鱼雷罐自动折铁控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金自动控制领域，旨在提供一种鱼雷罐自动折铁控制方法。包括：在鱼雷罐上部或侧部设置多个远红外热像仪，用于获取对鱼雷罐罐口位置变化状态和铁流变化形态的实时监控视频和图像。基于这些图像数据，能够实现进一步数据分析，以用于对鱼雷罐倾翻一级系统进行自动控制，实现鱼雷罐折铁的自动化操作。本发明能实现对鱼雷罐折铁过程自动控制，提高效率；基于本发明的控制过程，折铁操作内容可复制、可追溯，安全性高；本发明可以减少折铁操作中的人工参与，降低工人劳动强度与操作危险性。
Description
技术领域
本发明涉及冶金自动控制领域，具体来说涉及一种鱼雷罐自动折铁控制方法。
背景技术
鱼雷罐是从高炉到转炉之间运送铁水常用的运输工具，其外形类似鱼雷因此得名，这种外形结构在运输过程中具有安全、保温等有利优势，因此在钢铁厂中广泛应用。鱼雷罐安装固定在火车上，行驶于专属火车道。当到达出铁位，由人工手动安装控制鱼雷罐体转动的电机接电装置。符合出铁条件后，控制室操作人员利用鱼雷罐倾翻一级系统小角度倾动鱼雷罐炉体，铁水通过罐口注入铁水包里。出铁过程中，操作人员可以在控制室通过观察窗口观察出铁的铁流宽度、角度、铁包铁水重量等综合情况，但需要同时有操作人员在现场通过手柄不断调节鱼雷罐启停和旋转速度，避免倾炉转动太快或太慢而导致铁流偏离铁包或倒在外面。当铁包中的铁水达到预定重量后，将罐体摇至零位。利用铁包台车运行一级系统控制铁包台车驶出出铁位，完成一次出铁。
由以上内容可以看出，以人工方式进行鱼雷罐折铁的操作，在劳动者保护、生产安全和生产效率等方面都具备诸多不利影响。因此，有必要提供一种更加安全可靠的装置和方法来解决上述问题。通过使用鱼雷罐自动折铁系统可以大大减少因人工操作不当引起的安全事故，提高折铁效率，改善工人的操业环境，并成为智能化工厂中的重要一环。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种鱼雷罐自动折铁控制方法。
为解决人工折铁存在的问题，本发明的解决方案是：
提供一种鱼雷罐自动折铁控制方法，该控制方法是基于鱼雷罐自动折铁控制装置而实现的；该鱼雷罐自动折铁控制装置包括安装在鱼雷罐车上用于实现鱼雷罐倾倒铁水操作的倾翻一级系统，还包括鱼雷罐口状态监测模块、铁流状态监测模块、铁水包液位监测模块、工业控制计算机和可编程逻辑控制器（PLC）；其中，
所述鱼雷罐口状态监测模块，包括用于监测鱼雷罐罐口位置变化状态的第一远红外热像仪；铁流状态监测模块，包括用于监测折铁过程鱼雷罐的铁流持续状态的第二远红外热像仪；铁水包液位监测模块，包括用于监测折铁过程中铁水包液面变化状态的第三远红外热像仪；
所述第一远红外热像仪、第二远红外热像仪、第三远红外热像仪分别通过信号线连接至工业控制计算机；所述可编程逻辑控制器分别通过信号线连接至鱼雷罐倾翻一级系统和工业控制计算机；
所述鱼雷罐自动折铁控制方法，具体包括以下步骤：
（1）利用安装于工业控制计算机的折铁自动控制软件模块，向鱼雷罐倾翻一级系统发送控制命令，准备向位于折铁工位的铁包内折铁；
（2）鱼雷罐口状态监测模块的第一远红外热像仪，实时获取鱼雷罐罐口的图像，并传送给工业控制计算机；折铁自动控制软件模块根据对远红外热成像数据的分析，由罐口中心高度位置变化情况判断倾罐动作是否正在进行，且倾罐方向是否正确；如是则执行后续操作，否则就停止倾罐，并发出异常预警；
（3）折铁自动控制软件模块根据对第二远红外热像仪获取的远红外热成像数据的分析，判断是否监测到倾罐后首次出现铁流；如监测到铁流出现，则立即停止倾罐并转为抬罐动作，直至罐口流出的铁流消失；通过该方式验证鱼雷罐倾翻一级系统能正常执行倾罐和抬罐动作，预防意外发生；如操作均正常则继续后续操作，否则停止倾罐和抬罐动作，并发出异常预警；
