СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОКОМКОВАТЕЛЕМ Российский патент 2024 года по МПК G05D27/02 C22B1/24 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящая заявка относится к области техники, касающейся выплавки чугуна и стали, и в частности, к системе управления и способу управления окомкователем.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В металлургической промышленности, производство железорудных окатышей в настоящее время является широко используемой технологией переработки железной руды. Процесс окомкования является важным процессом на линии производства железорудных окатышей. Стабильность и повышение выхода, а также качества сырых окатышей, главным образом, зависят от процесса окомкования. В качестве основного оборудования в процессе окомкования, окомкователи, в основном, включают тарельчатые окомкователи и барабанные окомкователи. Барабанный окомкователь, как правило, применяют на крупномасштабных линиях массового производства. Однако, тарельчатый окомкователь имеет более широкое распространение, поскольку в настоящее время преобладают линии мелко- и среднемасштабного производства окатышей.

[0003] При работе окомкователя, материалы перемещаются вдоль разных направлений в окомкователе для образования сырых окатышей разного диаметра. После достижения определенных условий, сырые окатыши выгружаются из окомкователя и попадают в последующее устройство для приема сырых окатышей. Размер гранул окомкователя является ключевым параметром процесса окомкования. Более высокий классификационный индекс сырых окатышей указывает на более высокую производительность окомкователя.

[0004] Когда параметры сырья определены, факторы, оказывающие влияние на окомкование, главным образом, включают скорость вращения окомкователя, угол наклона окомкователя, количество материалов, поступающих в окомкователь, количество воды, добавляемой к материалу в окомкователе, исходное влагосодержание материала, поступающего в окомкователь, и т.п. Оператор процесса окомкования, находящийся на рабочей площадке, как правило, выполняет регулирование процесса производства окомкователя путем предварительной установки соответствующей скорости вращения окомкователя, угла наклона окомкователя, количества материала, подаваемого питающим ленточным транспортером, а также количества воды, подаваемой устройством для подачи воды, на основе параметров сырья вышеуказанного процесса смешивания руды в сочетании с фактическими ситуациями производства окатышей. Таким образом, ожидается, что выход и качество производимых сырых окатышей могут соответствовать требованиям производства, и могут быть получены оптимальные железорудные окатыши.

[0005] Тем не менее, при эксплуатации окомкователя можно столкнуться со многими неопределенными факторами в процессе окомкования, такими как износ оборудования, неудовлетворительные параметры сырья, непостоянное количественное отношение и степень влажности сырья. Данные факторы могут привести к тому, что размер гранул сырых окатышей, особенно выход кондиционных сырых окатышей, не будут соответствовать требованиям процесса, таким образом, оказывая влияние на выход и качество линии производства окатышей, и увеличивая потребление энергии в процессе, а также эксплуатационные расходы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] В настоящей заявке представлена система управления и способ управления окомкователем, которые могут быть использованы для решения технической проблемы известного уровня техники, связанной со снижением качества окомкования окомкователем вследствие того, что фактический классификационный индекс не позволяет соответствовать заданному стандарту.

[0007] Согласно первому аспекту, в варианте осуществления настоящей заявки представлена система управления окомкователем, при этом система включает окомкователь, устройство для подачи воды и ленточный весовой дозатор; точка выпуска воды устройства для подачи воды расположена в точке питания окомкователя и в области образования окатышей в окомкователе, и выполнена с возможностью подведения воды в окомкователь; ленточный весовой дозатор выполнен с возможностью подведения смешанного материала в окомкователь; точка падения материала ленточного весового дозатора представляет собой точку питания окомкователя; и система дополнительно включает контроллер скорости вращения, соединенный с окомкователем, контроллер угла наклона, соединенный с окомкователем, контроллер подачи воды, соединенный с устройством для подачи воды, контроллер подачи материала, соединенный с ленточным весовым дозатором, а также центральный процессор, соответственно соединенный с контроллером скорости вращения, контроллером угла наклона, контроллером подачи воды и контроллером подачи материала,

[0008] при этом центральный процессор выполнен с возможностью осуществления следующих этапов:

[0009] получение скорости вращения окомкователя, отправленной контроллером скорости вращения, угла наклона тарели окомкователя, отправленного контроллером угла наклона, количества подаваемой воды, отправленного контроллером подачи воды, а также типа и доли каждого компонента, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала, отправленных контроллером подачи материала;

[0010] прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования;

[0011] расчет значения отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования;

[0012] введение значений отклонения классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования в оптимизационную модель скользящей средней для получения подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, подлежащего регулированию количества подаваемого материала и подлежащего регулированию количества подаваемой воды; и

[0013] управление контроллером скорости вращения для регулирования скорости вращения окомкователя в качестве подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, управление контроллером угла наклона для регулирования угла наклона тарели окомкователя в качестве подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, управление контроллером подачи материала для регулирования количества подаваемого материала, подводимого в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемого материала, и управление контроллером подачи воды для регулирования количества подаваемой воды, подводимой в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемой воды,

[0014] при этом множество периодов прогнозирования включают текущий период и периоды, следующие за текущим периодом; и оптимизационная модель скользящей средней выполнена с возможностью расчета соответствующей скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала и количества подаваемой воды, когда среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования является минимальным, при условии, что тип и доля каждого компонента в смешанном материале, процентное содержание связующего в смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала остаются неизменными.

[0015] В сочетании с первым аспектом, в возможном варианте осуществления первого аспекта, классификационный индекс сырых окатышей определяют на основе прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, и прогнозируемые процентные значения сырых окатышей различных параметров включают прогнозируемое процентное значение кондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение некондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных средних окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных мелких окатышей и прогнозируемое процентное значение некондиционных мелких окатышей; и

[0016] значение отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования получают согласно следующей формуле:

[0017] E(k|k+j)={(r₁((j)-y₁(k|k+j), r₂(j)-y₂(k|k+j),…,r_i(j)-y_i(k|k+j)},

[0018] где E(k|k+j) представляет собой значение отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; и j=1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

[0019] В сочетании с первым аспектом, в возможном варианте осуществления первого аспекта, среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования получают согласно следующей формуле:

[0020]

[0021] где σ (k|k+j) представляет собой среднеквадратическую ошибку значения

отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом прогнозирования; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; j=0, 1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 0; и k=1, 2, …, n, где n представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

[0022] В сочетании с первым аспектом, в возможном варианте осуществления первого аспекта, прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования, в частности, выполняют согласно следующим этапам:

[0023] количественная оценка скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды и количества подаваемого материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования;

[0024] получение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, на основе количественно выраженной скорости вращения окомкователя, количественно выраженного угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого материала, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала; и

[0025] введение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, в модель прогнозирования процентного содержания для получения прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, при этом модель прогнозирования процентного содержания включает отображение зависимости между характеристическим вектором, оказывающим влияние на окомкование, и прогнозируемыми процентными значениями сырых окатышей различных параметров.

[0026] В сочетании с первым аспектом, в возможном варианте осуществления первого аспекта, коэффициент масштабирования, соответствующий скорости вращения окомкователя, представляет собой максимальную скорость вращения окомкователя;

[0027] коэффициент масштабирования, соответствующий количеству подаваемой воды, представляет собой максимальное количество подаваемой воды трубы для подачи воды в системе для подачи воды;

[0028] коэффициент масштабирования, соответствующий количеству подаваемого материала, представляет собой максимальное количество подаваемого материала подающего ленточного транспортера; и

[0029] коэффициент масштабирования, соответствующий углу наклона тарели окомкователя, представляет собой максимальный угол наклона окомкователя.

[0030] В сочетании с первым аспектом, в возможном варианте осуществления первого аспекта, модель прогнозирования процентного содержания получают следующим образом:

[0031] получение данных выборки в N исторических периодах прогнозирования, при этом данные выборки в каждом историческом периоде прогнозирования включают историческую скорость вращения окомкователя, исторический угол наклона тарели окомкователя, историческое количество подаваемой воды, информацию об историческом сырье окомкователя для получения выборочных сырых окатышей, а также измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров; информация об историческом сырье включает историческое количество подаваемого материала, тип и долю каждого компонента в историческом смешанном материале, процентное содержание связующего в историческом смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала в историческом смешанном материале; измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров получают посредством анализа и расчета после получения и обработки изображений выборочных сырых окатышей в каждом историческом периоде прогнозирования с использованием метода машинного зрения;

[0032] количественная оценка исторической скорости вращения окомкователя, исторического угла наклона тарели окомкователя, исторического количества подаваемой воды и исторического количества подаваемого материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования;

[0033] получение характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, на основе количественно выраженной исторической скорости вращения окомкователя, количественно выраженного исторического угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного исторического количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого материала, типа и доли каждого компонента в историческом смешанном материале, процентного содержания связующего в историческом смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в историческом смешанном материале;

[0034] использование характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, в качестве входных данных модели прогнозирования, и использование фактических процентных значений выборочных сырых окатышей различных параметров в N исторических периодах прогнозирования в качестве выходных данных модели прогнозирования для обучения модели прогнозирования процентного содержания с использованием метода обратного распространения ошибки;

[0035] непрерывное обновление весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения модели прогнозирования процентного содержания посредством итеративного обучения; и

[0036] если разница между прогнозируемым процентным значением модели прогнозирования процентного содержания для выборочных сырых окатышей различных параметров и фактическим процентным значением выборочных сырых окатышей различных параметров находится в заданном диапазоне допустимых значений, или если модель прогнозирования процентного содержания достигает заданного максимального числа итераций в ходе итерационной операции, завершение обучения и сохранение весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения, обновленных последними.

