CN117299546A - 一种筛分设备料流监测调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种筛分设备料流监测调节系统及方法，该系统包括：视觉传感设备(1)、转动机构(2)、导流板(3)、视觉处理控制器(4)，物料经给料溜槽进入筛分设备，料流径导流板(3)分流后进入筛面进行筛分，视觉传感设备(1)用于对筛面料流分布情况进行采集，并将采集的数据发送至视觉处理控制器(4)进行分析，视觉处理控制器(4)用于根据分析结果计算筛面分布不均匀情况，当出现料流在筛面上不均匀分布时，将发射信号至转动机构(2)，转动机构(2)对导流板(3)进行调节，直到料流均匀分布为止。本申请设备施工简单，系统性能提升明显，具有实时测量、适应性强、使用成本低等优点。实现了筛分过程料流监测和调节智能化。

Description

一种筛分设备料流监测调节系统及方法

技术领域

本申请涉及矿物加工筛分分级领域及矿山自动化领域，尤其涉及一种筛分设备料流监测调节系统及方法。

背景技术

随着人工智能、视觉传感技术、图像处理等技术的快速发展，将人工智能自动化应用在矿物加工过程中已成为一个新的趋势，为了满足了选矿筛分生产过程中料流分布不均匀，筛面利用率低，需反馈调节等需求，亟需一种简单有效的筛分设备料流监测调节系统及方法。

目前，大多数选煤厂筛分设备仅具备自动启停、电流、打滑等简单保护功能，设备运行状态及料流采用人工经验判断，无法对其进行数值化实时智能判识和调节，严重影响设备的工作效率，增加了设备检修工作量与生产成本。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本申请提供了一种筛分设备料流监测调节系统及方法，具有高精度测量、低误差计算、高效率分析等优点，实现了筛分设备料流状态实时监测以及动态调节。

技术方案：为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

筛分设备料流监测调节系统包括：视觉传感设备(1)、转动机构(2)、导流板(3)、视觉处理控制器(4)，其中，物料经给料溜槽(5)进入筛分设备，料流径所述导流板(3)分流后进入筛面进行筛分，所述视觉传感设备(1)用于对筛面料流分布情况进行采集，并将采集的数据发送至所述视觉处理控制器(4)进行分析，所述视觉处理控制器(4)用于根据分析结果计算筛面分布不均匀情况，当出现所述料流在所述筛面上不均匀分布时，将发射信号至所述转动机构(2)，所述转动机构(2)对所述导流板(3)进行调节，直到所述料流均匀分布为止。

可选地，所述视觉传感设备(1)为采集图像信息的设备，包括但不限于相机或者红外传感器。

可选地，所述视觉传感设备(1)有多个，多个所述视觉传感设备(1)分别位于靠近所述筛分设备侧板内部的一端以及靠近所述导流板(3)的一端，所述视觉处理控制器(4)还用于融合多个所述视觉传感设备采集的信息，通过校正拼接获得整个筛面的料流分布情况。

本申请还提供了一种任意一种所述的筛分设备料流监测调节系统的控制方法，所述方法包括：采用反馈控制算法来实现对所述筛分设备的料流分布的自动调节，其中，基于所述视觉传感设备(1)采集的多目视觉图像信息，通过计算所述物料在所述筛面上的高度和面积来确定各个区域的物料体积，对所述导流板(3)位置进行实时控制。

可选地，采用反馈控制算法来实现对所述筛分设备的料流分布的自动调节，包括：设定预期的料流均匀分布情况作为目标参考信号，所述视觉传感设备(1)采集所述筛面上料流分布的所述多目视觉图像信息，并将所述多目视觉图像信息传输到所述视觉处理控制器(4)进行图像处理分析，所述视觉处理控制器(4)采用多目视觉处理算法来计算各个所述区域的所述物料体积，将整个所述筛面划分为若干个所述区域，并计算每个所述区域中物料的体积，通过比较各个所述区域的所述物料体积和预设的目标体积来确定料流的均匀度指标，根据所述均匀度指标输出控制信号，所述控制信号用于对所述筛分设备的料流分布进行调节。