（3）折铁自动控制软件模块发送控制命令，由鱼雷罐倾翻一级系统启动倾罐；利用铁流状态监测模块的第二远红外热像仪实时监测折铁过程中的铁流持续状态，计算铁流宽度；利用铁包台车运行一级系统的回传数据，由台车重量变化速率计算铁流流速；同时参考预设的最佳铁流宽度和铁流流速重量变化范围，反向抬罐以控制倾罐的速度和节奏，保持折铁过程始终处于最佳工艺要求范围内；
（4）随着折铁过程的不断进行，铁水包液位监测模块的第三远红外热像仪实时监测折铁过程中铁水包液面变化状态，折铁自动控制软件模块针对铁水包液面远红外热成像数据进行分析，判断铁包内铁水液位是否达到系统预设警戒液位高度；如是则发送控制命令给鱼雷罐倾翻一级系统执行紧急抬罐，并发出异常预警；否则继续倾罐直至倾罐至最大折铁安全角度位置后停止倾罐，或者倾罐直至铁包台车重量达到系统预设的目标折铁重量；然后由鱼雷罐倾翻一级系统执行抬罐，以使鱼雷罐回位；
（4）鱼雷罐口状态监测模块的第一远红外热像仪，实时获取罐体角度变化图像；折铁自动控制软件模块根据对远红外热成像数据的分析，判断是否正确抬罐并回到零位位置；如是则在回到零位位置后停止抬罐，否则紧急停止抬罐，并发出异常预警；
（5）单次鱼雷罐自动折铁过程完成后，等待下一次折铁循环操作。
作为本发明的优先方案，还包括铁水包的调度与定位控制：
（1）根据铁水包调度信息，利用行车将空铁水包落到铁包台车上；
（2）铁包台车运行一级系统通过信号线连接至可编程逻辑控制器，通过对该系统的操控，将搭载空铁水包的铁包台车从吊装位移动至折铁工位；
（3）利用铁包台车定位模块中安装于台车轨道末端的第一激光测距传感器，实时测量铁包台车运行位置距离信息；折铁自动控制软件模块根据该信息，向铁包台车一级系统发出操作信号，控制铁包台车的精准停车。
作为本发明的优先方案，还包括鱼雷罐车的定位控制：通过安装在罐车轨道末端的第二激光测距传感器实时测量鱼雷罐车运行位置距离信息，以声光警示的方式引导鱼雷罐车司机在指定位置精准停车，或控制自动行驶系统在在指定位置精准停车。
作为本发明的优先方案，还包括鱼雷罐自动接电的操作：
（1）在鱼雷罐自动接电模块中，接电插头通过夹持装置安装在工业机器人的机械臂末端，定位摄像机的安装位置正对鱼雷罐车上的接电插座，接电插头和接电插座能通过夹持装置实现锁紧；
（2）定位摄像机将实时获取的插座位置图像传送给微型计算机，微型计算机将根据图像分析处理得到的插座坐标位置信息传送给工业控制计算机，工业控制计算机控制工业机器人执行插电锁紧和解锁拔电动作。
作为本发明的优先方案，定位摄像机实时获取的图像包括足够数量的视频图像和静态图像；工业控制计算机使用caffe神经网络框架中的ssd模型，对获取的图像进行训练，优选利于接电插座识别的网络层算法及参数，迭代若干次后得到最终模型；然后利用test得到loss损失值，通过迭代算法及参数调整得到最终符合要求的接电插座定位识别模型，其模型输出为插座中心坐标x,y值和偏转角度θ。
发明原理描述：
目前国内外大型炼钢企业普遍在鱼雷罐折铁过程中使用全人工操作，包括人工控制鱼雷罐倾罐、人工控制铁包台车运行、人工观察铁流状态、铁包液位高度、铁包位置等，由于现场环境温度高、烟雾粉尘极其严重，经常存在人工误判、误操作引起的安全事故，同时也非常不利于劳动者的健康保护。
本发明创新性地提出，在鱼雷罐上部或侧部设置多个远红外热像仪，用于获取对鱼雷罐罐口位置变化状态和铁流变化形态的实时监控视频和图像。基于这些图像数据，能够实现进一步数据分析，以用于对鱼雷罐倾翻一级系统进行自动控制，实现鱼雷罐折铁的自动化操作。