[0037] В сочетании с первым аспектом, в возможном варианте осуществления первого аспекта, модель прогнозирования процентного содержания определяют на основе модели прогнозирования с использованием нейронной сети с долгой краткосрочной памятью LSTM.

[0038] В сочетании с первым аспектом, в возможном варианте осуществления первого аспекта, система дополнительно включает устройство для получения изображений и устройство для обработки изображений, устройство для получения изображений расположено в разгрузочном отверстии окомкователя и соединено с устройством для обработки изображений, и устройство для обработки изображений соединено с центральным процессором;

[0039] устройство для получения изображений выполнено с возможностью осуществления следующего этапа: получение данных изображения выпускного отверстия для окатышей окомкователя, и отправка данных изображения выпускного отверстия для окатышей в устройство для обработки изображений; и

[0040] устройство для обработки изображений выполнено с возможностью осуществления следующих этапов:

[0041] выполнение предварительной обработки изображения с использованием данных изображения выпускного отверстия для окатышей для разделения данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона;

[0042] получение центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша;

[0043] определение контура выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона;

[0044] получение размера частицы выборочного сырого окатыша на основе центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша и контура выборочного сырого окатыша;

[0045] определение параметра выборочного сырого окатыша на основе размера частицы выборочного сырого окатыша и заданного соответствия между фракцией частиц и параметром сырого окатыша;

[0046] расчет общего количества выборочных сырых окатышей в исторических периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров; и

[0047] определение измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей на основе общего количества выборочных сырых окатышей в исторических периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров, и отправка измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей в центральный процессор.

[0048] В сочетании с первым аспектом, в возможном варианте осуществления первого аспекта, контроллер скорости вращения выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[0049] определение скорости вращения окомкователя в текущем периоде, и отправка скорости вращения окомкователя в центральный процессор;

[0050] контроллер угла наклона выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[0051] определение угла наклона тарели окомкователя в текущем периоде, и отправка угла наклона тарели окомкователя в центральный процессор;

[0052] контроллер подачи воды выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[0053] определение количества подаваемой воды, подводимой устройством для подачи воды в окомкователь, в текущем периоде, и отправка количества подаваемой воды в центральный процессор; и

[0054] контроллер подачи материала выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[0055] определение типа и доли каждого компонента в смешанном материале, подводимом ленточным весовым дозатором в окомкователь, в текущем периоде, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала, и отправка типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в центральный процессор.

[0056] Согласно второму аспекту, в варианте осуществления настоящей заявки представлен способ управления окомкователем, при этом способ включает:

[0057] прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования;

[0058] расчет значения отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования;

[0059] введение значений отклонения классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования в оптимизационную модель скользящей средней для получения подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, подлежащего регулированию количества подаваемого материала и подлежащего регулированию количества подаваемой воды; и

[0060] управление контроллером скорости вращения для регулирования скорости вращения окомкователя в качестве подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, управление контроллером угла наклона для регулирования угла наклона тарели окомкователя в качестве подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, управление контроллером подачи материала для регулирования количества подаваемого материала, подводимого в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемого материала, и управление контроллером подачи воды для регулирования количества подаваемой воды, подводимой в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемой воды,

[0061] при этом множество периодов прогнозирования включают текущий период и периоды, следующие за текущим периодом; и оптимизационная модель скользящей средней выполнена с возможностью расчета соответствующей скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала и количества подаваемой воды, когда среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования является минимальным, при условии, что тип и доля каждого компонента в смешанном материале, процентное содержание связующего в смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала остаются неизменными.

[0062] В сочетании со вторым аспектом, в возможном варианте осуществления второго аспекта, классификационный индекс сырых окатышей определяют на основе прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, и прогнозируемые процентные значения сырых окатышей различных параметров включают прогнозируемое процентное значение кондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение некондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных средних окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных мелких окатышей и прогнозируемое процентное значение некондиционных мелких окатышей; и

[0063] значение отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования получают согласно следующей формуле:

[0064] Е(k|k+j)={(r₁(j)-y₁(k|k+j)), r₂(j)-у₂(k|k+j), …, r_i(j)-y_i(k|k+j)},

[0065] где E(k|k+j) представляет собой значение отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; и j=1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

[0066] В сочетании со вторым аспектом, в возможном варианте осуществления второго аспекта, среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования получают согласно следующей формуле:

[0067]

[0068] где σ (k|k+j) представляет собой среднеквадратическую ошибку значения

отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_t(j) представляет собой целевое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом прогнозирования; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; j=0, 1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 0; и k=1, 2, …, n, где n представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

[0069] В сочетании со вторым аспектом, в возможном варианте осуществления второго аспекта, прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования, в частности, выполняют согласно следующим этапам:

[0070] количественная оценка скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды и количества подаваемого материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования;

[0071] получение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, на основе количественно выраженной скорости вращения окомкователя, количественно выраженного угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого материала, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала; и

[0072] введение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, в модель прогнозирования процентного содержания для получения прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, при этом модель прогнозирования процентного содержания включает отображение зависимости между характеристическим вектором, оказывающим влияние на окомкование, и прогнозируемыми процентными значениями сырых окатышей различных параметров.

[0073] В сочетании со вторым аспектом, в возможном варианте осуществления второго аспекта, коэффициент масштабирования, соответствующий скорости вращения окомкователя, представляет собой максимальную скорость вращения окомкователя;

[0074] коэффициент масштабирования, соответствующий количеству подаваемой воды, представляет собой максимальное количество подаваемой воды трубы для подачи воды в системе для подачи воды;

[0075] коэффициент масштабирования, соответствующий количеству подаваемого материала, представляет собой максимальное количество подаваемого материала подающего ленточного транспортера; и

[0076] коэффициент масштабирования, соответствующий углу наклона тарели окомкователя, представляет собой максимальный угол наклона окомкователя.

[0077] В сочетании со вторым аспектом, в возможном варианте осуществления второго аспекта, модель прогнозирования процентного содержания получают следующим образом:

[0078] получение данных выборки в N исторических периодах прогнозирования, при этом данные выборки в каждом историческом периоде прогнозирования включают историческую скорость вращения окомкователя, исторический угол наклона тарели окомкователя, историческое количество подаваемой воды, информацию об историческом сырье окомкователя для получения выборочных сырых окатышей, а также измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров; информация об историческом сырье включает историческое количество подаваемого материала, тип и долю каждого компонента в историческом смешанном материале, процентное содержание связующего в историческом смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала в историческом смешанном материале; измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров получают посредством анализа и расчета после получения и обработки изображений выборочных сырых окатышей в каждом историческом периоде прогнозирования с использованием метода машинного зрения;

[0079] количественная оценка исторической скорости вращения окомкователя, исторического угла наклона тарели окомкователя, исторического количества подаваемой воды и исторического количества подаваемого материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования;

[0080] получение характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, на основе количественно выраженной исторической скорости вращения окомкователя, количественно выраженного исторического угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного исторического количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого материала, типа и доли каждого компонента в историческом смешанном материале, процентного содержания связующего в историческом смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в историческом смешанном материале;

[0081] использование характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, в качестве входных данных модели прогнозирования, и использование фактических процентных значений выборочных сырых окатышей различных параметров в N исторических периодах прогнозирования в качестве выходных данных модели прогнозирования для обучения модели прогнозирования процентного содержания с использованием метода обратного распространения ошибки;

[0082] непрерывное обновление весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения модели прогнозирования процентного содержания посредством итеративного обучения; и

[0083] если разница между прогнозируемым процентным значением модели прогнозирования процентного содержания для выборочных сырых окатышей различных параметров и фактическим процентным значением выборочных сырых окатышей различных параметров находится в заданном диапазоне допустимых значений, или если модель прогнозирования процентного содержания достигает заданного максимального числа итераций в ходе итерационной операции, завершение обучения и сохранение весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения, обновленных последними.

[0084] В сочетании со вторым аспектом, в возможном варианте осуществления второго аспекта, модель прогнозирования процентного содержания определяют на основе модели прогнозирования с использованием нейронной сети с долгой краткосрочной памятью LSTM.

