Методы, модели и алгоритмы управления технологическим процессом производства агломерата на основе оптико-электронного контроля его качества

Методы, модели и алгоритмы управления технологическим процессом производства агломерата на основе оптико-электронного контроля его качества

Автор: Ершов, Евгений Валентинович

Автор: Ершов, Евгений Валентинович

Шифр специальности: 05.13.06

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2009

Место защиты: Череповец

Количество страниц: 424 с. ил.

Артикул: 4584169

Стоимость: 250 руб.

Методы, модели и алгоритмы управления технологическим процессом производства агломерата на основе оптико-электронного контроля его качества  Методы, модели и алгоритмы управления технологическим процессом производства агломерата на основе оптико-электронного контроля его качества 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА
1.1 Анализ существующих методов и средств управления спеканием шихты и кон троля качества агломерата.
1.1.1 Методы и средства управления спеканием шихты и контроля зажигания на агломерационной машине
1.1.2 Методы и средства контроля макроструктуры
агломерационного спека
1.1.3 Методы и средства контроля гранулометрического состава агломерата.
1.2 Характеристика производства агломерата как объекта оптического контроля и управления.
1.2.1 Процесс зажигания шихты.
1.2.2 Процесс спекания шихты
1.2.3 Макроструктура агломерационного спека.
1.2.4 Г ранулометрический состав агломерата.
1.3 Конструктивные особенности оптикоэлектронных систем управления и технологического контроля качества агломерата
1.4 Показатели эффективности управления спеканием шихты и контроля качества агломерата
1.5 Выводы
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СПЕКАНИЕМ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
МЕТОДОВ ОПТИКОЭЛЕКТРОННОГО КОНТРОЛЯ
2.1 Математическое моделирование тепловых процессов в слое
агломерируемой шихты
2.1.1 Математическая модель теплообмена в спекаемом слое
2.1.2 Тестирование модели теплообмена в слое агломерируемого материала и ее адаптация на основе экспериментальных данных
2.1.3 Результаты моделирования тепловых процессов в спекаемом