可选地，确定料流的均匀度指标，包括：使用以下公式计算均匀度指标(U)：

其中N表示所述筛面上划分的区域数目，V_i表示第i区域的所述物料体积，V_total表示整个所述筛面的总物料体积。

可选地，根据所述均匀度指标输出控制信号，包括：根据所述均匀度指标，计算调节所述导流板(3)位置和角度的所述控制信号，其中，基于所述控制信号控制所述转动机构(2)来调整所述导流板(3)的位置和角度，以实现料流的自动校正和均匀分布，所述控制信号的计算公式为：

其中，K_P、K_i、K_d分别表示比例、积分和微分增益，U_desired是预测均匀度的目标值。

可选地，在基于所述控制信号控制所述转动机构(2)来调整所述导流板(3)的位置和角度之后，所述方法还包括：采用图割优化算法对视差图进行优化，对料流偏移自动校正。

可选地，采用图割优化算法对视差图进行优化，包括：根据所述视差图之间的相似性和约束条件构建能量函数，通过最小化所述能量函数优化所述视差图，其中，优化公式为：E(f)＝E_data(f)+E_occ(f)+E_smooth(f)，其中，数据项E_data为通过计算视差值的差异或误差来度量数据在节点上的一致性，平滑项E_smooth为计算所述视差值的平滑度来度量相邻节点之间的一致性，遮挡项E_occ设置为遮挡像素所带来的代价其中数据项。

采用图割优化算法对视差图进行优化之后，所述方法还包括：通过所述视差图构建筛面物料“深度-平均高度关联表”，依据筛面各深度区域内物料平均高度的占比定义均匀度指标(U)作为PWM信号：

R_PWM表示PWM分辨率，表示第i个导流板对应的导流区内物料的平均高度，所述PWM信号用于控制导流板电机的启停。

有益效果：本申请提供的一种筛分设备料流监测调节系统及方法，相对于现有技术，具有以下优点：提供了一种新的筛分设备料流监测调节方法，能够实现筛分设备料流的实时监测与智能分析，对筛分设备料流状态进行实时调整，使筛分分析过程更加高效与智能，提高了设备生产效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了筛分设备料流监测调节系统的结构示意图；

图2示出了筛分设备料流监测调节系统中有物料的示意图；

图3示出了控制算法的简易的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、视觉传感设备；2、转动机构；3、导流板；4、视觉处理控制器；5、给料溜槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1和图2所示，一种筛分设备料流监测调节系统包括：视觉传感设备1、转动机构2、导流板3、视觉处理控制器4，其中，物料经给料溜槽5进入筛分设备，料流径导流板3分流后进入筛面进行筛分，视觉传感设备1用于对筛面料流分布情况进行采集，并将采集的数据发送至视觉处理控制器4进行分析，视觉处理控制器4用于根据分析结果计算筛面分布不均匀情况，当出现料流在筛面上不均匀分布时，将发射信号至转动机构2，转动机构2对导流板3进行调节，直到料流均匀分布为止。

具体地，视觉传感设备1为采集图像信息的设备，包括但不限于相机或者红外传感器。另外，视觉传感设备还可以是摄像头、红外摄像头、激光扫描仪、光学传感器、光学测距仪等等。

具体地，视觉传感设备1有多个，多个视觉传感设备1分别位于靠近筛分设备侧板内部的一端以及靠近导流板3的一端，视觉处理控制器4还用于融合多个视觉传感设备采集的信息，通过校正拼接获得整个筛面的料流分布情况。

本申请还提供一种筛分设备料流监测调节系统的控制方法，包括如下步骤：

S1：首先需要对现有筛分设备进行改造，或者在筛分设备出厂安装时配备相应的硬件及系统，对筛分设备入料溜槽进行改造，打孔安装转动机构2和导流板3，并加装步进电机进行独立驱动。

S2：在筛分设备侧板内部及上方设置多个视觉传感设备1，融合多个设备采集的信息，形成双目/多目视觉，以确保获得质量较好的视觉图像信息。相机通过高速传输接口与视觉处理控制器4连接，实时传输图像数据。

S3：采用精密转动机构来实现对导流板3的位置和角度的调节。转动机构具有高精度和稳定性，能够快速响应控制信号，以实现料流均匀分布。导流板3位于筛分设备入料处，是关键的调节部件。导流板通过转动机构2控制其位置和角度，以调整料流的走向。具备多自由度，可以灵活调整料流的分布。视觉处理控制器4采用高性能的微处理器或上位机。它负责接收和处理多目视觉图像数据，并通过算法计算均匀度指标和生成控制信号。