同时，相对于现有技术中的自动化折铁操作方法，本发明还提出了针对铁包台车定位控制、鱼雷罐车定位控制和鱼雷罐自动接电控制的解决方案，能够实现更精准的工业生产控制，减少人工参与程度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明能实现对鱼雷罐折铁过程自动控制，提高效率；
2、基于本发明的控制过程，折铁操作内容可复制、可追溯，安全性高；
3、本发明可以减少折铁操作中的人工参与，降低工人劳动强度与操作危险性。
附图说明
图1为本发明的鱼雷罐自动折铁控制装置示意图。
图中的附图标记为：1第一激光测距传感器；2定位摄像机；3工业机器人；4接电插座；5接电插头；6第二激光测距传感器；7铁水包；8鱼雷罐；9第二远红外热像仪；10第三远红外热像仪；11第一远红外热像仪；12铁包台车；13夹持装置。
具体实施方式
首先需要说明的是，本发明涉及图像识别和自动化技术在工业控制领域的一种应用。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的技术实现本发明。在本发明的实现过程中，会涉及到多个软件功能模块的应用。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现本发明。前述软件功能模块包括但不限于：折铁自动控制软件模块、OpencCV算法、caffe神经网络框架、ssd模型、接电插座定位识别模型等等，凡本发明申请文件提及的均属此范畴，申请人不再一一列举。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统的一部分及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“ 包括”、“ 包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“ 包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明中，部分设备均为现有设备或现有技术。例如，鱼雷罐倾翻一级系统、铁包台车运行一级系统、工业机器人、接电插头、接电插座均为已经广泛应用的通用型设备。
下述实例中，远红外热像仪可采用美国菲力尔公司的FLIR A615型号的热像仪，实现对转炉炉口在远红外光波长区域的监测；可编程逻辑控制器（PLC）可选用德国西门子公司的S1500型号PLC，配套相应外围控制电路和控制软件；工业机器人可选用ABB公司的IRB4400型多关节机器人；定位摄像机可选用海康威视公司的DS-NXCN3A204型号高清摄像机；激光测距传感器可选用瑞士DIMETIX公司D系列中距离激光测距传感器，其测距精度为±3mm，量程为0~100m。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明中的鱼雷罐自动折铁控制装置，包括安装在鱼雷罐车上用于实现鱼雷罐倾倒铁水操作的倾翻一级系统和用于实现铁包台车运行操作的铁包台车运行一级系统；还包括鱼雷罐口状态监测模块、铁流状态监测模块、铁水包液位监测模块、铁包台车定位模块、鱼雷罐车定位模块、鱼雷罐自动接电模块、工业控制计算机和可编程逻辑控制器（PLC）；其中，可编程逻辑控制器分别通过信号线连接至鱼雷罐倾翻一级系统、铁包台车运行一级系统和工业控制计算机。
鱼雷罐口状态监测模块，包括用于监测鱼雷罐8的罐口位置变化状态的第一远红外热像仪11；铁流状态监测模块，包括用于监测折铁过程鱼雷罐8的铁流持续状态的第二远红外热像仪9；铁水包液位监测模块，包括用于监测折铁过程中铁水包7的液面变化状态的第三远红外热像仪10；第一远红外热像仪11、第二远红外热像仪9、第三远红外热像仪10分别通过信号线连接至工业控制计算机；铁包台车定位模块，包括安装在台车轨道末端用于实时测量铁包台车12的运行位置距离信息的第一激光测距传感器1。鱼雷罐车定位模块，包括安装在罐车轨道末端用于实时测量鱼雷罐车运行位置距离信息的第二激光测距传感器6。
