Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Селивановских Вера Витальевна. Автоматизация контроля гранулометрического состава агломерата на основе оптико-электронного метода : диссертация... кандидата технических наук : 05.13.06 Череповец, 2007 139 с. РГБ ОД, 61:07-5/2876

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА U ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ КОНТРОЛЯ
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА АГЛОМЕРАТА
9

1.1 Анализ существующих методов контроля гранулометрического
состава сыпучих материалов в агломерационном производстве 9

1.2 Характеристика агломерата как объекта оптического
контроля 19

1.3 Определение требований к математическому обеспечению оптико-
электронного метода контроля гранулометрического состава агломерата ...33

Выводы по главе і 40

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО

СОСТАВА АГЛОМЕРАТА 41

Выбор оптимальных параметров оптической схемы 41

2.2 Исследование статистических характеристик изображений
насыпного слоя агломерата 44

  1. Моделирование изображений насыпного слоя агломерата 49

  2. Методы обработки изображений насыпного слоя агломерата 55

Выводы по главе 2 66

ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ НАСЫПНОГО СЛОЯ АГЛОМЕРАТА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЕГО

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА 68

ЗЛ Алгоритм локального динамического порогового разделения 68

3.2 Алгоритм адаптивной настройки размера локальной области
изображения для определения порогового значения 70

  1. Алгоритм бинарной рекурсивной фильтрации изображения 71

  2. Алгоритмы контурного разделения гранул 77

3.5 Алгоритм параметрического анализа 82

Выводы по главе 3 86

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРИМЕНЕНИЯ
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА АГЛОМЕРАТА 87

4Л Описание экспериментальной оптико-электронной системы 87

4Л Л Основные функциональные элементы и блоки ,.. 87

4Л 2 Методика настройки алгоритмического обеспечения оптико-электронного метода контроля гранулометрического

состава агломерата 92

4.2 Результаты экспериментальных исследований алгоритмического обеспечения оптико-электронного метода контроля гранулометрического

состава агломерата 94

4.3. Внедрение и перспективы применения оптико-электронного метода

контроля гранулометрического состава агломерата 104

Выводы по главе 4 105

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 106

Список использованных источников , 107

Приложение А Основные модули программного обеспечения 119

Приложение Б Интерфейс пользователя программного обеспечения 135

Приложение В Акты внедрения 137

Введение к работе:

Актуальность работы. При производстве и использовании сыпучих материалов возникает необходимость контролировать их гранулометрический состав. Размер частиц сыпучего материала определяет важные технологические характеристики и влияет на эффективность его применения. Так, например, оптимальная крупность кусков агломерата для малых и средних доменных печей составляет от 5 до 40 мм, для крупных и сверхмощных от 15 до 40 мм.

Основные требования, предъявляемые к методам гранулометрического контроля – простота реализации, обеспечение необходимой чувствительности, точности, скорости контроля, наглядность представления получаемой информации. Классическими методами определения гранулометрического состава агломерата являются лабораторный (ситовый) анализ и грохочение. Наряду с ними на некоторых предприятиях используют методы, основанные на измерении энергии первичного дробления материала, механические гранулометры, а также нашли применение оптические методы и реализованные на их основе системы с использованием пробоотборников. Разработка таких методов велась институтом механической обработки и обогащения в Германии (Technischen University Bergakademie Freiberg), фирмой «Нихон коге» в Японии. Недостатком существующих методов является отсутствие оперативности, поэтому главной проблемой гранулометрического анализа остается непрерывный контроль непосредственно на линии производственного процесса.

Автоматизация контроля гранулометрического состава агломерата с использованием оптико-электронного метода непосредственно в технологическом потоке позволит своевременно классифицировать агломерат по классам крупности и оценить его прочность, зависящую от многих факторов, таких, как состав исходной шихты, качество ее подготовки, расход топлива на агломерацию, условия спекания и охлаждения, макроструктура и минералогический состав готового продукта.

В связи с этим разработка метода оптико-электронного контроля гранулометрического состава агломерата является весьма актуальной.

Работа выполнялась в рамках госбюджетной НИР «Разработка методов многофункциональных систем технического зрения» на кафедре «Программное обеспечение ЭВМ» Череповецкого государственного университета.

Цель работы состоит в повышении достоверности и оперативности контроля гранулометрического состава агломерата на основе автоматизированного оптико-электронного метода.