S4：视觉传感设备1安装在筛分设备的侧板内部和上方，通过多点采集数据，融合多个设备采集的信息，得到整个筛面的料流分布情况。采集到的图像数据通过高速传输接口传送到视觉处理控制器4。在视觉处理控制器4中，采用高效的多目视觉处理算法来对多目视觉图像进行立体匹配和三维重构。多目视觉传感设备采集到的图像数据由以下公式表示：

I(x,y)＝I_l(x,y)+I_r(x-d,y)，

其中，I(x,y)表示多目摄像机合成图像的像素值，I_l(x,y)和I_r(x-d,y)表示分别表示左摄像机和右摄像机的像素值，d表示左右摄像机的视差(disparity)。多目视觉传感设备的视差计算方法可以根据所采用的立体匹配算法来确定。通过多目视觉技术，可以获取筛面上不同区域的高度信息h(x,y)和面积信息A(x,y)。这些信息可以通过立体匹配和三维重构算法来计算得出。

具体地，先需要对多个摄像机进行标定，确定摄像机的内外参数，包括焦距、畸变参数、旋转和平移矩阵等。从多个图像中提取特征点，例如角点、边缘等，并对这些特征点进行匹配，找出在不同图像中对应的点对。根据匹配的特征点对，通过计算视差(disparity)来进行立体匹配。视差表示在两个图像中对应点的横向像素差异，可以通过计算像素的亮度、颜色或纹理等特征来获得。通过视差计算得到图像中的深度信息。视差与深度之间存在一定的数学关系，可以通过已知的摄像机参数和立体基线长度来计算深度。根据深度信息和摄像机参数，将图像中的点转换为三维空间中的点，并进行三维重构。可以使用三角测量等方法将多个视角中的点进行融合，得到更准确的三维重构结果。将三维重构得到的点云进行处理和优化，可以进行滤波、表面重建、纹理映射等操作，得到更完整和美观的三维模型。

例如，可以使用以下公式计算每个像素点处的物料高度：

其中，B表示摄像机基线长度，f表示摄像机的焦距，d(x,y)表示视差值。

利用高度和面积信息，可以计算每个区域的物料体积。将整个筛面划分为N个区域，可以得到各个区域的物料体积分布。这些数据用于后续计算均匀度指标。

V_i＝h_i·A_i，

其中，h_i表示第区域的平均物料高度，表示第A_i区域的面积。

视觉处理控制器4接收到多目视觉传感设备采集的立体图像数据，并对图像进行处理分析。通过立体匹配和三维重构算法，计算出各个区域的物料体积V_i，并根据上述公式计算出均匀度指标U。这些计算结果用于确定控制信号，以便实现导流板的自动调节。

S5：将整个筛面划分为若干个区域，并计算每个区域中物料的体积。然后，通过比较各个区域的物料体积和预设的目标体积来确定料流的均匀度指标，根据均匀度指标输出控制信号，控制信号用于对筛分设备的料流分布进行调节。

具体地，可以根据物料高度和区域面积计算物料的平均密度，物料的平均密度可以通过物料的总体积除以区域面积得到。可以根据物料的平均密度和物料高度，计算物料的总质量，物料的总质量可以通过物料的平均密度乘以区域面积得到。可以根据物料的总质量和区域面积，计算物料的质量流率，物料的质量流率可以通过物料的总质量除以给定时间内的流动时间得到。可以根据物料的质量流率和区域面积，计算物料的质量流速，物料的质量流速可以通过物料的质量流率除以区域面积得到。可以根据物料的质量流速和物料的均匀度要求，调整筛分设备的操作参数，操作参数可以包括筛网大小、筛网角度和振动频率等，通过调整这些参数，可以控制物料在筛分设备中的分布均匀度，以满足要求。可以监测和调整物料的分布均匀度，在操作过程中，需要不断监测物料在筛分设备中的分布均匀度，并根据监测结果调整操作参数，以达到理想的分布均匀度。可以定期维护和保养筛分设备，筛分设备的正常运行和精确控制物料分布均匀度需要定期的维护和保养，包括清洁筛网、检查和更换损坏的部件等。