鱼雷罐自动接电模块，包括工业机器人3、定位摄像机2、接电插头5、夹持装置13和微型计算机；其中，接电插头5通过夹持装置13安装在工业机器人3的机械臂末端，定位摄像机2的安装位置正对鱼雷罐车上的接电插座4，接电插头5和接电插座4能通过夹持装置13实现锁紧；定位摄像机2通过线缆连接微型计算机，微型计算机和工业机器人3分别通过线缆连接到工业控制计算机，定位摄像机2将实时获取的插座位置图像传送给微型计算机，微型计算机将根据图像分析处理得到的插座坐标位置信息传送给工业控制计算机，工业控制计算机控制工业机器人3执行插电锁紧和解锁拔电动作。
工业控制计算机是主控电脑，负责整个控制逻辑的执行，通常安装在专用电气房内；微信计算机是专用于插座定位识别的，将识别结果通过通信方式发送给工业控制计算机上的系统控制软件，软件在综合其它信息进行综合判断和逻辑命令执行。
本发明利用内置于微型计算机的接电插座定位识别算法进行插电计算和控制。其过程示例如下：通过定位摄像机2获取现场采样的数十个视频图像得到上千张样本接电插座图片，使用caffe神经网络框架中的ssd模型进行训练，优选利于接电插座识别的网络层算法及参数，迭代60000次后得到最终模型；然后利用test得到loss损失值，通过迭代算法及参数调整得到最终符合要求的接电插座定位识别模型，模型输出为插座中心坐标x,y值和偏转角度θ。
远红外热像仪相较于普通相机，其成像效果具备对高温物体表面辨识度更优，且对鱼雷罐折铁现场严重烟尘干扰的穿透性更强的特点。其中，
第一将远红外热像仪11安装在鱼雷罐倾罐侧烟罩斜顶上方（可视角可覆盖鱼雷罐口倾倒0~120°范围），实时监测鱼雷罐8的罐口。由工业控制计算机基于OpencCV算法实时分析罐口远红外成像数据，计算鱼雷罐口中心高度位置，进而换算出罐体倾转角度。
第二远红外热像仪9安装在鱼雷罐8的折铁工位侧方（可全程监测到折铁铁流），实时监测鱼雷罐折铁过程中的铁流。由工业控制计算机基于OpencCV算法实时分析铁流远红外成像数据，计算铁流边界形态位置，得出是否有铁流及铁流宽度数据信息。
第三远红外热像仪10安装在鱼雷罐8的折铁工位侧方，斜向下实时监测鱼雷罐折铁过程中的铁水包液面.由工业控制计算机基于OpencCV算法实时分析铁水包液面远红外成像数据，计算液态铁水液面与铁包包衬交接面界线位置，换算得出包内铁水液面高度。
可编程逻辑控制器（PLC）以OPC协议方式实现对以下设备的控制和状态反馈，包括鱼雷罐倾翻一级系统、铁包台车运行一级系统、工业机器人3、工业控制计算机。
工业控制计算机运行折铁自动控制软件，包括以下功能：
f1、分析鱼雷罐口状态监测模块的罐口远红外成像数据；
f2、分析铁流状态监测模块的铁流远红外成像数据；
f3、分析铁水包液位监测模块的铁水包液面远红外成像数据；
f4、接收鱼雷罐定位模块上传的鱼雷罐车激光测距数据；
f5、接受铁水包台车定位模块上传的铁水包台车测距数据；
f6、与PLC通信，通过PLC获取鱼雷罐倾翻一级系统、铁包台车运行一级系统的运行状态信息，包括倾罐允许、倾罐速度、倾罐动作、抬罐动作、多个罐体限位信号、台车运行允许、台车前进、台车后退、多个台车指定工位限位、台车重量信号等；
f7、与PLC通信，通过PLC控制鱼雷罐倾翻一级系统、铁包台车运行一级系统执行鱼雷罐倾罐、抬罐、停止动作与铁水包台车前进、后退、停车动作；
f8、与PLC通信，通过PLC控制工业机器人实现鱼雷罐自动接电装置的插座接电与拔出操作.
