冶金罐的自动倾翻控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种冶金罐的自动倾翻控制方法和系统，通过在所述冶金罐进行倾翻动作过程中，实时检测所述冶金罐当前的实际倾翻角度是否过度以及通过对所述冶金罐罐口边沿和冶金罐内金属液体的边沿同步分析检测当前的倾翻角度是满足期望值来实时调整所述冶金罐的倾翻角度，以控制所述实际倾翻角度不超过通过所述系统计算获得倾翻阈值角度，以及控制所述实际倾翻角度满足期望值，因此，依据本发明专利技术提供的冶金罐的自动倾翻控制方法和系统从而实现了所述冶金罐的自动倾翻控制，减小了人工成本、缩短倾翻时间以及可有效的减小金属液体的损失和提高了扒渣净率。

【技术实现步骤摘要】
冶金罐的自动倾翻控制方法和系统
本专利技术属于钢铁冶金领域，具体是涉及到一种冶金罐的自动倾翻控制方法和系统。
技术介绍
在冶金领域，冶炼罐(用于收集金属液体的装置，如铁水罐)里的金属液体中可能会存在一些杂质渣，若将这种渣带入下一道转炉工序中，会影响冶金的纯净度，从而降低终端产品的质量。因此在将金属液体转运至转炉之前，需要进行扒渣工艺，以去除所述金属液体中的杂质渣。在扒渣工艺中，冶金罐的倾翻动作是十分重要的过程，倾翻角度过大，会导致冶金罐中的金属液体外溢，倾翻角度过小，又不能很好地实现扒渣效果。现有的扒渣工艺中，一般是通过人工控制倾翻按钮，点动实现冶金罐的倾翻操作，在这个过程中，需要操作人员通过肉眼判断冶金罐是否倾翻到位和是否倾翻过度。然而，这种通过人工控制冶金罐倾翻的方式由于需要不断通过点动按钮调整，所需要的时间较长，且需要操作人员近距离观察，安全事故风险也很大，以及倾翻角度的控制精准度取决于操作人员是否具有非常丰富的观察判断经验。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种冶金罐的自动倾翻控制方法和系统，以解决现有扒渣机采用人工控制方式而造成人工成本高、倾翻时间长、倾翻精准度低、金属液体损失大和扒渣净率低的问题。一种冶金罐的自动倾翻控制方法，包括：判断所述冶金罐当前是否处于可进行倾翻动作的状态，当所述冶金罐处于可进行倾翻动作状态时，控制所述冶金罐进行倾翻动作，在所述冶金罐进行所述倾翻动作过程中，实时检测所述冶金罐的倾翻角度，以获得当前所述冶金罐的实际倾翻角度，控制所述实际倾翻角度不超过倾翻阈值角度，以控制所述冶金罐不过度倾翻，且在所述倾翻动作过程中，通过分析所述冶金罐内的金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况，以控制所述冶金罐的倾翻角度满足期望值，所述倾翻阈值角度通过所述冶金罐的规格参数和实时检测的所述金属液体的液面高度计算获得。优选地，通过分析所述冶金罐内的金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况，以控制所述冶金罐的倾翻角度满足期望值的步骤包括：在所述倾翻动作过程中，采集所述冶金罐罐内图像，在所述冶金罐罐内图像中识别出所述冶金罐的罐口边沿点，根据所述罐口边沿点划定分析区，所述分析区位于所述冶金罐内壁且位于所述冶金罐的罐口边沿下方，在所述冶金罐罐内图像中识别出金属液体点，所述金属液体点为所述冶金罐罐内图像的金属液体识别区域内的灰度值大于灰度阈值的像素点，分析所述金属液体点在所述分析区中的状态，以判断所述金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况，当所述分析区的所述铁水点与所述分析区内所有像素点之间的比值超过比例阈值的时间持续超过时间阈值时，判断当前所述金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿同步，说明所述冶金罐当前的倾翻角度满足期望值，否则控制所述冶金罐的倾翻角度增加。优选地，在所述冶金罐罐内图像中识别出所述冶金罐的罐口边沿点的步骤包括：在所述冶金罐罐内图像中划定冶金罐的罐口识别区域，垂直遍历所述识别区域内的像素点，以相邻的两个所述像素点作为判断基点，当所述相邻的两个所述像素点中上面的上像素点的灰度值不小于罐口边沿阈值，且所述相邻的两个所述像素点中下面的下像素点的灰度值小于所述罐口边沿阈值时，获取所述相邻的两个所述像素点中的上像素点作为所述罐口边沿点。