具体地，根据物料高度来调整参数的过程包括：确定筛分设备的理论筛分效果要求，包括分级粒度范围和分布要求。根据物料的高度和理论筛分效果要求，选择合适的筛网大小。一般来说，物料较细的时候，应选择较小的筛网孔径；物料较粗的时候，可以选择较大的筛网孔径。筛网角度的调整会影响物料在筛网上的停留时间，进而影响筛分效果。通常情况下，当物料高度较低时，适宜选择较大的筛网角度；当物料高度较高时，适宜选择较小的筛网角度。振动频率的调整会影响物料在筛网上的运动速度和筛分效果。一般来说，当物料高度较低时，适宜选择较高的振动频率；当物料高度较高时，适宜选择较低的振动频率。

例如，假设某煤矿的筛分设备高度为2米，需要分级筛分0-5mm的煤炭颗粒，要求分布均匀。可进行如下调整：由于煤炭颗粒较细，可以选择筛网孔径为0.5mm。由于物料高度较低，可以选择较大的筛网角度，如30度。由于物料高度较低，适宜选择较高的振动频率，如50Hz。

具体地，根据区域面积来调整参数的过程包括：测量煤矿筛分设备的筛面积，通常使用平方米作为单位。根据煤矿生产的要求，确定物料在筛分设备上的分布要求，例如要求分布均匀或者根据不同粒径的物料进行分布。根据区域面积和物料分布要求，选择合适的筛网大小。筛网大小通常使用开孔尺寸来表示，较大的开孔尺寸适合筛分较大颗粒的物料，而较小的开孔尺寸适合筛分较小颗粒的物料。筛网角度影响物料在筛面上的运动轨迹和分布情况。一般来说，较小的筛网角度能使物料在筛面上停留的时间较长，有利于分布均匀。根据区域面积和物料分布要求，选择合适的筛网角度。振动频率决定筛分设备上物料的运动速度和分布情况。较高的振动频率能够使物料在筛面上快速运动，较低的振动频率能够使物料在筛面上停留的时间较长。根据区域面积和物料分布要求，选择合适的振动频率。

例如，假设煤矿筛分设备的区域面积为10平方米，要求物料分布均匀。根据该要求，可以选择筛网大小为2毫米，筛网角度为15度，振动频率为800次/分钟。

具体地，根据物料体积调整参数的过程包括：通过测量或参考物料的密度和容器尺寸，确定物料的体积。根据物料的体积，选择合适的筛网孔径。通常，筛网孔径应略大于物料颗粒的平均直径，以确保物料能够顺利通过筛网。筛网角度的调整可以影响物料在筛网上的分布均匀程度。一般来说，较大的筛网角度可以提高物料的分散性，较小的筛网角度可以增加物料在筛网上的停留时间。根据物料的特性和所需的筛分效果，选择合适的筛网角度。振动频率的调整可以影响物料在筛网上的运动速度和分布均匀程度。较高的振动频率可以加快物料在筛网上的运动速度，较低的振动频率可以增加物料在筛网上的停留时间。根据物料的特性和所需的筛分效果，选择合适的振动频率。

例如，假设某煤矿的筛分设备需要调整操作参数来适应物料体积的变化。已知物料的体积为1000立方米，希望物料能够在筛网上均匀分布。首先，根据物料的体积选择合适的筛网大小。假设物料颗粒的平均直径为10毫米，可以选择筛网孔径为12毫米。其次，根据物料的特性和所需的筛分效果，选择合适的筛网角度和振动频率。假设根据经验，选择筛网角度为20度，振动频率为50赫兹。

具体地，根据物料密度调整参数的过程包括：首先需要准确测量物料的密度，可以使用密度计或其他相关仪器进行测量。根据物料的密度和筛分要求，可以参考筛分设备的操作手册或咨询设备制造商，确定理论上的筛网大小、筛网角度和振动频率等参数。根据理论参数，进行初步筛分试验。将待筛分的物料放入筛分设备中，运行一段时间后停机，观察物料在不同筛分层的分布情况。观察试验结果，根据物料在不同筛分层的分布情况，判断物料是否均匀分布。如果物料分布不均匀，需要调整筛分设备的操作参数。根据试验结果，逐步调整筛网大小、筛网角度和振动频率等参数。

