Автоматизированное управление вращающейся печью на основе анализа изображений с использованием нечеткой логики

РЕФЕРАТ. В статье рассмотрен метод оценки состояния зоны спекания вращающейся цементной печи на основе распознавания изображений. Описан блок советующего управления печью на основе этой оценки, периода одного оборота печи и относительного изменения температуры отходящих газов с использованием алгоритмов нечеткой логики. Разработана база советующего управления, состоящая из 72 продукционных правил управления печью мокрого способа производства, выведенной на регламентный режим работы. На основе разработанного блока предложена структура нечеткой системы управления цементной печью мокрого способа производства, применимая как самостоятельно, так и в составе существующих систем управления вращающимися печами.

Ключевые слова: вращающаяся цементная печь, мокрый способ производства, зона спекания, оценка состояния, распознавание изображений, техническое зрение, база правил, нечеткая логика.

Keywords: cement rotary kiln, wet processing, sintering zone, assessment, image recognition, machine vision, rule database, fuzzy logic.

Введение

Разработка и модернизация автоматизированных систем управления вращающимися печами является важной задачей на предприятиях промышленности строительных материалов при производстве цемента, керамзита, извести. Особенно это актуально для цементных печей мокрого способа производства, поскольку работа с ними до настоящего времени полностью не автоматизирована. Обслуживающий персонал, как правило, визуально наблюдает за параметрами обжига в зонах спекания и охлаждения печи и использует их в дальнейшем для принятия решений по управлению печью на основе субъективных оценок.

Достаточно подробный обзор и анализ современных подходов к мониторингу и управлению вращающимися печами, в том числе на основе систем технического зрения (СТЗ), обобщающий материалы 52 работ, приведен в обзоре [1]. В нем наряду с методами мониторинга печей на основе СТЗ представлены лингвистические и аналитические подходы к построению различных моделей вращающихся печей мокрого способа производства цемента, в том числе с применением правил нечеткой логики. В обзоре описан также ряд визуально определяемых параметров работы этих печей, которые используются операторами печи для принятия решений по управлению процессом обжига и которые в настоящее время не вычисляются в автоматическом режиме. К ним относятся, например, гранулометрический состав клинкера на выходе печи, температура клинкера в зоне спекания, запыленность, тип факела, общее состояние зоны спекания. В обзоре указывается на отсутствие или недостаточную надежность методов и алгоритмов оценки параметров процесса обжига в зонах спекания и охлаждения вращающихся цементных печей, а также рекомендаций по управлению печью на основе полученных оценок. Обзор [1] можно дополнить другими работами того же направления [2—6].

Анализ приведенных работ позволяет сделать вывод, что существующие системы управления вращающимися цементными печами мокрого способа производства не позволяют в автоматическом режиме определять параметры обжига и, тем более, формировать на основе этих параметров советы по управлению печью.

Разработка программно-аппаратных комплексов для мониторинга и управления вращающимися печами с применением СТЗ позволит автоматически находить сами параметры обжига или оценивать их. Включение такой дополнительной информации в систему управления печью способствует повышению стабильности ее работы, качества продукции, эксплуатационного ресурса печи, а также создает существенные положительные эффекты для операторов вращающейся печи.

Техническое зрение и распознавание изображений

В работах [7—9] предложен метод качественной оценки состояния зоны спекания вращающейся печи Y, который позволяет получить шесть значений оценки, соответствующих следующим категориям: «сильно ослаблена (брак)» (Y = 0), «ослаблена» (Y = 1), «несколько ослаблена» (Y = 2), «в норме» (Y = 3), «немного перегрета» (Y = 4), «сильно перегрета» (Y = 5). Для оценки этих состояний зоны спекания применен метод экстремального обучения нейронной сети [10], который позволяет по вычисленному вектору информативных признаков П с точностью 96,7 ± 1,9 % на обучающей и 94,1 ± 9,9 % на тестовой выборках найти оценку состояния зоны спекания во вращающейся печи. Примеры изображений, соответствующих пяти состояниям зоны, приведены на рис. 1.