[0085] В сочетании со вторым аспектом, в возможном варианте осуществления второго аспекта, система дополнительно включает устройство для получения изображений и устройство для обработки изображений, устройство для получения изображений расположено в разгрузочном отверстии окомкователя и соединено с устройством для обработки изображений, и устройство для обработки изображений соединено с центральным процессором;

[0086] устройство для получения изображений выполнено с возможностью осуществления следующего этапа: получение данных изображения выпускного отверстия для окатышей окомкователя, и отправка данных изображения выпускного отверстия для окатышей в устройство для обработки изображений; и

[0087] устройство для обработки изображений выполнено с возможностью осуществления следующих этапов:

[0088] выполнение предварительной обработки изображения с использованием данных изображения выпускного отверстия для окатышей для разделения данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона;

[0089] получение центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша;

[0090] определение контура выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона;

[0091] получение размера частицы выборочного сырого окатыша на основе центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша и контура выборочного сырого окатыша;

[0092] определение параметра выборочного сырого окатыша на основе размера частицы выборочного сырого окатыша и заданного соответствия между фракцией частиц и параметром сырого окатыша;

[0093] расчет общего количества выборочных сырых окатышей в исторических периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров; и

[0094] определение измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей на основе общего количества выборочных сырых окатышей в исторических периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров, и отправка измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей в центральный процессор.

[0095] В сочетании со вторым аспектом, в возможном варианте осуществления второго аспекта, контроллер скорости вращения выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[0096] определение скорости вращения окомкователя в текущем периоде, и отправка скорости вращения окомкователя в центральный процессор;

[0097] контроллер угла наклона выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[0098] определение угла наклона тарели окомкователя в текущем периоде, и отправка угла наклона тарели окомкователя в центральный процессор;

[0099] контроллер подачи воды выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[00100] определение количества подаваемой воды, подводимой устройством для подачи воды в окомкователь, в текущем периоде, и отправка количества подаваемой воды в центральный процессор; и

[00101] контроллер подачи материала выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[00102] определение типа и доли каждого компонента в смешанном материале, подводимом ленточным весовым дозатором в окомкователь, в текущем периоде, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала, и отправка типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в центральный процессор.

[00103] В вариантах осуществления настоящей заявки, классификационные индексы сырых окатышей прогнозируют на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования. Скорость вращения окомкователя, угол наклона тарели окомкователя, количество подаваемого материала и количество подаваемой воды оптимизируют с использованием оптимизационной модели скользящей средней на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования для управления, в режиме реального времени, скоростью вращения окомкователя, углом наклона тарели окомкователя, количеством подаваемого материала, подводимого в окомкователь, и количеством подаваемой воды, подводимой в окомкователь. Таким образом, фактический классификационный индекс сырых окатышей может соответствовать заданному стандарту, и таким образом, может быть улучшено качество окомкования окомкователя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[00104] ФИГ. 1 представляет собой принципиальную структурную схему процесса окомкования согласно известному уровню техники;

[00105] ФИГ. 2 представляет собой принципиальную структурную схему системы управления окомкователем согласно варианту осуществления настоящей заявки;

[00106] ФИГ. 3 представляет собой схематическое изображение рабочей блок-схемы системы управления окомкователем согласно варианту осуществления настоящей заявки;

[00107] ФИГ. 4 представляет собой блок-схему, соответствующую способу прогнозирования классификационного индекса сырых окатышей согласно варианту осуществления настоящей заявки;

[00108] ФИГ. 5 представляет собой блок-схему, соответствующую способу создания модели прогнозирования процентного содержания согласно варианту осуществления настоящей заявки;

[00109] ФИГ. 6 представляет собой схематическое изображение рабочей блок-схемы анализа размера частиц системы управления окомкователем согласно варианту осуществления настоящей заявки; и

[00110] на ФИГ. 7 в качестве примера представлена блок-схема, соответствующая способу управления окомкователем согласно варианту осуществления настоящей заявки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[00111] Для пояснения задач, технических решений и преимуществ настоящей заявки, дополнительно подробно описаны варианты осуществления настоящей заявки со ссылкой на прилагаемые чертежи.

[00112] Ссылаясь на ФИГ. 1, ФИГ. 1 представляет собой принципиальную структурную схему процесса окомкования согласно известному уровню техники.

[00113] Как показано на ФИГ. 1, процесс окомкования включает тарельчатый окомкователь 11, устройство для подачи воды 21 и ленточный весовой дозатор 31. Тарельчатый окомкователь 11 включает привод 111, центральный вал 112, основание 113, тарель 114, раму скребка 115, скребок 116 и ленточный транспортер для сырых окатышей 117. Устройство для подачи воды 21 включает водяной клапан 211, трубу для подачи воды 212 и выпускное отверстие для воды 213. Ленточный весовой дозатор 31 включает клапан для подачи материала 311, бункер-питатель 312 и питающий ленточный транспортер 313.

[00114] В приведенной выше конструкции, центральный вал 112 позволяет регулировать угол наклона тарели 114; регулирование скорости вращения привода 111 позволяет изменять скорость вращения тарели 114; рама скребка 115 выполнена с возможностью опоры на тарель 114; и скребок 116 выполнен с возможностью проталкивания смешанного материала на тарели 114 для перемещения и предотвращения прилипания.

[00115] Смешанный материал из бункера-питателя 312 транспортируют к тарели 114 посредством питающего ленточного транспортера 313, и расход (то есть, количество подаваемого материала) смешанного материала может быть отрегулирован с помощью клапана для подачи материала 311.

[00116] Вода из трубы для подачи воды 212 может отводиться, посредством выпускного отверстия для воды 213, в положении, в котором смешанный материал попадает на тарель 114; или может отводиться, посредством выпускного отверстия для воды 213, в область, где на тарели 114 образуются сырые окатыши. Объем воды может быть отрегулирован с помощью водяного клапана 211. После выхода из тарели 114, сырой окатыш попадает на ленточные транспортер для сырых окатышей 117, и положение ленточного транспортера для сырых окатышей 117 может быть рассмотрено как область выдачи окатышей тарельчатого окомкователя 11.

[00117] Следует отметить, что тарельчатый окомкователь, представленный на ФИГ. 1, может быть заменен барабанным окомкователем, что не ограничено в настоящей заявке.

[00118] На основе ФИГ. 1, в варианте осуществления настоящей заявки представлена система управления окомкователем. ФИГ. 2 представляет собой принципиальную структурную схему системы управления окомкователем согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на ФИГ. 2, система, главным образом, включает окомкователь 11, контроллер скорости вращения 12, контроллер угла наклона 13, устройство для подачи воды 21, контроллер подачи воды 22, ленточный весовой дозатор 31, контроллер подачи материала 32 и центральный процессор 5. Контроллер скорости вращения 12 и контроллер угла наклона, соответственно, соединены с окомкователем 11. Контроллер подачи воды 22 соединен с устройством для подачи воды 21. Контроллер подачи материала 32 соединен с ленточным весовым дозатором 31. Центральный процессор 5 соединен с контроллером скорости вращения 12, контроллером угла наклона 13, контроллером подачи воды 22 и контроллером подачи материала 32, соответственно.

[00119] В частности, точка выпуска воды устройства для подачи воды 21 расположена в точке питания окомкователя 11 и в области образования окатышей в окомкователе, и выполнена с возможностью подведения воды в окомкователь 11.

[00120] Ленточный весовой дозатор 31 выполнен с возможностью подведения смешанного материала в окомкователь. Точка падения материала ленточного весового дозатора 31 представляет собой точку питания окомкователя 11, и выполнена с возможностью подведения смешанного материала в окомкователь 11.

[00121] В выполняемом процессе системы управления, различные устройства взаимодействуют друг с другом, таким образом, реализуя управление окомкователем. В частности, ссылаясь на ФИГ. 3, на ФИГ. 3 в качестве примера представлено схематическое изображение рабочей блок-схемы системы управления окомкователем согласно варианту осуществления настоящей заявки.

[00122] Контроллер скорости вращения 12 может быть выполнен с возможностью осуществления следующих этапов S301 и S302.

[00123] Этап S301. Определение скорости вращения окомкователя в текущем периоде.

[00124] В ходе процесса определения скорости вращения окомкователя, если обнаруженная скорость вращения является стабильной, стабильную скорость вращения сохраняют и используют в качестве данных определения в следующем процессе. Если обнаруженная скорость вращения изменяется, сохраненную скорость вращения обновляют в режиме реального времени.

[00125] В варианте осуществления настоящей заявки, скорость вращения окомкователя может быть измерена с помощью таких методов измерения, как метод оптического отражения, магнитоэлектрический метод, метод решеток или метод определения с применением переключателя на основе эффекта Холла.

[00126] Этап S302. Отправка скорости вращения окомкователя в центральный процессор.

[00127] Контроллер угла наклона 13 может быть выполнен с возможностью осуществления следующих этапов S303 и S304.

[00128] Этап S303. Определение угла наклона тарели окомкователя в текущем периоде.

[00129] Угол наклона тарели окомкователя, как правило, обеспечивают посредством гидравлического устройства для регулирования угла наклона, и угол наклона непосредственно определяют с помощью датчика угла наклона.

[00130] Этап S304. Отправка угла наклона тарели окомкователя в центральный процессор.

[00131] Контроллер подачи воды 22 может быть выполнен с возможностью осуществления следующих этапов S305 и S306.

[00132] Этап S305. Определение количества подаваемой воды, подводимой устройством для подачи воды в окомкователь, в текущем периоде.

[00133] Этап S306. Отправка количества подаваемой воды в центральный процессор.

[00134] Контроллер подачи материала 32 может быть выполнен с возможностью осуществления следующих этапов S307 и S308.

[00135] Этап S307. Определение типа и доли каждого компонента в смешанном материале, подводимом ленточным весовым дозатором в окомкователь, в текущем периоде, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала.