可以根据以下原则进行调整：

如果物料在筛分过程中堆积较多，说明筛网过小，需要增大筛网大小；

如果物料在筛分过程中通过速度较快，说明筛网过大，需要减小筛网大小；

如果物料在筛分过程中堆积在某一筛分层，可以调整筛网角度以改变物料流动方向，增加物料的分布均匀性；

如果物料在筛分过程中出现阻塞现象，可以调整振动频率以增加筛分效率；

根据调整后的操作参数，再次进行筛分试验。重复上述步骤，直至物料分布达到较为均匀的要求。

具体地，根据物料质量调整参数的过程包括：通过粒度分析仪或其他方法，获取物料的粒度分布数据，包括最大粒径、最小粒径、平均粒径等。根据物料的粒度分布数据，选择合适的筛网大小。一般来说，筛网的孔径应略大于物料的最大粒径，以确保物料能够顺利通过筛网。筛网角度的调整可以影响物料在筛网上的停留时间和滞留情况。根据物料的特性和要求，适当调整筛网角度，以使物料分布均匀。一般来说，较大的筛网角度可以增加物料在筛网上的停留时间，有利于较细的物料通过筛网。振动频率的调整可以影响筛分效果和物料的分布情况。根据物料的特性和要求，适当调整振动频率，以使物料分布均匀。一般来说，较高的振动频率可以增加物料在筛网上的运动速度和分散程度，有利于物料的分布均匀。

例如，假设某煤矿的筛分设备需要对煤炭进行筛分，物料的粒度分布数据如下：最大粒径：20mm，最小粒径：5mm，平均粒径：10mm，根据物料的粒度分布数据，选择合适的筛网大小。考虑到物料的最大粒径为20mm，可以选择筛网孔径为22mm，以确保物料能够顺利通过筛网。根据物料的特性和要求，适当调整筛网角度和振动频率。假设根据实际情况，调整筛网角度为20度，振动频率为1200次/分钟。

具体地，根据物料的质量流率调整参数的过程包括：首先需要确定物料的质量流率，即单位时间内通过筛分设备的物料质量。这可以通过称重装置或者流量计等设备来测量。筛网大小决定了物料通过筛网的粒径范围。如果物料的质量流率过高，可以考虑增大筛网孔径，以增加物料通过筛网的速度和通量。如果物料的质量流率过低，则可以减小筛网孔径，以增加筛分效果。筛网角度对物料在筛网上的停留时间和运动轨迹有影响。较大的筛网角度可以增加物料在筛网上的停留时间，有利于细粒物料的筛分。较小的筛网角度则可以增加物料的通过速度，适用于大颗粒物料的筛分。振动频率对筛分设备的筛分效果和物料流动性有影响。较高的振动频率可以增加物料在筛网上的运动速度，有利于物料的筛分。较低的振动频率则可以减小物料的运动速度，适用于细粒物料的筛分。

例如，假设某煤矿的筛分设备的质量流率为1000kg/h，需要调整筛分设备的操作参数以使物料分布均匀。根据实际情况，可以选择筛网孔径为10mm。如果质量流率较高导致物料通过筛网速度过慢，可以考虑增大筛网孔径至15mm。根据物料的粒径和筛分要求，可设置筛网角度为20度。如果细粒物料的筛分效果较差，可以适当增大筛网角度至30度。根据实验和经验，选择振动频率为30Hz。如果物料的流动性较差，可以尝试增大振动频率至40Hz。

具体地，根据物料的质量流速调整参数的过程包括：确定物料的质量流速：首先需要确定物料的质量流速，可以通过流量计或其他测量设备进行测量。根据物料的质量流速，可以适当调整筛网的孔径大小。如果物料流速较大，可以选择较大的孔径，以避免物料堵塞或过载；如果物料流速较小，可以选择较小的孔径，以提高筛分效果。筛网角度的调整可以影响物料在筛面上的运动轨迹和分布情况。根据物料的质量流速，可以适当调整筛网的角度。一般来说，较大的筛网角度可增加物料的通过率和筛分效率，较小的筛网角度可增加物料在筛面上停留的时间，有助于更彻底地筛分。振动频率的调整可以改变筛分设备的筛分效果和物料分布情况。根据物料的质量流速，可以适当调整振动频率。较高的振动频率可增加物料在筛面上的运动次数，提高筛分效率；较低的振动频率可增加物料在筛面上停留的时间，有助于更彻底地筛分。