Рис. 1. Оценка состояний зоны спекания вращающейся цементной печи по изображениям этой зоны, полученным в ходе обжига: «сильно ослаблена (брак)» (a), «ослаблена» (б), «несколько ослаблена» (в), «в норме» (г), «немного перегрета» (д)

Предложенный классификатор, построенный на основе метода экстремального обучения, показал свое преимущество перед другими классификаторами: радиально-базисной нейронной сетью, методом опорных векторов и трехслойной нейронной сетью с одним скрытым слоем, обучаемой методом обратного распространения ошибки. Обучение классификатора производилось на основе выборки из 50 изображений, тестирование на основе трех выборок по 17 изображениям. Вектор информативных признаков П вычислялся на основе распознавания изображения участков печи в ходе обжига, для чего был разработан алгоритм сегментации изображения методом самоорганизующихся карт SOM (Self-Organizing Map) c классификацией по эталону (для нахождения сегментов «факел», «материал», «футеровка», «корпус и горелка печи») [11] и предложен подход, позволяющий построить на полученных в ходе обжига изображениях поперечных сечений по длине печи вспомогательную сетку (рис. 2).

Рис. 2. Применение вспомогательной сетки для оценки угла подъема клинкера по изображению участка печи в ходе обжига

Вектор информативных признаков имеет 12 составляющих П = [П⁽¹⁾, П⁽²⁾, …, П⁽¹²⁾], которые соответствуют следующим параметрам: 

•  углам верхней и нижней границы сегмента «материал»; 

•  средней, минимальной и максимальной яркости пикселей в области материала в печи, косвенно характеризующей каче­ственное значение его температуры; 

•  признаку размера гранул клинкера; 

•  среднеквадратическому отклонению яркости пикселей всего изображения от средней яркости;

•  эквивалентному диаметру сегмента «факел»; 

•  средней яркости всего изображения; 

•  среднеквадратическому отклонению гистограммы яркости пикселей сегментов факела, материала и футеровки от среднего значения.

Время работы процедуры по указанному методу (около 360 мс) удовлетворяет требованию по распознаванию изображений зон спекания и охлаждения вращающейся цементной печи, полученных в ходе обжига в режиме реального времени с выделением оценки состояния зоны спекания и информативных признаков на изображении.

Блок советующего управления

Для формирования советов по управлению вращающейся печью на основе оценки состоя­ния зоны спекания Y авторами настоящей статьи разработан блок советующего управления, структура которого приведена на рис. 3.

Рис. 3. Структура блока советующего управления вращающейся печью на основе оценки состояния зоны спекания

Работа блока базируется на опыте операторов и на результатах проведенных авторами исследований работы вращающихся цементных печей. В блоке реализован случай управления вращающейся цементной печью мокрого способа производства, выведенной на регламентный (нормальный) режим работы. При этом рассмотрены отклонения от нормы трех входных лингвистических переменных, образующих входной вектор G = [Y, T_об, D_Tог]:

1) оценки состояния зоны спекания Y (усл. ед.), полученной на основе анализа изображений; 

2) периода одного оборота печи T_об (с/об.);

3) относительного изменения температуры отходящих газов D_Tог в процентах.

Поддержание этих трех входных величин в норме в рассматриваемом случае осуществляется путем ряда управляющих воздействий: 

•  изменения расходов топлива, шлама и воздуха общего дутья;

•  изменения режима (скорости) вращения печи и степени разрежения отходящих газов в пылеосадительной камере. 

Значения входных и выходных переменных блока, соответствующие регламентному режиму работы, приняты за базовые (начальные, нулевые) и описаны в виде термов с обозначением Z (Zero).