基于上述鱼雷罐自动折铁控制装置，本发明实现自动折铁过程的步骤示例如下：
s1、鱼雷罐车进入炼钢折铁车间；通过安装在罐车轨道末端的第二激光测距传感器实时测量鱼雷罐车运行位置距离信息，以声光警示的方式引导鱼雷罐车司机在指定位置精准停车，或控制自动行驶系统在在指定位置精准停车。
s2、根据铁水包调度信息，利用行车将空铁水包落到铁包台车上；
s3、铁包台车运行一级系统通过信号线连接至可编程逻辑控制器，通过对该系统的操控，将搭载空铁水包的铁包台车从吊装位移动至折铁工位；
s4、利用铁包台车定位模块中安装于台车轨道末端的第一激光测距传感器，实时测量铁包台车运行位置距离信息；折铁自动控制软件模块根据该信息，向铁包台车一级系统发出操作信号，控制铁包台车的精准停车。
s5、在鱼雷罐自动接电模块中，接电插头通过夹持装置安装在工业机器人的机械臂末端，定位摄像机的安装位置正对鱼雷罐车上的接电插座，接电插头和接电插座能通过夹持装置实现锁紧；
s6、定位摄像机实时获取鱼雷罐车上接电插座的图像，并传送至微型计算机；微型计算机对图像进行分析处理得到插座坐标位置信息，并传送给工业控制计算机；工业控制计算机控制工业机器人，由后者执行插电锁紧和解锁拔电动作。
s7、利用安装于工业控制计算机的折铁自动控制软件模块，向鱼雷罐倾翻一级系统发送控制命令，准备向位于折铁工位的铁包内折铁；
s8、鱼雷罐口状态监测模块的第一远红外热像仪，实时获取鱼雷罐罐口的图像，并传送给工业控制计算机；折铁自动控制软件模块根据对远红外热成像数据的分析，由罐口中心高度位置变化情况判断倾罐动作是否正在进行，且倾罐方向是否正确；如是则执行后续操作，否则就停止倾罐，并发出异常预警；
s9、折铁自动控制软件模块根据对第二远红外热像仪获取的远红外热成像数据的分析，判断是否监测到倾罐后首次出现铁流；如监测到铁流出现，则立即停止倾罐并转为抬罐动作，直至罐口流出的铁流消失；通过该方式验证鱼雷罐倾翻一级系统能正常执行倾罐和抬罐动作，预防意外发生；如操作均正常则继续后续操作，否则停止倾罐和抬罐动作，并发出异常预警；
s10、折铁自动控制软件模块发送控制命令，由鱼雷罐倾翻一级系统启动倾罐；利用铁流状态监测模块的第二远红外热像仪实时监测折铁过程中的铁流持续状态，计算铁流宽度；利用铁包台车运行一级系统的回传数据，由台车重量变化速率计算铁流流速；同时参考预设的最佳铁流宽度和铁流流速重量变化范围，反向抬罐以控制倾罐的速度和节奏，保持折铁过程始终处于最佳工艺要求范围内；
s11、随着折铁过程的不断进行，铁水包液位监测模块的第三远红外热像仪实时监测折铁过程中铁水包液面变化状态，折铁自动控制软件模块针对铁水包液面远红外热成像数据进行分析，判断铁包内铁水液位是否达到系统预设警戒液位高度；如是则发送控制命令给鱼雷罐倾翻一级系统执行紧急抬罐，并发出异常预警；否则继续倾罐直至倾罐至最大折铁安全角度位置后停止倾罐，或者倾罐直至铁包台车重量达到系统预设的目标折铁重量；然后由鱼雷罐倾翻一级系统执行抬罐，以使鱼雷罐回位；
s12、鱼雷罐口状态监测模块的第一远红外热像仪，实时获取罐体角度变化图像；折铁自动控制软件模块根据对远红外热成像数据的分析，判断是否正确抬罐并回到零位位置；如是则在回到零位位置后停止抬罐，否则紧急停止抬罐，并发出异常预警；
s13、单次鱼雷罐自动折铁过程完成后，等待下一次折铁循环操作。
最后，需要注意的是，以上例举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种鱼雷罐自动折铁控制方法，其特征在于，该控制方法是基于鱼雷罐自动折铁控制装置而实现的；该鱼雷罐自动折铁控制装置包括安装在鱼雷罐车上用于实现鱼雷罐倾倒铁水操作的倾翻一级系统，还包括鱼雷罐口状态监测模块、铁流状态监测模块、铁水包液位监测模块、工业控制计算机和可编程逻辑控制器；其中，
所述鱼雷罐口状态监测模块，包括用于监测鱼雷罐罐口位置变化状态的第一远红外热像仪；铁流状态监测模块，包括用于监测折铁过程鱼雷罐的铁流持续状态的第二远红外热像仪；铁水包液位监测模块，包括用于监测折铁过程中铁水包液面变化状态的第三远红外热像仪；
所述第一远红外热像仪、第二远红外热像仪、第三远红外热像仪分别通过信号线连接至工业控制计算机；所述可编程逻辑控制器分别通过信号线连接至鱼雷罐倾翻一级系统和工业控制计算机；
所述鱼雷罐自动折铁控制方法，具体包括以下步骤：
（1）利用安装于工业控制计算机的折铁自动控制软件模块，向鱼雷罐倾翻一级系统发送控制命令，准备向位于折铁工位的铁包内折铁；
（2）鱼雷罐口状态监测模块的第一远红外热像仪，实时获取鱼雷罐罐口的图像，并传送给工业控制计算机；折铁自动控制软件模块根据对远红外热成像数据的分析，由罐口中心高度位置变化情况判断倾罐动作是否正在进行，且倾罐方向是否正确；如是则执行后续操作，否则就停止倾罐，并发出异常预警；