例如，假设某煤矿的筛分设备负责处理每小时100吨的煤炭，需要根据煤炭的质量流速来调整操作参数。假设煤炭的质量流速为100吨/小时。根据煤炭的质量流速，选择适当的筛网孔径。如果煤炭流速较大，可以选择较大的筛网孔径，例如选择3mm的筛网孔径；如果煤炭流速较小，可以选择较小的筛网孔径，例如选择1mm的筛网孔径。根据煤炭的质量流速，调整筛网的角度。如果煤炭流速较大，可以选择较大的筛网角度，例如选择20度的筛网角度；如果煤炭流速较小，可以选择较小的筛网角度，例如选择10度的筛网角度。根据煤炭的质量流速，调整振动频率。如果煤炭流速较大，可以选择较高的振动频率，例如选择1000次/分钟的振动频率；如果煤炭流速较小，可以选择较低的振动频率，例如选择800次/分钟的振动频率。

使用以下公式计算均匀度指标(U)：

其中N表示筛面上划分的区域数目，V_i表示第i区域的物料体积，V_total表示整个筛面的总物料体积。

根据均匀度指标，计算调节导流板3位置和角度的控制信号，其中，基于控制信号控制转动机构2来调整导流板3的位置和角度，以实现料流的自动校正和均匀分布，控制信号的计算公式为：

其中，K_P、K_i、K_d分别表示比例、积分和微分增益，U_desired是预测均匀度的目标值。

当料流分布接近预期目标时，控制器将持续监测并微调导流板的位置，以保持系统在最佳工作状态。控制算法实现了对料流的实时监测和调节，使得筛分设备能够自动适应不同工况和物料的筛分要求，从而提高了系统的稳定性和效率。同时，这种算法具有良好的实时性和适应性，可以适用于不同规模和型号的筛分设备。

S6：S5步骤也可以使用以下方法实现料流分布的自动调节，采用图割优化算法对视差图进行优化，实现料流偏移自动校正。根据视差图之间的相似性和约束条件构建能量函数，通过最小化该能量函数：

E(f)＝E_data(f)+E_occ(f)+E_smooth(f)，

其中数据项E_data通过计算视差值的差异或误差来度量数据在节点上的一致性；平滑项E_smooth通过计算视差值的平滑度来度量相邻节点之间的一致性；遮挡项E_occ设置为遮挡像素所带来的代价。

通过最小化该能量函数优化视差图，提高视差图的平滑性以及准确性。通过视差图构建筛面物料“深度-平均高度关联表”，依据筛面各深度区域内物料平均高度的占比定义均匀度指标(U)作为PWM信号：

其中R_PWM表示PWM分辨率，表示第i个导流板对应的导流区内物料的平均高度。

例如分别使用PWM的3号和4号通道来控制导流板的正反旋转，并采用限位开关控制导流板电机的启停。主要控制算法简图如图3所示。

运用IFIX等平台结合编程控制语言开发控制系统。控制模块通过网络并入厂区环网中。通过KEPSERVER数据库添加控制模块，通过IFIX读取数据库中的节点信息从而做出相对应的可视化的操作界面，实现与厂区现有调度集控系统的融合。算法采用人工干预半监督学习的方式丰富数据库，具有自学习自决策功能。包括但不限于以上几种主要方法。

筛分设备料流监测调节系统在筛分设备运行监测应用，可以实现实时监控运行速度、运行姿态、设备温感的功能，实时对目标进行测温、测速及安全预警功能；有效减少人员频繁巡视所存在安全隐患的发生，能够实现实时的料流监测及调节，在选煤选矿领域具有较好的应用、发展前景。

原煤在经筛分设备分级时，可能由于给料不均匀或料群和筛面的动力学特性，产生料流在筛面的某一区域进行筛分，不利于分级；在筛分设备上方或侧面架设一个或多个视觉传感设备，在给料溜槽或筛分设备入料处设置可调节导流板，通过视觉传感设备对筛面料流分布情况进行获取，经过处理分析可以获得各个区域的单位面积处理量，当料流有不均匀分布时，通过调节导流板进行干预使料流均匀分布在筛面上，控制调节模块根据入料情况对料流分布进行实时干预，以达到设备最佳筛分性能。可在分级、脱水、脱介等环节使用。本申请设备施工简单，系统性能提升明显，具有实时测量、适应性强、使用成本低等优点。实现了筛分过程料流监测和调节智能化。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述筛分设备料流监测调节系统的控制方法。