К основным задачам, решаемым в работе относятся:

- анализ зависимости гранулометрического состава агломерата от характеристик технологического процесса;

- разработка методики оптико-электронного контроля гранулометрического состава агломерата непосредственно в технологическом потоке и определение критериев его эффективности;

- разработка модели изображения насыпного слоя агломерата для тестирования алгоритмического обеспечения метода контроля;

- разработка алгоритмического и программного обеспечения метода контроля гранулометрического состава агломерата;

- экспериментальная проверка предложенных алгоритмов обработки видеоинформации.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использованы методы математического и компьютерного моделирования, цифровой обработки изображений и оптоэлектроники, аппарат теории вероятностей и математической статистики, теория построения алгоритмов и программ.

Научная новизна работы

1. Разработано алгоритмическое обеспечение, включающее:

- алгоритм локального динамического порогового разделения, основанный на вычислении весовых коэффициентов точек локальных областей и позволяющий повысить точность определения порогового уровня в условиях зашумленных изображений насыпного слоя агломерата;

- алгоритм адаптивной настройки размера локальной области текущего изображения, учитывающий величину гранул различных классов крупности и позволяющий получить максимальное количество бимодальных гистограмм для улучшения качества сегментации.

2. Предложена методика непрерывного оптико-электронного контроля гранулометрического состава агломерата непосредственно в технологическом потоке, позволяющий оперативно оценить его прочностные свойства.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в разработке метода, являющегося основой оптико-электронной системы автоматизированного контроля гранулометрического состава агломерата, которая позволяет повысить оперативность принимаемых решений, обеспечить своевременный анализ технологического процесса.

Реализация результатов работы. Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение исследовано и проверено на натурных экспериментальных данных агломерационного производства ОАО «Северсталь» и использовано при проектировании оптико-электронной системы контроля гранулометрического состава агломерата. Результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях ООО НПП «Кронверк» и ЗАО «Фирма «СТОИК». Результаты научных исследований используются в учебном процессе на кафедре программного обеспечения ЭВМ Череповецкого государственного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных и Российских научно-технических конференциях: «Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках» (г. Тамбов, 2001 г.); «Северсталь» – пути к совершенствованию» (г. Череповец, 2001–2003 гг.); «Информатизация процессов формирования открытых систем на основе СУБД, САПР, АСНИ и искусственного интеллекта» (г.Вологда, 2001г.); «Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах» (г. Череповец, 2002, 2005 гг.); «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации» (г. Курск, 2003, 2005 гг.); «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (г. Череповец, 2003, 2005 гг.); 17-я межвузовская военно-научная конференция (г. Череповец, 2006 г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

Алгоритмическое обеспечение метода, включающее алгоритм локального динамического порогового разделения, алгоритм адаптивной настройки размера локальных областей.

Методика непрерывного оптико-электронного контроля гранулометрического состава агломерата непосредственно в технологическом потоке.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 18 работах, в том числе 1 монография и 17 статей (одна из них опубликована в рецензируемом научном журнале, входящем в перечень ВАК).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 87 наименований и приложений. Работа содержит 136 страницы, 52 рисунка и 7 таблиц. Приложения включают 17 страниц.

Подобные работы
Хатламаджиян Агоп Ервандович
Методы автоматизации процессов логического контроля в транспортных системах диспетчерского управления на основе гибридных моделей и генетических алгоритмов
Барабанов Виктор Геннадьевич
Автоматизация контроля герметичности газовой арматуры на основе манометрического метода испытаний
Лимонов Игорь Анатольевич
Автоматизация процесса рентгенографического контроля дефектов лопаток ГТД, получаемых методами точного литья
Бахтеев Андрей Ринатович
Совершенствование контроля качества деталей подшипников вихретоковым методом на основе автоматизации распознавания дефектов поверхностей качения с использованием искусственных нейронных сетей
Ломанов Алексей Николаевич
Автоматизация контроля скоростей распыления и осаждения тонких пленок методом электронно-эмиссионной спектроскопии при магнетронном нанесении
Чубов Алексей Александрович
Автоматизация металлографического анализа и контроля сплавов с использованием методов цифровой обработки оптических изображений микроструктур
Кривин Валерий Вольфович
Автоматизация контроля и аттестации сварочного производства на основе методов идентификации ограниченно детерминированных процессов
Овчинников Алексей Павлович
Разработка и исследование метода и средств контроля параметров двухфазных потоков для автоматизации гидротранспортирования
Ермакова Ольга Павловна
Автоматизация учета и контроля расхода дизельного топлива на подвижном составе
Абдулин Рашид Раисович
Методы автоматизации разработки и испытаний комплексов управления летательными аппаратами

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net