（3）根据以下方式验证鱼雷罐倾翻一级系统能正常执行倾罐和抬罐动作，预防意外发生：折铁自动控制软件模块根据对第二远红外热像仪获取的远红外热成像数据的分析，判断是否监测到倾罐后首次出现铁流；如监测到铁流出现，则立即停止倾罐并转为抬罐动作，直至罐口流出的铁流消失；
如操作均正常则继续后续操作，否则停止倾罐和抬罐动作，并发出异常预警；
（3）折铁自动控制软件模块发送控制命令，由鱼雷罐倾翻一级系统启动倾罐；利用铁流状态监测模块的第二远红外热像仪实时监测折铁过程中的铁流持续状态，计算铁流宽度；利用铁包台车运行一级系统的回传数据，由台车重量变化速率计算铁流流速；同时参考预设的最佳铁流宽度和铁流流速重量变化范围，反向抬罐以控制倾罐的速度和节奏，保持折铁过程始终处于最佳工艺要求范围内；
（4）随着折铁过程的不断进行，铁水包液位监测模块的第三远红外热像仪实时监测折铁过程中铁水包液面变化状态，折铁自动控制软件模块针对铁水包液面远红外热成像数据进行分析，判断铁包内铁水液位是否达到系统预设警戒液位高度；如是则发送控制命令给鱼雷罐倾翻一级系统执行紧急抬罐，并发出异常预警；否则继续倾罐直至倾罐至最大折铁安全角度位置后停止倾罐，或者倾罐直至铁包台车重量达到系统预设的目标折铁重量；然后由鱼雷罐倾翻一级系统执行抬罐，以使鱼雷罐回位；
（4）鱼雷罐口状态监测模块的第一远红外热像仪，实时获取罐体角度变化图像；折铁自动控制软件模块根据对远红外热成像数据的分析，判断是否正确抬罐并回到零位位置；如是则在回到零位位置后停止抬罐，否则紧急停止抬罐，并发出异常预警；
（5）单次鱼雷罐自动折铁过程完成后，等待下一次折铁循环操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括铁水包的调度与定位控制：
（1）根据铁水包调度信息，利用行车将空铁水包落到铁包台车上；
（2）铁包台车运行一级系统通过信号线连接至可编程逻辑控制器，通过对该系统的操控，将搭载空铁水包的铁包台车从吊装位移动至折铁工位；
（3）利用铁包台车定位模块中安装于台车轨道末端的第一激光测距传感器，实时测量铁包台车运行位置距离信息；折铁自动控制软件模块根据该信息，向铁包台车一级系统发出操作信号，控制铁包台车的精准停车。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括鱼雷罐车的定位控制：通过安装在罐车轨道末端的第二激光测距传感器实时测量鱼雷罐车运行位置距离信息，以声光警示的方式引导鱼雷罐车司机在指定位置精准停车，或控制自动行驶系统在在指定位置精准停车。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括鱼雷罐自动接电的操作：
（1）在鱼雷罐自动接电模块中，接电插头通过夹持装置安装在工业机器人的机械臂末端，定位摄像机的安装位置正对鱼雷罐车上的接电插座，接电插头和接电插座能通过夹持装置实现锁紧；
（2）定位摄像机将实时获取的插座位置图像传送给微型计算机，微型计算机将根据图像分析处理得到的插座坐标位置信息传送给工业控制计算机，工业控制计算机控制工业机器人执行插电锁紧和解锁拔电动作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，定位摄像机实时获取的图像包括足够数量的视频图像和静态图像；微型计算机使用caffe神经网络框架中的ssd模型，对获取的图像进行训练，选择利于接电插座识别的网络层算法及参数，迭代若干次后得到最终模型；然后利用test得到loss损失值，通过迭代算法及参数调整得到最终符合要求的接电插座定位识别模型，其模型输出为插座中心坐标x,y值和偏转角度θ。
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Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2419671A1 (de) * | 1974-04-24 | 1975-11-06 | Mittelmann Gmbh | Vergiessanlage fuer metall, insbesondere gusseisen |
| EP0215483A2 (en) * | 1985-09-20 | 1987-03-25 | Nippon Steel Corporation | Method of spectroscopically determining the composition of molten iron |
| CN1196479A (zh) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | 上海大学 | 移动电极法金属液位渣厚自动测试 |
| CN203725730U (zh) * | 2014-01-14 | 2014-07-23 | 杭州谱诚泰迪实业有限公司 | 一种钢包下渣检测装置 |
| CN204108248U (zh) * | 2014-09-24 | 2015-01-21 | 杭州谱诚泰迪实业有限公司 | 一种结晶器振动检测实验平台 |