本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述筛分设备料流监测调节系统的控制方法。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现筛分设备料流监测调节系统的控制方法步骤。本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少筛分设备料流监测调节系统的控制方法步骤的程序。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种筛分设备料流监测调节系统，其特征在于，包括：视觉传感设备(1)、转动机构(2)、导流板(3)、视觉处理控制器(4)，其中，物料经给料溜槽进入筛分设备，料流径所述导流板(3)分流后进入筛面进行筛分，所述视觉传感设备(1)用于对筛面料流分布情况进行采集，并将采集的数据发送至所述视觉处理控制器(4)进行分析，所述视觉处理控制器(4)用于根据分析结果计算筛面分布不均匀情况，当出现所述料流在所述筛面上不均匀分布时，将发射信号至所述转动机构(2)，所述转动机构(2)对所述导流板(3)进行调节，直到所述料流均匀分布为止。

2.根据权利要求1所述的筛分设备料流监测调节系统，其特征在于，所述视觉传感设备(1)为采集图像信息的设备，包括但不限于相机或者红外传感器。

3.根据权利要求1所述的筛分设备料流监测调节系统，其特征在于，所述视觉传感设备(1)有多个，多个所述视觉传感设备(1)分别位于靠近所述筛分设备侧板内部的一端以及靠近所述导流板(3)的一端，所述视觉处理控制器(4)还用于融合多个所述视觉传感设备采集的信息，通过校正拼接获得整个筛面的料流分布情况。

4.一种权利要求1至3中任意一项所述的筛分设备料流监测调节系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：采用反馈控制算法来实现对所述筛分设备的料流分布的自动调节，其中，基于所述视觉传感设备(1)采集的多目视觉图像信息，通过计算所述物料在所述筛面上的高度和面积来确定各个区域的物料体积，对所述导流板(3)位置进行实时控制。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用反馈控制算法来实现对所述筛分设备的料流分布的自动调节，包括：

设定预期的料流均匀分布情况作为目标参考信号，所述视觉传感设备(1)采集所述筛面上料流分布的所述多目视觉图像信息，并将所述多目视觉图像信息传输到所述视觉处理控制器(4)进行图像处理分析，所述视觉处理控制器(4)采用多目视觉处理算法来计算各个所述区域的所述物料体积，将整个所述筛面划分为若干个所述区域，并计算每个所述区域中物料的体积，通过比较各个所述区域的所述物料体积和预设的目标体积来确定料流的均匀度指标，根据所述均匀度指标输出控制信号，所述控制信号用于对所述筛分设备的料流分布进行调节。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定料流的均匀度指标，包括：

使用以下公式计算均匀度指标(U)：

其中，N表示所述筛面上划分的区域数目，V_i表示第i区域的所述物料体积，V_total表示整个所述筛面的总物料体积。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述均匀度指标输出控制信号，包括：

根据所述均匀度指标，计算调节所述导流板(3)位置和角度的所述控制信号，其中，基于所述控制信号控制所述转动机构(2)来调整所述导流板(3)的位置和角度，以实现料流的自动校正和均匀分布，所述控制信号的计算公式为：

其中，K_P、K_i、K_d分别表示比例、积分和微分增益，U_desired是预测均匀度的目标值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在基于所述控制信号控制所述转动机构(2)来调整所述导流板(3)的位置和角度之后，所述方法还包括：

采用图割优化算法对视差图进行优化，对料流偏移自动校正。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用图割优化算法对视差图进行优化，包括：

根据所述视差图之间的相似性和约束条件构建能量函数，通过最小化所述能量函数优化所述视差图，其中，优化公式为：E(f)＝E_data(f)+E_occ(f)+E_smooth(f)，其中，数据项E_data为通过计算视差值的差异或误差来度量数据在节点上的一致性，平滑项E_smooth为计算所述视差值的平滑度来度量相邻节点之间的一致性，遮挡项E_occ设置为遮挡像素所带来的代价。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在采用图割优化算法对视差图进行优化之后，所述方法还包括：通过所述视差图构建筛面物料“深度-平均高度关联表”，依据筛面各深度区域内物料平均高度的占比定义均匀度指标(U)作为PWM信号：

其中，R_PWM表示PWM分辨率，表示第i个导流板对应的导流区内物料的平均高度，所述PWM信号用于控制导流板电机的启停。