[00136] Существует множество способов для определения типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала. Возможный способ определения заключается в определении типа и доли каждого компонента, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала однократно в заданном интервале времени, и замене ранее полученных параметров смешанного материала недавно полученными параметрами смешанного материала.

[00137] В данном документе, следует отметить, что следующие три термина, упомянутые в настоящей заявке, имеют одинаковое значение: тип и доля каждого компонента, тип и доля каждого компонента смешанного материала, а также тип и доля каждого компонента в смешанном материале.

[00138] Другой возможный способ определения заключается в определении различных параметров смешанного материала в режиме реального времени, и определении степени изменения каждого параметра смешанного материала по отдельности. Если степень изменения является относительно невысокой и находится в пределах заданного диапазона погрешностей, ранее полученные параметры смешанного материала по-прежнему используют. Если степень изменения является относительно высокой и выходит за пределы заданного диапазона погрешностей, ранее полученные параметры смешанного материала заменяют недавно полученными параметрами смешанного материала. Следует отметить, что параметры смешанного материала, упомянутые в данном документе, относятся к типу и доле каждого компонента, количеству подаваемого смешанного материала, процентному содержанию связующего в смешанном материале и исходному влагосодержанию смешанного материала.

[00139] Этап S308. Отправка типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в центральный процессор.

[00140] Центральный процессор 5 может быть выполнен с возможностью осуществления следующих этапов S309-S312

[00141] Этап S309. Получение скорости вращения окомкователя, отправленной контроллером скорости вращения, угла наклона тарели окомкователя, отправленного контроллером угла наклона, количества подаваемой воды, отправленного контроллером подачи воды, а также типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала, отправленных контроллером подачи материала.

[00142] Этап S310. Прогнозирование классификационного индекса сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала, для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования.

[00143] Следует отметить, что прогнозирование классификационного индекса сырых окатышей и прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей имеют одинаковое значение.

[00144] В конкретном процессе реализации, классификационный индекс сырых окатышей может быть спрогнозирован с применением модели прогнозирования процентного содержания. Может быть сделана ссылка на ФИГ. 4, и на ФИГ. 4 в качестве примера представлена блок-схема, соответствующая способу прогнозирования классификационного индекса сырых окатышей согласно варианту осуществления настоящей заявки. В частности, включены следующие этапы.

[00145] Этап S401. Количественная оценка скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды и количества подаваемого смешанного материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования, для получения характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование.

[00146] Следует отметить, что угол наклона тарели в окомкователе и угол наклона тарели окомкователя, упомянутые в настоящей заявке, имеют одинаковое значение. Количество подаваемого материала и количество подаваемого смешанного материала, упомянутые в настоящей заявке, имеют одинаковое значение.

[00147] Объемы данных и типы данных количества подаваемого материала, доли каждого компонента в смешанном материале, процентного содержания связующего, исходного влагосодержания смешанного материала, количества подаваемой воды, скорости вращения окомкователя и угла наклона тарели окомкователя различны в один и тот же момент. Следовательно, операции не могут быть выполнены непосредственно с этими объемами данных. В данном варианте осуществления настоящей заявки, учитывая, что доля каждого компонента, процентное содержание связующего и исходное влагосодержание смешанного материала представляют собой доли, выраженные в процентах, то есть, значения находятся в пределах интервала (0, 1), текущая скорость вращения окомкователя, текущее количество подаваемой воды и текущее количество подаваемого смешанного материала также могут быть количественно выражены в интервале (0, 1). Таким образом, могут быть выполнены операции с объемами данных доли каждого компонента, процентного содержания связующего, исходного влагосодержания смешанного материала, количества подаваемого материала, количества подаваемой воды, скорости вращения окомкователя и угла наклона тарели окомкователя.

[00148] В частности, при количественной оценке скорости вращения окомкователя (или угла наклона тарели окомкователя), соответствующий коэффициент масштабирования может быть представлен максимальной скоростью вращения окомкователя (или максимальным углом наклона тарели окомкователя). В частности, для расчета отношения скорости вращения окомкователя к максимальной скорости вращения окомкователя, может быть сделана ссылка к формуле (1):

[00149]

[00150] где Norm(n) представляет собой количественно выраженную скорость вращения окомкователя, п представляет собой скорость вращения окомкователя, и п представляет собой максимальную скорость вращения окомкователя. В соответствии с другим вариантом, Norm(n) представляет собой количественно выраженный угол наклона тарели окомкователя, n представляет собой угол наклона тарели окомкователя, и п представляет собой максимальный угол наклона окомкователя.

[00151] При количественной оценке количества подаваемой воды, соответствующий коэффициент масштабирования может быть представлен максимальным количеством подаваемой воды трубы для подачи воды в устройстве для подачи воды. В частности, для расчета отношения количества подаваемой воды к максимальному количеству подаваемой воды, может быть сделана ссылка к формуле (2):

[00152]

[00153] где Norm(s) представляет собой количественно выраженное количество подаваемой воды, s представляет собой количество подаваемой воды, и s_max представляет собой максимальное количество подаваемой воды.

[00154] Следует отметить, что система для подачи воды и устройство для подачи воды, упомянутые в настоящей заявке, имеют одинаковое значение.

[00155] При количественной оценке количества подаваемого смешанного материала, соответствующий коэффициент масштабирования представляет собой максимальное количество подаваемого материала ленточного весового дозатора. В частности, для расчета отношения количества подаваемого смешанного материала к максимальному количеству подаваемого материала бункера-питателя, может быть сделана ссылка к формуле (3):

[00156]

[00157] где Norm(m) представляет собой количественно выраженное количество подаваемого смешанного материала, m представляет собой количество подаваемого смешанного материала, и m_max представляет собой максимальное количество подаваемого материала ленточного весового дозатора.

[00158] Следует отметить, что питающий ленточный транспортер и подающий ленточный транспортер, упомянутые в настоящей заявке, имеют одинаковое значение. [00159] После количественной оценки, характеристический вектор, оказывающий влияние на ключевые факторы окомкования, представляет собой следующее:

[00160] X (k)=(N, x₁(k)_, x₂(k), x₃(k), x₄(k), x₅(k), x₆(k), x₇(k))=Norm(n, s, m, w, r, р, q)

[00161] где X (k) представляет собой характеристический вектор, оказывающий влияние на ключевые факторы окомкования; x₁(k), х₂(k), х₃(k), x₄(k), x₅(k), x₆(k), и x₇(k), соответственно, представляют собой количественно выраженную скорость вращения окомкователя, количественно выраженный угол наклона тарели окомкователя, количественно выраженное количество подаваемой воды, количественно выраженное количество подаваемого смешанного материала, долю каждого компонента в смешанном материале, процентное содержание связующего в смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала; N представляет собой количество типов компонентов в смешанном материале. х5(k) содержит информацию о типе и доле каждого компонента. В практическом применении, каждый компонент может быть пронумерован. В х5(k), номер компонента соответствует доле компонента.

[00162] Например, если в смешанном материале присутствуют три типа компонентов, соответственно, пронумерованных 1, 2 и 3, характеристический вектор, оказывающий влияние на ключевые факторы окомкования, может быть представлен следующим образом:

[00163]

[00164] где первое число 3 указывает на то, что смешанный материал содержит три других компонента помимо связующего; x₁ (k) представляет собой количественно выраженную текущую скорость вращения окомкователя; x₂ (k) представляет собой количественно выраженное количество подаваемой воды; х₃ (k) представляет собой количественно выраженное количество подаваемого смешанного материала; x₄ (k) представляет собой количественно выраженное количество подаваемого смешанного материала; представляет собой долю компонента под номером 1 в смешанном материале; представляет собой долю компонента под номером 2 в смешанном материале; представляет собой долю компонента под номером 3 в смешанном материале; x₆(k) представляет собой процентное содержание связующего в смешанном материале; и x₇(k) представляет собой исходное влагосодержание смешанного материала.

[00165] Этап S402. Введение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, в модель прогнозирования процентного содержания, для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования на основе отображения зависимости, заданного в модели прогнозирования процентного содержания.

[00166] Заданное отображение зависимости представляет собой отображение зависимости между характеристическим вектором, оказывающим влияние на окомкование, и прогнозируемыми классификационными индексами сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования.

[00167] В данном варианте осуществления настоящей заявки, классификационный индекс сырых окатышей может быть определен на основе прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, и прогнозируемые процентные значения сырых окатышей различных параметров включают прогнозируемое процентное значение кондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение некондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных средних окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных мелких окатышей и прогнозируемое процентное значение некондиционных мелких окатышей. То есть, в данном варианте осуществления настоящей заявки, классификационный индекс сырых окатышей может быть предсказан путем прогнозирования процентного содержания сырых окатышей различных параметров.

[00168] В данном случае, отображение зависимости также может представлять собой отображение зависимости между характеристическим вектором, оказывающим влияние на окомкование, и прогнозируемыми процентными значениями сырых окатышей различных параметров.