优选地，根据所述罐口边沿点划定分析区的步骤包括：根据所述罐口边沿点拟合罐口边沿曲线，将所述边沿曲线朝着所冶金罐的罐口指向所述冶金罐的底部方向分别平移第一距离和第二距离，以分别获得第一扩展曲线和第二扩展曲线，将所述第一扩展曲线和第二扩展曲线之间的区域划定为所述分析区。优选地，根据所述冶金罐的规格参数和实时检测的所述金属液体的液面高度计算所述倾翻阈值角度θ1的计算公式为：所述H22为所述冶金罐的罐口边沿高度与所述金属液体的液面高度之差，所述R1为所述金属液体液面的半径。优选地，所述的自动倾翻控制方法还包括：在所述倾翻动作过程中实时检测所述金属液体的液面高度。优选地，通过PLC控制倾翻执行机构执行倾翻动作，以控制所述金罐进行倾翻动作。一种冶金罐的自动倾翻控制系统，包括：状态判断模块，被配置为判断当前所述冶金罐是否处于可进行倾翻动作的状态，倾翻动作控制模块，被配置为在所述冶金罐可进行倾翻动作的状态后控制所述冶金罐进行倾翻动作，倾翻角度检测模块，被配置为实时检测所述冶金罐的实际倾翻角度，倾翻过度检测模块，被配置为根据所述冶金罐内的金属液体的液面高度和所述冶金罐的规格参数计算获取倾翻阈值角度，并将所述实际倾翻角度与所述倾翻阈值角度进行比较，使得所述倾翻动作控制模块根据所述比较的结果控制所述实际倾翻角度不超过所述倾翻阈值角度，倾翻到位检测模块，被配置为分析所述冶金罐内的金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况，使得所述倾翻动作控制模块根据所述同部情况的分析结果控制所述冶金罐的倾翻角度满足期望值。优选地，所述倾翻角度检测模块包括倾角传感器，所述倾翻过度检测模块包括实时采集所述金属液体液面高度的雷达测距仪和运行于工控计算机中的倾翻角度计算模型模块，所述倾翻到位检测模块包括图像采集模块和运行于所述工控计算机中的图像分析处理算法模块，所述图像采集模块用于实时采集所述冶金罐罐内图像，所述图像处理分析算法模块用于分析和处理所述冶金罐罐内图像，以判断所述冶金罐内的金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况。优选地，所述倾翻动作控制模块为PLC模块，所述图像采集装置选自可见光摄像器、热成像仪、红外摄像仪中的一种。由上可见，依据本专利技术提供的冶金罐的自动倾翻控制方法和系统中，通过在所述冶金罐进行倾翻动作过程中，实时检测所述冶金罐当前的实际倾翻角度是否过度以及通过对所述冶金罐罐口边沿和冶金罐内金属液体的边沿同步分析检测当前的倾翻角度是满足期望值来实时调整所述冶金罐的倾翻角度，以控制所述实际倾翻角度不超过通过所述系统计算获得倾翻阈值角度，以及控制所述实际倾翻角度满足期望值，因此，依据本专利技术提供的冶金罐的自动倾翻控制方法和系统从而实现了所述冶金罐的自动倾翻控制，减小了人工成本。且自动控制方式中的倾翻时间可以通过系统设定控制，相对于人工控制的方式而言，可明显的缩短倾翻时间。此外，倾翻动作为系统根据倾翻过程中实时采集的相关信息自动控制，倾翻的精准度较高，因而可以有效的减小金属液体的损失，同时可有效的提高了扒渣净率。附图说明图1为依据本专利技术提供的冶金罐的自动倾翻控制方法流程图；图2为依据本专利技术提供的冶金罐的分析区划定示意图；图3为冶金罐的截面结构示意图；图4为冶金罐在倾翻装置上进行倾翻动作的截面结构示意图；图5为依据本专利技术提供的冶金罐的自动倾翻控制系统的结构图；图6为依据本专利技术提供的冶金罐的自动倾翻控制系统的硬件安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冶金罐的自动倾翻控制方法，其特征在于，包括：/n判断所述冶金罐当前是否处于可进行倾翻动作的状态，/n当所述冶金罐处于可进行倾翻动作状态时，控制所述冶金罐进行倾翻动作，/n在所述冶金罐进行所述倾翻动作过程中，实时检测所述冶金罐的倾翻角度，以获得当前所述冶金罐的实际倾翻角度，控制所述实际倾翻角度不超过倾翻阈值角度，以控制所述冶金罐不过度倾翻，/n且在所述倾翻动作过程中，通过分析所述冶金罐内的金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况，以控制所述冶金罐的倾翻角度满足期望值，/n所述倾翻阈值角度通过所述冶金罐的规格参数和实时检测的所述金属液体的液面高度计算获得。/n