| JP2015110817A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | 新日鐵住金株式会社 | レベル計及びレベル計測方法 |
| JP2017160498A (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 竪型炉における溶融物レベルの推定方法、及びその推定装置 |
| CN107202618A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-26 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种铁水包液面检测报警系统 |
| CN108637234A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-10-12 | 上海梁源科技发展有限公司 | 一种鱼雷罐车自动倾倒出铁系统的控制方法 |
| CN208146909U (zh) * | 2018-03-28 | 2018-11-27 | 鞍钢股份有限公司 | 一种防止鱼雷罐洒铁的装置 |
| CN109062161A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-21 | 大连重工环保工程有限公司 | 一种倒罐站自动化出铁控制系统 |
| CN109550929A (zh) * | 2017-09-27 | 2019-04-02 | 鞍钢股份有限公司 | 一种智能扒渣系统及方法 |
| CN208888039U (zh) * | 2018-09-04 | 2019-05-21 | 昌邑市检验检测中心 | 一种浓缩仪用液面高度检测装置 |
| CN110896434A (zh) * | 2018-09-13 | 2020-03-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种提高智能扒渣摄像头成像质量的气幕系统 |
| CN111088414A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-05-01 | 湖北理工学院 | 一种具备在线连续测温功能的氧枪及其使用方法 |
| CN111349753A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-06-30 | 衡阳镭目科技有限责任公司 | 铁水罐扒渣控制系统、扒渣机及铁水罐自动扒渣控制方法 |
| CN111522293A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-11 | 衡阳镭目科技有限责任公司 | 冶金罐的自动倾翻控制方法和系统 |
| CN111815230A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-23 | 成都劳杰斯信息技术有限公司 | 一种钢铁企业铁水罐运输管控系统 |
| WO2022033195A1 (zh) * | 2020-08-12 | 2022-02-17 | 烟台盛利达工程技术有限公司 | 基于机器视觉的捞渣系统 |
-
2022
- 2022-03-19 CN CN202210273917.3A patent/CN114682772B/zh active Active
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2419671A1 (de) * | 1974-04-24 | 1975-11-06 | Mittelmann Gmbh | Vergiessanlage fuer metall, insbesondere gusseisen |
| EP0215483A2 (en) * | 1985-09-20 | 1987-03-25 | Nippon Steel Corporation | Method of spectroscopically determining the composition of molten iron |
| CN1196479A (zh) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | 上海大学 | 移动电极法金属液位渣厚自动测试 |
| JP2015110817A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | 新日鐵住金株式会社 | レベル計及びレベル計測方法 |
| CN203725730U (zh) * | 2014-01-14 | 2014-07-23 | 杭州谱诚泰迪实业有限公司 | 一种钢包下渣检测装置 |