[00169] В частности, отображение зависимости включает прогнозируемое процентное значение сырых окатышей в один и тот же период и с разными шагами. Весь процесс окомкования окомкователя может быть разделен на множество шагов согласно фактическим техническим требованиям, например, один шаг составляет десять секунд. Таким образом, модель прогнозирования процентного содержания позволяет получить следующие прогнозируемые процентные значения множества шагов на основе отображение зависимости:

[00170] у(k|k), у(k|k+1), у(k|k+2), …, и у(k|k+j)

[00171] где j представляет собой шаг прогнозирования, и k представляет собой конкретный момент прогнозирования.

[00172] В варианте осуществления настоящей заявки, прогнозируемые процентные значения сырых окатышей различных параметров включают прогнозируемое процентное значение кондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение некондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных средних окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных мелких окатышей и прогнозируемое процентное значение некондиционных мелких окатышей.

[00173] В соответствии с диаметром сырых окатышей, сырые окатыши могут быть сгруппированы в соответствии с пятью параметрами, т.е. кондиционные крупные окатыши, некондиционные крупные окатыши, кондиционные средние окатыши, кондиционные мелкие окатыши, некондиционные мелкие окатыши. Как показано в Таблице 1, представлен ряд примеров процентных диапазонов сырых окатышей различных параметров, которые соответствуют требованиям для процесса окомкования. Когда диаметр сырого окатыша (обозначенный как d в Таблице 1) больше или равен 5 мм и меньше 8 мм, сырой окатыш представляет собой некондиционный мелкий окатыш. Когда диаметр сырого окатыша больше или равен 8 мм и меньше 11 мм, сырой окатыш представляет собой кондиционный мелкий окатыш. Когда диаметр сырого окатыша больше или равен 11 мм и меньше 14 мм, сырой окатыш представляет собой кондиционный средний окатыш. Когда диаметр сырого окатыша больше или равен 14 мм и меньше 16 мм, сырой окатыш представляет собой кондиционный крупный окатыш. Когда диаметр сырого окатыша больше или равен 16 мм, сырой окатыш представляет собой некондиционный крупный окатыш.

[00174] Процентный заданный диапазон некондиционных мелких окатышей меньше или равен 7%; процентный заданный диапазон кондиционных мелких окатышей меньше или равен 30%; процентный заданный диапазон кондиционных средних окатышей меньше или равен 55%; процентный заданный диапазон кондиционных крупных окатышей меньше или равен 20%; и процентный заданный диапазон некондиционных крупных окатышей меньше или равен 15%.

[00175] Когда процентное содержание сырых окатышей для каждого из различных параметров соответствует заданным диапазонам в Таблице 1, и сумма всех процентных значений составляет 100%, можно считать, что сырые окатыши обладают хорошим качеством. И наоборот, можно считать, что качество сырого окатыша является ненадлежащим.

[00176] В варианте осуществления настоящей заявки, модель прогнозирования процентного содержания может быть определена на основе модели прогнозирования с использованием нейронной сети с долгой краткосрочной памятью LSTM. Как показано на ФИГ. 5, ФИГ. 5 представляет собой блок-схему, соответствующую способу создания модели прогнозирования процентного содержания согласно варианту осуществления настоящей заявки. В частности, включены следующие этапы.

[00177] Этап S501. Получение данных выборки в N исторических периодах прогнозирования.

[00178] Данные выборки в каждом историческом периоде прогнозирования включают историческую скорость вращения окомкователя, исторический угол наклона тарели окомкователя, историческое количество подаваемой воды, информацию об историческом сырье окомкователя для получения выборочных сырых окатышей, а также измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров. Информация об историческом сырье включает историческое количество подаваемого материала, тип и долю каждого компонента в историческом смешанном материале, процентное содержание связующего в историческом смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала в историческом смешанном материале. Измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров получают посредством расчета после получения изображений и анализа выборочных сырых окатышей в каждом историческом периоде прогнозирования с использованием метода гранулометрического анализа.

[00179] В частности, измеренный классификационный индекс выборочных сырых окатышей может быть представлен измеренным процентным значением выборочных сырых окатышей различных параметров. Существует множество методов получения измеренного процентного значения выборочных сырых окатышей различных параметров с использованием метода гранулометрического анализа. К примеру, гранулометрический анализ может быть выполнен с использованием метода ручного отбора. В качестве другого примера, гранулометрический анализ может быть выполнен с использованием метода машинного зрения.

[00180] Содержание выполнения гранулометрического анализа с использованием метода машинного зрения, в частности, описано ниже.

[00181] Как показано на ФИГ. 2, система управления может дополнительно включать устройство для получения изображений 41 и устройство для обработки изображений 42. Устройство для получения изображений 41 расположено в разгрузочном отверстии окомкователя и соединено с устройством для обработки изображений 42. Устройство для обработки изображений 42 соединено с центральным процессором 5.

[00182] В ходе процесса гранулометрического анализа системы управления, устройство для получения изображений 41 взаимодействует с устройством для обработки изображений 42 для получения измеренных процентных значений выборочных сырых окатышей различных параметров. В частности, ссылаясь на ФИГ. 6, на ФИГ. 6 в качестве примера представлено схематическое изображение рабочей блок-схемы гранулометрического анализа системы управления окомкователем согласно варианту осуществления настоящей заявки.

[00183] Устройство для получения изображений 41 может быть выполнено с возможностью осуществления следующих этапов S601 и S602.

[00184] Этап S601. Получение данных изображения выпускного отверстия для окатышей окомкователя.

[00185] Следует отметить, что разгрузочное отверстие окомкователя и выпускное отверстие для окатышей окомкователя, упомянутые в настоящей заявке, имеют одинаковое значение.

[00186] Этап S602. Отправка данных изображения выпускного отверстия для окатышей в устройство для обработки изображений.

[00187] Устройство для обработки изображений 42 может быть выполнено с возможностью осуществления следующих этапов S603-S610.

[00188] Этап S603. Выполнение предварительной обработки изображения с использованием данных изображения выпускного отверстия для окатышей, для разделения данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона.

[00189] Этап S604. Получение центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша.

[00190] Этап S605. Определение контура выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона.

[00191] Этап S606. Получение размера частицы выборочного сырого окатыша на основе центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша и контура выборочного сырого окатыша.

[00192] Этап S607. Определение параметра выборочного сырого окатыша на основе размера частицы выборочного сырого окатыша и заданного соответствия между фракцией частиц и параметром сырого окатыша.

[00193] Этап S608. Расчет общего количества выборочных сырых окатышей в исторических периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров.

[00194] Этап S609. Определение измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей на основе общего количества выборочных сырых окатышей в исторических периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров.

[00195] Этап S610. Отправка измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей в центральный процессор.

[00196] Этап S502. Количественная оценка исторической скорости вращения окомкователя, исторического угла наклона тарели окомкователя, исторического количества подаваемой воды и исторического количества подаваемого смешанного материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования.

[00197] Следует отметить, что этап S502 на ФИГ. 5 в отношении исторической скорости вращения привода, исторического количества подаваемой воды и исторического количества подаваемого смешанного материала, количественной оценки исторической скорости вращения окомкователя, исторического угла наклона тарели окомкователя, исторического количества подаваемой воды и исторического количества подаваемого смешанного материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования имеет такое же значение, что и этап S502 в описании количественной оценки исторической скорости вращения окомкователя, исторического угла наклона тарели окомкователя, исторического количества подаваемой воды и исторического количества подаваемого смешанного материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования.

[00198] Следует отметить, что для конкретного метода количественной оценки, может быть сделана ссылка на приведенное выше описание, и подробное описание не будет представлено повторно в данном документе.

[00199] Этап S503. Получение характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, на основе количественно выраженной исторической скорости вращения окомкователя, количественно выраженного исторического угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного исторического количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого исторического смешанного материала, типа и доли каждого компонента в историческом смешанном материале, процентного содержания связующего в историческом смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в историческом смешанном материале.

[00200] Следует отметить, что для конкретного метода количественной оценки, может быть сделана ссылка на приведенное выше описание, и подробное описание не будет представлено повторно в данном документе.

[00201] Этап S504. Использование характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, в качестве входных данных модели прогнозирования, и использование фактических процентных значений выборочных сырых окатышей различных параметров в N исторических периодах прогнозирования в качестве выходных данных модели прогнозирования, для обучения модели прогнозирования процентного содержания с использованием метода обратного распространения ошибки.

[00202] Модуль обучения прогнозирования процентного содержания обучает модель нейронной сети LSTM с использованием метода обратного распространения ошибки на основе входных данных обучающей выборки и выходных данных обучающей выборки. Метод обратного распространения ошибки представляет собой алгоритм обучения, подходящий для многослойной нейронной сети, который предписывает многослойной нейронной сети итерировать посредством распространения воздействия и модификации весов, до тех пор, пока ответ (выходные данные) на входные данные не попадет в заданный целевой диапазон.

[00203] Этап S505. Непрерывное обновление весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения модели прогнозирования процентного содержания посредством итеративного обучения.

[00204] Этап S506. Если разница между прогнозируемым процентным значением модели прогнозирования процентного содержания для выборочных сырых окатышей различных параметров и фактическим процентным значением выборочных сырых окатышей различных параметров находится в заданном диапазоне допустимых значений, или если модель прогнозирования процентного содержания достигает заданного максимального числа итераций в ходе итерационной операции, завершение обучения и сохранение весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения, обновленных последними. Таким образом, получают динамическое отображение зависимости между характеристическим вектором, оказывающим влияние на окомкование, и прогнозируемыми процентными значениями сырых окатышей различных параметров или динамическую модель прогнозирования на основе нейронной сети LSTM.