【技术特征摘要】
1.一种冶金罐的自动倾翻控制方法，其特征在于，包括：
判断所述冶金罐当前是否处于可进行倾翻动作的状态，
当所述冶金罐处于可进行倾翻动作状态时，控制所述冶金罐进行倾翻动作，
在所述冶金罐进行所述倾翻动作过程中，实时检测所述冶金罐的倾翻角度，以获得当前所述冶金罐的实际倾翻角度，控制所述实际倾翻角度不超过倾翻阈值角度，以控制所述冶金罐不过度倾翻，
且在所述倾翻动作过程中，通过分析所述冶金罐内的金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况，以控制所述冶金罐的倾翻角度满足期望值，
所述倾翻阈值角度通过所述冶金罐的规格参数和实时检测的所述金属液体的液面高度计算获得。


2.根据权利要求1所述自动倾翻控制方法，其特征在于，通过分析所述冶金罐内的金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况，以控制所述冶金罐的倾翻角度满足期望值的步骤包括：
在所述倾翻动作过程中，采集所述冶金罐罐内图像，
在所述冶金罐罐内图像中识别出所述冶金罐的罐口边沿点，
根据所述罐口边沿点划定分析区，所述分析区位于所述冶金罐内壁且位于所述冶金罐的罐口边沿下方，
在所述冶金罐罐内图像中识别出金属液体点，所述金属液体点为所述冶金罐罐内图像的金属液体识别区域内的灰度值大于灰度阈值的像素点，
分析所述金属液体点在所述分析区中的状态，以判断所述金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿的同步情况，
当所述分析区的所述铁水点与所述分析区内所有像素点之间的比值超过比例阈值的时间持续超过时间阈值时，判断当前所述金属液体的液面边沿与所述冶金罐的罐口边沿同步，说明所述冶金罐当前的倾翻角度满足期望值，否则控制所述冶金罐的倾翻角度增加。


3.根据权利要求2所述自动倾翻控制方法，其特征在于，在所述冶金罐罐内图像中识别出所述冶金罐的罐口边沿点的步骤包括：
在所述冶金罐罐内图像中划定冶金罐的罐口识别区域，
垂直遍历所述识别区域内的像素点，以相邻的两个所述像素点作为判断基点，
当所述相邻的两个所述像素点中上面的上像素点的灰度值不小于罐口边沿阈值，且所述相邻的两个所述像素点中下面的下像素点的灰度值小于所述罐口边沿阈值时，获取所述相邻的两个所述像素点中的上像素点作为所述罐口边沿点。


4.根据权利要求2所述的自动倾翻控制方法，其特征在于，根据所述罐口边沿点划定分析区的步骤包括：
根据所述罐口边沿点拟合罐口边沿曲线，
将所述边沿曲线朝着所冶金罐的罐口指向...

【专利技术属性】
技术研发人员：田陆，田立，谢卫东，肖小文，
申请(专利权)人：衡阳镭目科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43