| CN204108248U (zh) * | 2014-09-24 | 2015-01-21 | 杭州谱诚泰迪实业有限公司 | 一种结晶器振动检测实验平台 |
| JP2017160498A (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 竪型炉における溶融物レベルの推定方法、及びその推定装置 |
| CN107202618A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-26 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种铁水包液面检测报警系统 |
| CN109550929A (zh) * | 2017-09-27 | 2019-04-02 | 鞍钢股份有限公司 | 一种智能扒渣系统及方法 |
| CN208146909U (zh) * | 2018-03-28 | 2018-11-27 | 鞍钢股份有限公司 | 一种防止鱼雷罐洒铁的装置 |
| CN108637234A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-10-12 | 上海梁源科技发展有限公司 | 一种鱼雷罐车自动倾倒出铁系统的控制方法 |
| CN109062161A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-21 | 大连重工环保工程有限公司 | 一种倒罐站自动化出铁控制系统 |
| CN208888039U (zh) * | 2018-09-04 | 2019-05-21 | 昌邑市检验检测中心 | 一种浓缩仪用液面高度检测装置 |
| CN110896434A (zh) * | 2018-09-13 | 2020-03-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种提高智能扒渣摄像头成像质量的气幕系统 |
| CN111088414A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-05-01 | 湖北理工学院 | 一种具备在线连续测温功能的氧枪及其使用方法 |
| CN111349753A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-06-30 | 衡阳镭目科技有限责任公司 | 铁水罐扒渣控制系统、扒渣机及铁水罐自动扒渣控制方法 |
| CN111522293A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-11 | 衡阳镭目科技有限责任公司 | 冶金罐的自动倾翻控制方法和系统 |
| CN111815230A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-23 | 成都劳杰斯信息技术有限公司 | 一种钢铁企业铁水罐运输管控系统 |
| WO2022033195A1 (zh) * | 2020-08-12 | 2022-02-17 | 烟台盛利达工程技术有限公司 | 基于机器视觉的捞渣系统 |
Non-Patent Citations (11)
| Title |
|---|
| 传感器浅谈;邓桂成;长江工程职业技术学院学报(第02期);全文 * |
| 基于西门子S7-300PLC倒罐站系统设计;张力文;;科技信息(第04期);全文 * |
| 大型高炉转炉铁钢界面铁水温降分析;魏元;王鹏;张新义;简龙;王文科;;鞍钢技术(第05期);全文 * |
| 智能制造在梅钢炼钢厂的应用实践;王勇;胡建光;孙玉军;邹世文;;中国冶金(第01期);全文 * |
| 智能化过磅系统设计方案初探;周震;杨小丽;;南钢科技与管理(第04期);全文 * |
| 浇包出液口液柱图像特征参数构建方法研究;杨慧英;;沈阳理工大学学报(第04期);全文 * |
| 炼钢过程下渣检测技术的试验研究;马竹梧;万雅竞;马少仿;;自动化博览(第01期);全文 * |
| 稳定杆用60Si2Mn弹簧钢生产工艺实践;邹全林;钟寿军;吴学兴;;江西冶金(第01期);全文 * |
| 转炉炼钢鱼雷罐倒铁水作业过程的安全控制;徐逸飞;;冶金与材料(第02期);全文 * |
| 高炉鱼雷罐车铁水液面测量与重量计算一体化系统设计;崔树杰;刘福龙;安军峰;孟令科;倪晓东;;数字技术与应用(第02期);全文 * |
| 鱼雷型铁水罐限位控制系统的设计与研发;董英;;山东工业技术(第04期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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