[00205] В ходе данного процесса, прямая передача сигнала в момент к (то есть, выходной сигнал LSTM в момент к) выражен следующим образом:

[00206]

[00207] где Y_k-1 представляет собой выходной сигнал в момент k-1, X_k представляет собой входной вектор в момент k, σ представляет собой сигмоидную функцию, W_f и b_f представляют собой вектор весов и составляющую смещения забывающего гейта, W_i и b_i представляют собой вектор весов и составляющую смещения входного гейта, W_c и b_c представляют собой вектор весов и составляющую смещения состояния нейрона, W_o и b_o представляют собой вектор весов и составляющую смещения выходного гейта, c_k представляет собой текущее состояние, и с_к-1 представляет собой состояние в предыдущий момент.

[00208] Учитывая износ устройства, перенос рабочих условий, а также изменения точки определения в реальном процессе, характеристический вектор, оказывающий влияние на окомкование, может сделать модель прогнозирования процентного содержания неприменимой. Чтобы увеличить применимый диапазон и точность модели прогнозирования, в варианте осуществления настоящей заявки дополнительно представлен способ обновления модели прогнозирования процентного содержания в режиме постоянного подключения к сети Интернет.

[00209] В частности, параметры модели соответствующим образом корректируют на основе отклонения в процессе прогнозирования при использовании в режиме постоянного подключения к сети Интернет обучающей модели.

[00210] В отношении вектора, оказывающего влияние на окомкование, в варианте осуществления настоящей заявки, гранулометрический индекс модели, в основном, используют для определения того, существует ли необходимость корректировки модели и каким образом корректировать модель. Как правило, среднеквадратическую ошибку прогнозируемого значения и измеренного значения могут применять в качестве гранулометрического индекса, и затем согласно закону статистического распределения гранулометрического индекса, предварительно устанавливают предел статистической достоверности для определения необходимости инициирования обновления и требуемого метода обновления.

[00211] Рекуррентный метод оценивания параметров модели выбирают, если на основе результата индексного анализа установлено, что характеристика процесса постепенно изменяется. Модель прогнозирования обновляют с использованием рекуррентной идентификации в движущемся окне, при этом этапы представлены следующим образом.

[00212] Установлено, что набор выборочных данных исходной модели прогнозирования представляет собой S={[X¹Y¹],[X^t,Y^t]}, и t представляет собой общее количество выборок. При получении нового значения измерения [X^m, Y^m], его добавляют в набор выборочных данных, и исключают самую старую выборку. Новый набор выборочных данных представляет собой:

[00213] S={[X²,Y²], …,[X^t,Y^t],[X^m,Y^m]}.

[00214] Затем, алгоритм обучения тренируют с использованием новой выборки для получения новой модели прогнозирования.

[00215] Метод мгновенного обучения выбирают, если на основе результата индексного анализа установлено, что характеристика процесса резко изменяется. Выборки данных, аналогичные текущему состоянию измерения в данных выборки исторических периодов, выбирают для преобразования модели прогнозирования.

[00216] Этап S311. Расчет значения отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования.

[00217] В частности, на основе прогнозируемого процентного значения каждого типа сырых окатышей с разными шагами прогнозирования в каждом периоде прогнозирования и заданного эталонного (целевого) процентного значения каждого типа сырых окатышей с разными шагами в одном периоде прогнозирования, рассчитывают значение отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с разными шагами в периоде и эталонным значением.

[00218] Значение отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с разными шагами в каждом периоде прогнозирования и эталонным значением может быть получено согласно формуле (4):

[00219]

[00220] В формуле (4), E(k|k+j) представляет собой значение отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом; у_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; j=1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

[00221] Этап S312. Введение значений отклонения классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования в оптимизационную модель скользящей средней для получения подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, подлежащего регулированию количества подаваемого материала и подлежащего регулированию количества подаваемой воды, управление контроллером скорости вращения для регулирования скорости вращения окомкователя в качестве подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, управление контроллером угла наклона для регулирования угла наклона тарели окомкователя в качестве подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, управление контроллером подачи материала для регулирования количества подаваемого материала, подводимого в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемого материала, и управление контроллером подачи воды для регулирования количества подаваемой воды, подводимой в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемой воды.

[00222] Следует отметить, что подлежащее регулированию количество подаваемого материала и подлежащее корректированию количество подаваемого материала, упомянутые в настоящей заявке, имеют одинаковое значение.

[00223] В частности, значения отклонения между процентными содержаниями различных типов сырых окатышей со множеством шагов в одном периоде прогнозирования и эталонным значением вводят в оптимизационную модель скользящей средней для получения подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, подлежащего регулированию количества подаваемого материала и подлежащего регулированию количества подаваемой воды. Контроллером скорости вращения управляют для регулирования скорости вращения окомкователя в качестве подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя. Контроллером угла наклона управляют для регулирования угла наклона тарели окомкователя в качестве подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя. Контроллером подачи материал управляют для регулирования количества подаваемого материала, подводимого в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемого материала. Контроллером подачи воды управляют для регулирования количества подаваемой воды, подводимой в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемой воды.

[00224] Оптимизационная модель скользящей средней выполнена с возможностью расчета соответствующей скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала и количества подаваемой воды, когда среднеквадратическое отклонение между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей в одном периоде прогнозирования и эталонным значением является минимальным, при условии, что тип и доля компонента в смешанном материале, процентное содержание связующего и исходное влагосодержание смешанного материала остаются неизменными.

[00225] Значение отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением может быть получено согласно формуле (5):

[00226]

[00227] где ошибку значения отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом прогнозирования; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; j=0, 1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 0; и k=1, 2, …, n, где n представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

[00228] Следует отметить, что в упомянутых выше вариантах осуществления, тарельчатый окомкователь приведен только в качестве примера. Несомненно, система прогнозирования качества сырых окатышей, представленная в варианте осуществления настоящей заявки, также применима для барабанного окомкователя.

[00229] В вариантах осуществления настоящей заявки, классификационные индексы сырых окатышей прогнозируют на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, количества подаваемого смешанного материала, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования. Скорость вращения окомкователя, угол наклона тарели окомкователя, количество подаваемого материала и количество подаваемой воды оптимизируют с использованием оптимизационной модели скользящей средней на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования, для управления, в режиме реального времени, скоростью вращения окомкователя, углом наклона тарели окомкователя, количеством подаваемого материала, подводимого в окомкователь, и количеством подаваемой воды, подводимой в окомкователь. Таким образом, фактический классификационный индекс сырых окатышей может соответствовать заданному стандарту, и таким образом, может быть улучшено качество окомкования окомкователя.

[00230] Ниже представлен вариант осуществления способа согласно настоящей заявке. Для подробностей, не раскрытых в варианте осуществления способа согласно настоящей заявке, может быть сделана ссылка к варианту осуществления системы согласно настоящей заявке.

[00231] На ФИГ. 7 в качестве примера представлена блок-схема, соответствующая способу управления окомкователем согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на ФИГ. 7, способ может включать следующие этапы.

[00232] Этап S701. Прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования.

[00233] Этап S702. Расчет значения отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования.

[00234] Этап S703. Введение значений отклонения классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования в оптимизационную модель скользящей средней для получения подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, подлежащего регулированию количества подаваемого материала и подлежащего регулированию количества подаваемой воды.

[00235] Контроллером скорости вращения управляют для регулирования скорости вращения окомкователя в качестве подлежащей регулирования скорости вращения окомкователя. Контроллером угла наклона управляют для регулирования угла наклона тарели окомкователя в качестве подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя. Контроллером подачи материала управляют для регулирования количества подаваемого материала, подводимого в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемого материала. Контроллером подачи воды управляют для регулирования количества подаваемой воды, подводимой в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемой воды.

[00236] Множество периодов прогнозирования включают текущий период и периоды, следующие за текущим периодом; и оптимизационная модель скользящей средней выполнена с возможностью расчета соответствующей скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала и количества подаваемой воды, когда среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования является минимальным, при условии, что тип и доля каждого компонента в смешанном материале, процентное содержание связующего в смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала остаются неизменными.

[00237] При необходимости, классификационный индекс сырых окатышей определяют на основе прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, и прогнозируемые процентные значения сырых окатышей различных параметров включают прогнозируемое процентное значение кондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение некондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных средних окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных мелких окатышей, а также прогнозируемое процентное значение некондиционных мелких окатышей.

[00238] Значение отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования получают согласно следующей формуле:

[00239] E(k|k+j)={(r₁(j)-y₁(k|k+j)), r₂(j)-y₂(k|k+j), …, r_i(j)-y_i(k|k+j)}

[00240] где E(k|k+j) представляет собой значение отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; и j=1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

[00241] При необходимости, среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования получают согласно следующей формуле:

[00242]

[00243] где σ (k|k+j) представляет собой среднеквадратическую ошибку значения

отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом прогнозирования; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; j=0, 1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 0; и k=1, 2, …, n, где n представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

[00244] При необходимости, прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования, в частности, выполняют согласно следующим этапам:

[00245] количественная оценка скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды и количества подаваемого материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования;

[00246] получение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, на основе количественно выраженной скорости вращения окомкователя, количественно выраженного угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого материала, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала; и

[00247] введение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, в модель прогнозирования процентного содержания для получения прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, при этом модель прогнозирования процентного содержания включает отображение зависимости между характеристическим вектором, оказывающим влияние на окомкование, и прогнозируемыми процентными значениями сырых окатышей различных параметров.