2.2 Температурное поле в слое агломерата как критерий для формирования изображения излома спекаемого слоя и управления процессом агломерации.
2.3 Температурное поле поверхностного слоя агломерата как критерий для формирования изображения аглоспека за зажигательным горном и управления процессом спекания
2.4 Управление процессом спекания агломерационной шихты с использованием анализа коэффициента высокотемпературной зоны излома аглоспека
2.4.1 Определение высокотемпературной зоны излома.
2.4.2 Управление процессом спекания агломерационной шихты
2.5 Управление процессом спекания агломерационной шихты с использованием анализа температурного ноля поверхности
спекаемого слоя за зажигательным горном.
2.6 Формирование управляющего воздействия.
2.7 Выводы
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА АГЛОМЕРАТА С ИС1ЮЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ОПТИКО
ЭЛЕКТРОННОГО КОНТРОЛЯ.
3.1 Оценка качества агломерата на основе анализа макроструктуры излома агломерационного спека.
3.1.1 Взаимосвязь структурных характеристик агломерационного спека и параметров макроструктуры в изломе
3.1.2 Методы анализа макроструктуры агломерата.
3.1.2.1 Параметрический анализ.
3.1.2.2 Текстурный анализ
3.1.2.3 Пространственноспектральный анализ
3.1.3 Моделирование изображения излома агломерационного слека
3.2 Оценка качества агломерата на основе анализа его гранулометрического состава
3.2.1 Выбор оптимальных параметров оптической схемы
3.2.2 Моделирование изображений насыпного слоя агломерата
3.2.3 Методы обработки изображений насыпного слоя агломерата
3.2.3.1 Классификация методов обработки изображений
3.2.3.2 Подготовительный этап процесса обработки изображений насыпного слоя агломерата.
3.2.3.3 Параметрический анализ.
3.3 Выводы.
4 АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ
СПЕКАНИЕМ ШИХТЫ
4.1 Алгоритмы управления процессом спекания шихты на основе анализа изображения излома спекаемою слоя в разгрузочной части агломерационной машины.
4.1.1 Статистический и параметрический анализ изображения
излома.
4.1.1.1 Статистический анализ изображения излома аглоспека
4.1.1.2 Параметрический анализ изображения излома аглоспека
4.1.2 Алгоритм поиска изображения с максимальной информативностью и контрастностью.
4.1.3 Алгоритм управления скоростью движения паллет агломерационной машины
4.1.4 Алгоритм классификации нарушений процесса спекания
шихты.
4.2 Алгоритмы управления процессом спекания шихты на основе анализа изображения поверхности спекаемого слоя за зажигательным горном
4.2.1 Исследование статистических характеристик изображения поверхности спекаемого слоя.
4.2.2 Алгоритм формирования управляющего воздействия
4.2.3 Выявление нарушений на этапе зажигания шихты
4.3 Выводы
5 АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АГЛОМЕРАТА
5.1 Алгоритмы контроля качества агломерата на основе анализа макроструктуры излома агломерационного спека
5.1 Л Алгоритм исключения макроблоков.
5.1.2 Алгоритм параметрического анализа.
5.1.3 Алгоритм текстурного анализа
5.1.4 Алгоритм пространственноспектрального анализа
5.1.5 Процедура комплексной оценки макроструктуры агломерата
5.2 Алгоритмы контроля качества агломерата на основе анализа его гранулометрического состава.
5.2.1 Алгоритм локального динамического порогового разделения .
5.2.2 Алгоритм адаптивной настройки размера локальной области изображения для определения порогового значения.
5.2.3 Алгоритм бинарной рекурсивной фильтрации изображения .
5.2.4 Алгоритмы контурного разделения гранул
5.2.5 Алгоритм параметрического анализа.
5.3 Алгоритм компенсации внешних воздействий в оптикоэлектронных системах, применяемых в агломерационном производстве
5.4 Алгоритм фрактальной аппроксимации рядов экспериментальных данных
5.5 Выводы
6 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СПЕКАНИЕМ ШИХГЫ
И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АГЛОМЕРАТА
6.1 Оптикоэлектронная система управления спеканием агломерационной шихты.
6.1.1 Подсистема управления спеканием шихты на основе анализа изображения излома спекаемого слоя в разгрузочной части агломерационной машины
6.1.1.1 Основные функциональные элементы и блоки
6.1.1.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения
6.1.1.3 Результаты промышленных испытаний.
6.1.2 Подсистема управления спеканием шихты на основе анализа изображения поверхности спекаемого слоя за зажигательным горном
6.1.2.1 Основные функциональные элементы и блоки
6.1.2.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения
6.1.2.3 Результаты промышленных испытаний.
6.2. Оптикоэлектронная система контроля качества агломерата
6.2.1 Подсистема контроля качества агломерата на основе анализа макроструктуры излома агломерационного спека
6.2.1.1 Основные функциональные элементы и блоки
6.2.1.2 Методика настройки алгоритмов управления
6.2.1.3 Результаты промышленных испытаний.
6.2.2 Подсистема контроля качества агломерата на основе анализа гранулометрического состава.
6.2.2.1 Основные функциональные элементы и блоки
6.2.2.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения .
6.2.2.Э Результаты промышленных испытаний.
6.3 Эффективность применения оптикоэлектронных систем управления спеканием шихты и контроля качества агломерата и расширение области их использования.
6.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Череповец, Россия получен патент на конструкцию зажигательного горна агломашины. Такой горн позволяет обеспечить устойчивое и равномерное зажигание по всей ширине аглоленты, сам гори выполнен с возможностью передвижения над аглолентой и фиксацией в нужном положении 3. Специалисты по наладке ОАО Уралтехэнерго запатентовали способ зажигания агломерационной шихты, который включает вдувание пылевидного твердого топлива в продукты горения вспомогательного топлива 4. На аглофабрикс компании i Франция предложен новый зажигательный горн, особенностью которого является возможность регулирования высоты его положения в зависимости от высоты слоя шихты, сохраняя постоянным расстояние между поверхностью зажигания и горелками. Кроме того, горн имеет систему регулирования количества тепла, подаваемого на единицу площади поверхности зажигательного слоя и температуры зажигания в процессе запуска и остановки агломашины 3. При всех очевидных достоинствах, мероприятия, направленные на модернизацию и изменение конструкции горна, предлагаемые в работах , 3, 3, являются дорогостоящими и требующими одновременного изменения систем, связанных с работой горна. Температура зажигания агломерационной шихты оказывает в основном влияние на формирование поверхностного слоя пирога. При существующих конструкциях зажигательных горнов эту температуру удается регулировать и поддерживать на заданном уровне. Однако недостаточно обеспечить только необходимое среднее значение температуры теплоносителя. Большое значение имеет равномерность температурного поля по ширине горнового устройства, которое зависит от конструктивных особенностей и от количества продуктов сгорания, образующихся в горне. Это количество должно всегда соответствовать газопроницаемости шихты 8. Необходимо контролировать и температуру поверхности спекаемого слоя на выходе из горна. Для измерения температуры зажигания возможно применение плагинородиевых термопар. Однако, в связи с крайне тяжелыми термическими условиями работы, срок их службы оказывается очень малым. Институт Уралмеханобр в качестве датчика температуры в зажигательном горне применил термоимпульсную трубку, выполненную в виде петли змеевика и расположенную в пространстве между горном и поверхностью зажигаемого слоя шихты. Эта трубка обеспечивает контроль усредненной температуры над поверхностью слоя шихты по перимегру зажигательного горна 9. С целью получения теплового изображения при высоких температурах фирмой i I США выпущен пирометр М vii с камерой на полупроводниковых детекторах 4. В 8 сообщается о термовизорной системе , выпускаемой фирмой I, которая предназначена для получения температурных полей в пределах от до С и сопрягается с персональным компьютером. Использование инфракрасной камеры дает свои преимущества. Интенсивность ИКизлучения в каждой точке изображения регистрируется приемником и преобразуется в световой сигнал, который фиксируется на фотопленке. Изображение, получаемое в этом случае, не является инфракрасной фотографией в обычном смысле, так как оно дает лишь картину распределения температуры по поверхности объекта , 2, 3, 4, 8,1. Таким образом, основными требованиями, предъявляемыми к методам и средствам управления процессом спекания шихты на агломашинах, являются достоверность принимаемых решений и оперативность их реализации. Высокий уровень большинства потребительских свойств агломерата обеспечивается главным образом типом и параметрами формируемой в процессе спекания макроструктуры аглоспека, которая в зависимости от свойств шихты и режима спекания может быть мелкопористой, крупнопористой и монолитной. Рассмотрим существующие методы исследования макроструктуры агломерата. Так, японскими специалистами были изучены пробы агломерата диаметром до мм 9. С помощью анализатора томографических изображений рассчитывалась порозность проб и распределение пустот. Путем анализа томографических изображений образцов агломерата, полученных рентгеновским излучением, предлагается контролировать пористость и размер пор с целью регулирования и управления процессом спекания 9.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.328, запросов: 244