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炼钢厂数字图像监控系统的开发

段保国  
【摘要】:攀钢集团提钒炼钢厂共有2座混铁炉和3座炼钢转炉,这些设备是炼钢生产的关键设备。目前,混铁炉出铁时,受现场环境、位置空间及粉尘烟雾的影响,操作人员看不清楚铁水在罐内的准确高度,极易造成铁水外溢。转炉炼钢时,由于瓶塞与氧枪口存在一定的间隙,氮气无法保持恒定压力,火焰常从氧枪口窜出,极易烧毁平台以上的设备,并使钢结构及大梁毁坏变形。这种纯人工控制操作方式定性的成分居多,客观性不足,在工业控制逐步走向自动化的道路上,有必要使用计算机信息技术推动工业控制的自动化、科学化。 本文针对上述问题,采用计算机视频监控及图像处理等信息技术对混铁炉和炼钢转炉进行实时的图像监控,将摄像机取得的视频信号直接送往中控室数字视频监控系统进行显示,并压缩存储用于网络传输和历史记录的查询。此外监控系统将取得的单帧图像数据平滑去噪,进行中值滤波分析,差影比较分析,分析的结果用于发送标准的控制信号控制氮气开关。 论文详细介绍了数字视频监控系统的发展历程,以及在各个阶段系统的构成和特征,在此基础上,结合现有的通信技术、网络技术、多媒体技术和数字压缩编码技术,拟定了数字视频监控系统的系统总体结构和功能、性能要求。随后进行了系统软件的开发和硬件的选型。软件开发遵循软件工程的原则,进行了功能分解和模块划分,建立了详细的设计文档。系统软件具有一定的通用性,功能比较完善。 系统的控制部分应用了图像处理技术。文章探讨了图像的采集压缩编码技术,图像的预处理技术,对图像进行灰度转换和灰度直方图分析,使用差影法将取得的实时图像和基像模板进行比较,判断氧枪口火焰的喷射情况,并发送控制信号控制氮气开关。 全文给出了数字视频监控系统的实施方案,提出了控制氮气开关的方法,和所涉及的图像处理理论基础,为进一步的图像识别控制研究打下了基础


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