[00248] При необходимости, коэффициент масштабирования, соответствующий скорости вращения окомкователя, представляет собой максимальную скорость вращения окомкователя.

[00249] Коэффициент масштабирования, соответствующий количеству подаваемой воды, представляет собой максимальное количество подаваемой воды трубы для подачи воды в системе для подачи воды.

[00250] Коэффициент масштабирования, соответствующий количеству подаваемого материала, представляет собой максимальное количество подаваемого материала подающего ленточного транспортера.

[00251] Коэффициент масштабирования, соответствующий углу наклона тарели окомкователя, представляет собой максимальный угол наклона окомкователя.

[00252] При необходимости, модель прогнозирования процентного содержания получают следующим образом:

[00253] получение данных выборки в N исторических периодах прогнозирования, при этом данные выборки в каждом историческом периоде прогнозирования включают историческую скорость вращения окомкователя, исторический угол наклона тарели окомкователя, историческое количество подаваемой воды, информацию об историческом сырье окомкователя для получения выборочных сырых окатышей, а также измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров; информация об историческом сырье включает историческое количество подаваемого материала, тип и долю каждого компонента в историческом смешанном материале, процентное содержание связующего в историческом смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала в историческом смешанном материале; измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров получают посредством анализа и расчета после получения и обработки изображений выборочных сырых окатышей в каждом историческом периоде прогнозирования с применением метода машинного зрения;

[00254] количественная оценка исторической скорости вращения окомкователя, исторического угла наклона тарели окомкователя, исторического количества подаваемой воды и исторического количества подаваемого материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования;

[00255] получение характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, на основе количественно выраженной исторической скорости вращения окомкователя, количественно выраженного исторического угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного исторического количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого материала, типа и доли каждого компонента в историческом смешанном материале, процентного содержания связующего в историческом смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в историческом смешанном материале;

[00256] использование характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкования, в качестве входных данных модели прогнозирования, и использование фактических процентных значений выборочных сырых окатышей различных параметров в N исторических периодах прогнозирования в качестве выходных данных модели прогнозирования, для обучения модели прогнозирования процентного содержания с применением метода обратного распространения ошибки;

[00257] непрерывное обновление весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения модели прогнозирования процентного содержания посредством итеративного обучения; и

[00258] если разница между прогнозируемым процентным значением модели прогнозирования процентного содержания для выборочных сырых окатышей различных параметров и фактическим процентным значением выборочных сырых окатышей различных параметров находится в заданном диапазоне допустимых значений, или если модель прогнозирования процентного содержания достигает заданного максимального числа итераций в ходе итерационной операции, завершение обучения и сохранение весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения, обновленных последними.

[00259] При необходимости, модель прогнозирования процентного содержания определяют на основе модели прогнозирования с использованием нейронной сети с долгой краткосрочной памятью LSTM.

[00260] При необходимости, система дополнительно включает устройство для получения изображений и устройство для обработки изображений. Устройство для получения изображений расположено в разгрузочном отверстии окомкователя и соединено с устройством для обработки изображений. Устройство для обработки изображений соединено с центральным процессором.

[00261] Устройство для получения изображений выполнено с возможностью выполнения следующего этапа: получение данных изображения выпускного отверстия для окатышей окомкователя, и отправка данных изображения выпускного отверстия для окатышей в устройство для обработки изображений.

[00262] Устройство для обработки изображений выполнено с возможностью осуществления следующих этапов:

[00263] выполнение предварительной обработки изображения с использованием данных изображения выпускного отверстия для окатышей для разделения данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона;

[00264] получение центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша;

[00265] определение контура выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона;

[00266] получение размера частицы выборочного сырого окатыша на основе центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша и контура выборочного сырого окатыша;

[00267] определение параметра выборочного сырого окатыша на основе размера частицы выборочного сырого окатыша и заданного соответствия между фракцией частиц и параметром сырого окатыша;

[00268] расчет общего количества выборочных сырых окатышей в исторических периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров; и

[00269] определение измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей на основе общего количества выборочных сырых окатышей в исторических периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров, и отправка измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей в центральный процессор.

[00270] При необходимости, контроллер скорости вращения выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[00271] определение скорости вращения окомкователя в текущем периоде, и отправка скорости вращения окомкователя в центральный процессор.

[00272] Контроллер угла наклона выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[00273] определение угла наклона тарели окомкователя в текущем периоде, и отправка угла наклона тарели окомкователя в центральный процессор.

[00274] Контроллер подачи воды выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[00275] определение количества подаваемой воды, подводимой устройством для подачи воды в окомкователь, в текущем периоде, и отправка количества подаваемой воды в центральный процессор.

[00276] Контроллер подачи материала выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

[00277] определение типа и доли каждого компонента в смешанном материале, подводимом ленточным весовым дозатором в окомкователь, в текущем периоде, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала, и отправка типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в центральный процессор.

[00278] В варианте осуществления настоящей заявки, скорость вращения окомкователя, угол наклона тарели окомкователя, количество подаваемого материала и количество подаваемой воды оптимизируют с использованием оптимизационной модели скользящей средней, для управления, в режиме реального времени, скоростью вращения окомкователя, углом наклона тарели окомкователя, количеством подаваемого материала, подводимого в окомкователь, и количеством подаваемой воды, подводимой в окомкователь. Таким образом, фактический классификационный индекс сырых окатышей может соответствовать заданному стандарту, и таким образом, может быть улучшено качество окомкования окомкователя.

[00279] Для аналогичных частей между вариантами осуществления, представленными в настоящей заявке, могут быть сделаны ссылки друг на друга. Конкретные варианты реализации, описанные выше, представляют собой лишь некоторые примеры в соответствии с общей концепцией настоящей заявки и не представляют собой каких-либо ограничений объема правовой охраны настоящей заявки. Для специалиста в данной области техники, любые другие варианты реализации, полученные в соответствии с решениями настоящей заявки без приложения эффективных усилий, подпадают в объем правовой охраны настоящей заявки.

Группа изобретений относится к системе управления и способу управления окомкователем. Система включает контроллер скорости вращения, контроллер угла наклона, контроллер подачи воды, контроллер подачи материала и центральный процессор. Центральный процессор выполнен с возможностью осуществления следующих этапов: прогнозирование классификационных индексов сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования; и оптимизация, с использованием оптимизационной модели скользящей средней, скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала и количества подаваемой воды на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования, для управления, в режиме реального времени, скоростью вращения окомкователя, углом наклона тарели окомкователя, количеством подаваемого материала, подводимого в окомкователь, и количеством подаваемой воды, подводимой в окомкователь. Таким образом, фактический классификационный индекс сырых окатышей может соответствовать заданному стандарту, и таким образом, может быть улучшено качество окомкования окомкователя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

1. Система управления окомкователем, содержащим устройство для подачи воды и ленточный весовой дозатор, в котором точка выпуска воды устройства для подачи воды расположена в точке питания окомкователя и в области образования окатышей в окомкователе, и выполнена с возможностью подведения воды в окомкователь; ленточный весовой дозатор выполнен с возможностью подведения смешанного материала в окомкователь; точка падения материала ленточного весового дозатора представляет собой точку питания окомкователя; отличающаяся тем, что система включает контроллер скорости вращения, соединенный с окомкователем, контроллер угла наклона, соединенный с окомкователем, контроллер подачи воды, соединенный с устройством для подачи воды, контроллер подачи материала, соединенный с ленточным весовым дозатором, и центральный процессор, соответственно соединенный с контроллером скорости вращения, контроллером угла наклона, контроллером подачи воды и контроллером подачи материала, при этом центральный процессор выполнен с возможностью осуществления следующих этапов:

получение скорости вращения окомкователя, отправленной контроллером скорости вращения, угла наклона тарели окомкователя, отправленного контроллером угла наклона, количества подаваемой воды, отправленного контроллером подачи воды, а также типа и доли каждого компонента, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала, отправленных контроллером подачи материала;

прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования;

расчет значения отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования;

введение значений отклонения классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования в оптимизационную модель скользящей средней для получения подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, подлежащего регулированию количества подаваемого материала и подлежащего регулированию количества подаваемой воды, управление контроллером скорости вращения для регулирования скорости вращения окомкователя в качестве подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, управление контроллером угла наклона для регулирования угла наклона тарели окомкователя в качестве подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, управление контроллером подачи материала для регулирования количества подаваемого материала, подводимого в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемого материала, и управление контроллером подачи воды для регулирования количества подаваемой воды, подводимой в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемой воды, при этом множество периодов прогнозирования включают текущий период и периоды, следующие за текущим периодом; и оптимизационная модель скользящей средней выполнена с возможностью расчета соответствующей скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала и количества подаваемой воды, когда среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования является минимальным, при условии, что тип и доля каждого компонента в смешанном материале, процентное содержание связующего в смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала остаются неизменными.

2. Система управления по п. 1, отличающаяся тем, что классификационный индекс сырых окатышей определяют на основе прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, и прогнозируемые процентные значения сырых окатышей различных параметров включают прогнозируемое процентное значение кондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение некондиционных крупных окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных средних окатышей, прогнозируемое процентное значение кондиционных мелких окатышей и прогнозируемое процентное значение некондиционных мелких окатышей; и

значение отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования получают согласно следующей формуле:

,

где E(k|k+j) представляет собой значение отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение сырых окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=1, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; и j=1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

3. Система управления по п. 2, отличающаяся тем, что среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования получают согласно следующей формуле:

,

где σ (k|k+j) представляет собой среднеквадратическую ошибку значения отклонения между процентным содержанием каждого типа сырых окатышей с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования и эталонным значением; r_i(j) представляет собой целевое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом прогнозирования; y_i(k|k+j) представляет собой прогнозируемое процентное значение мелких окатышей i^ого параметра с j^ым шагом в k^ом периоде прогнозирования; i=l, 2, …, d, где d представляет собой целое число, которое больше или равно 1; j=0, 1, 2, …, m, где m представляет собой целое число, которое больше или равно 0; и k=1, 2, …, n, где n представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

4. Система управления по п. 1, отличающаяся тем, что прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования, в частности выполняют согласно следующим этапам:

количественная оценка скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды и количества подаваемого материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования;

получение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, на основе количественно выраженной скорости вращения окомкователя, количественно выраженного угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого материала, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала; и

введение характеристического вектора, оказывающего влияние на окомкование, в модель прогнозирования процентного содержания для получения прогнозируемых процентных значений сырых окатышей различных параметров, при этом модель прогнозирования процентного содержания включает отображение зависимости между характеристическим вектором, оказывающим влияние на окомкование, и прогнозируемыми процентными значениями сырых окатышей различных параметров.

5. Система управления по п. 4, отличающаяся тем, что коэффициент масштабирования, соответствующий скорости вращения окомкователя, представляет собой максимальную скорость вращения окомкователя;

коэффициент масштабирования, соответствующий количеству подаваемой воды, представляет собой максимальное количество подаваемой воды трубы для подачи воды в системе для подачи воды;

коэффициент масштабирования, соответствующий количеству подаваемого материала, представляет собой максимальное количество подаваемого материала подающего ленточного транспортера; и

коэффициент масштабирования, соответствующий углу наклона тарели окомкователя, представляет собой максимальный угол наклона окомкователя.

6. Система управления согласно п. 4, отличающаяся тем, что модель прогнозирования процентного содержания получают следующим образом:

получение данных выборки в N предыдущих периодах прогнозирования, при этом данные выборки в каждом предыдущем периоде прогнозирования включают предыдущую скорость вращения окомкователя, предыдущий угол наклона тарели окомкователя, предыдущее количество подаваемой воды, информацию об предыдущем сырье окомкователя для получения выборочных сырых окатышей, а также измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров; информация об предыдущем сырье включает предыдущее количество подаваемого материала, тип и долю каждого компонента в предыдущем смешанном материале, процентное содержание связующего в предыдущем смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала в предыдущем смешанном материале; измеренные процентные значения выборочных сырых окатышей различных параметров получают посредством анализа и расчета после получения и обработки изображений выборочных сырых окатышей в каждом предыдущем периоде прогнозирования с использованием метода машинного зрения;

количественная оценка предыдущей скорости вращения окомкователя, предыдущего угла наклона тарели окомкователя, предыдущего количества подаваемой воды и предыдущего количества подаваемого материала в одном и том же интервале на основе соответствующих коэффициентов масштабирования;

получение характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, на основе количественно выраженной предыдущей скорости вращения окомкователя, количественно выраженного предыдущего угла наклона тарели окомкователя, количественно выраженного предыдущего количества подаваемой воды, количественно выраженного количества подаваемого материала, типа и доли каждого компонента в предыдущем смешанном материале, процентного содержания связующего в предыдущем смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в предыдущем смешанном материале;

использование характеристических векторов N выборок, оказывающих влияние на окомкование, в качестве входных данных модели прогнозирования, и использование фактических процентных значений выборочных сырых окатышей различных параметров в N предыдущих периодах прогнозирования в качестве выходных данных модели прогнозирования для обучения модели прогнозирования процентного содержания с использованием метода обратного распространения ошибки;

непрерывное обновление весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения модели прогнозирования процентного содержания посредством итеративного обучения; и

если разница между прогнозируемым процентным значением модели прогнозирования процентного содержания для выборочных сырых окатышей различных параметров и фактическим процентным значением выборочных сырых окатышей различных параметров находится в заданном диапазоне допустимых значений, или если модель прогнозирования процентного содержания достигает заданного максимального числа итераций в ходе итерационной операции, завершение обучения и сохранение весового параметра, параметра смещения и коэффициента обучения, обновленных последними.

7. Система управления по п. 6, отличающаяся тем, что модель прогнозирования процентного содержания определяют на основе модели прогнозирования с использованием нейронной сети с долгой краткосрочной памятью LSTM.

8. Система управления по п. 6, отличающаяся тем, что система дополнительно включает устройство для получения изображений и устройство для обработки изображений, устройство для получения изображений расположено в разгрузочном отверстии окомкователя и соединено с устройством для обработки изображений, и устройство для обработки изображений соединено с центральным процессором;

устройство для получения изображений выполнено с возможностью осуществления следующего этапа: получение данных изображения выпускного отверстия для окатышей окомкователя, и отправка данных изображения выпускного отверстия для окатышей в устройство для обработки изображений; и

устройство для обработки изображений выполнено с возможностью осуществления следующих этапов:

выполнение предварительной обработки изображения с использованием данных изображения выпускного отверстия для окатышей для разделения данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона;

получение центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша;

определение контура выборочного сырого окатыша на основе данных изображения выборочного сырого окатыша и данных изображения фона;

получение размера частицы выборочного сырого окатыша на основе центрального яркого пятна выборочного сырого окатыша и контура выборочного сырого окатыша;

определение параметра выборочного сырого окатыша на основе размера частицы выборочного сырого окатыша и заданного соответствия между фракцией частиц и параметром сырого окатыша;

расчет общего количества выборочных сырых окатышей в предыдущих периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров; и

определение измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей на основе общего количества выборочных сырых окатышей в предыдущих периодах и количества выборочных сырых окатышей различных параметров, и отправка измеренного классификационного индекса выборочных сырых окатышей в центральный процессор.

9. Система управления по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что контроллер скорости вращения выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

определение скорости вращения окомкователя в текущем периоде, и отправка скорости вращения окомкователя в центральный процессор;

контроллер угла наклона выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

определение угла наклона тарели окомкователя в текущем периоде, и отправка угла наклона тарели окомкователя в центральный процессор;

контроллер подачи воды выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

определение количества подаваемой воды, подводимой устройством для подачи воды в окомкователь, в текущем периоде, и отправка количества подаваемой воды в центральный процессор; и

контроллер подачи материала выполнен с возможностью осуществления следующего этапа:

определение типа и доли каждого компонента в смешанном материале, подводимом ленточным весовым дозатором в окомкователь, в текущем периоде, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала, и отправка типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала в центральный процессор.

10. Способ управления окомкователем, отличающийся тем, что способ включает: прогнозирование процентного содержания каждой фракции частиц сырых окатышей на основе скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемой воды, типа и доли каждого компонента в смешанном материале, количества подаваемого смешанного материала, процентного содержания связующего в смешанном материале и исходного влагосодержания смешанного материала для получения прогнозируемых классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования;

расчет значения отклонения классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования на основе прогнозируемого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования и заданного целевого классификационного индекса сырых окатышей в каждом периоде прогнозирования;

введение значений отклонения классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования в оптимизационную модель скользящей средней для получения подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, подлежащего регулированию количества подаваемого материала и подлежащего регулированию количества подаваемой воды, управление контроллером скорости вращения для регулирования скорости вращения окомкователя в качестве подлежащей регулированию скорости вращения окомкователя, управление контроллером угла наклона для регулирования угла наклона тарели окомкователя в качестве подлежащего регулированию угла наклона тарели окомкователя, управление контроллером подачи материала для регулирования количества подаваемого материала, подводимого в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемого материала, и управление контроллером подачи воды для регулирования количества подаваемой воды, подводимой в окомкователь, в качестве подлежащего регулированию количества подаваемой воды,

при этом множество периодов прогнозирования включают текущий период и периоды, следующие за текущим периодом; и оптимизационная модель скользящей средней выполнена с возможностью расчета соответствующей скорости вращения окомкователя, угла наклона тарели окомкователя, количества подаваемого материала и количества подаваемой воды, когда среднеквадратическое отклонение классификационных индексов сырых окатышей во множестве периодов прогнозирования является минимальным, при условии, что тип и доля каждого компонента в смешанном материале, процентное содержание связующего в смешанном материале и исходное влагосодержание смешанного материала остаются неизменными.