Выходные лингвистические переменные разработанного блока советующего управления записываются в виде вектора E = [D_Qт, D_Tоб, Q_Ш, D_Zод, D_Pпк, M_C], элементы которого позволяют формировать советы по управлению печью и представляют собой следующие величины:

•  D_Qт — относительное изменение расхода топлива, %;

•  D_Tоб — изменение режима вращения печи, усл. ед;

•  Q_Ш — расход подаваемого в печь шлама (сырья) м³/ч;

•  ΔZ_од — изменение степени открытия шибера вентилятора общего дутья, которое приводит к изменению расхода воздуха общего дутья, %;

•  ΔP_пк — изменение разрежения отходящих газов в пылеосадительной камере, мм вод. ст.;

•  M_C — режим подачи управляющего воздействия (изменения расхода топлива и расхода шлама), усл. ед.

В качестве метода нечеткого вывода при работе с базой правил советующего управления применен алгоритм нечеткого вывода Мамдани [12, с. 311—332]. Такой выбор эффективен с точки зрения простоты и быстро­действия при работе в составе системы автоматизированной советующей системы управления, функционирующей в реальном времени.

Выходные переменные на основе входных данных получают путем максиминного (MAX—MIN) вывода.

Выходную переменную E_j дефаззифицируют по методу центра тяжести [12, с. 212—216].

База правил советующего управления представляет собой множество правил нечетких продукций, каждое i-е правило (i = 1, 2,…, n_Б) в общем виде выражено следующим образом:

ЕСЛИ G₁ = a_1i И G₂ = a_2i И … И G_m = a_mi, 

ТО E₁ = d_1i И E₂ = d_2i И … И E_l = d_li,

где m — число подусловий в правиле, l — число заключений, a_ji — терм j-й входной нечеткой переменной для i-го правила, d_ji — терм j-й выходной нечеткой переменной для i-го правила.

Все правила объединены операциями логического «ИЛИ» с единичными весовыми коэффициентами. Нечеткую базу правил также можно записать в виде

где U — нечеткая логическая операция «ИЛИ»,  — нечеткая логическая операция «И».

Для предлагаемой системы нечеткого вывода выбраны функции принадлежности нечетких лингвистических переменных в виде трапеций (в частном случае — треугольников). Такой выбор обусловлен прежде всего простотой задания и модификации параметров функций принадлежности, малым требуемым объемом данных и эффективностью их программной реализации [12, с. 50—54].

Каждая трапециевидная функция принадлежности задается четырьмя числами, соответствующими абсциссам вершин трапеции. Например, функция принадлежности F = [f₁, f₂, f₃, f₄] приведена на рис. 4.

Рис. 4. Трапециевидная функция принадлежности

Опишем подробнее входные переменные блока советующего управления на примере вращающейся печи № 1 ЗАО «Осколцемент» как объекта управления.

Вектор входных переменных G

Входная лингвистическая переменная Y «Оценка состояния зоны спекания» соответствует найденной оценке состояния зоны спекания, значение которой находится в интервале [Y_min, Y_max] = [0, 5]. Для удобства вычислений при переходе к функциям принадлежности этот интервал целесообразно преобразовать к виду [Y’_min, Y’_max] = [–1, 1] в соответствии с выражением:

С учетом этого оценка состояния зоны спекания имеет шесть функций принадлежности (рис. 5):

• NB (Negative Big) — «сильно ослаблена (брак)» [–1; –1; –1; –0,667];

• NM (Negative Medium) — «ослаблена» [–1; –0,667; –0,667; –0,333];

• NS (Negative Small) — «несколько ослаблена» [–0,667; –0,333; –0,333; 0];

• Z (Zero) — «в норме» [–0,333; 0; 0; 0,333];

• PS (Positive Small) — «немного перегрета» [0; 0,333; 0,333; 0,667];

• PM (Positive Medium) — «сильно перегрета» [0,333; 0,667; 1; 1].

Далее для обозначения оценки состояния зоны спекания вместо Y’ используется обозначение Y.

Рис. 5. Функции принадлежности для лингвистической переменной Y

Лингвистическая переменная T_об «Период одного оборота печи» для печи размерами 5 × 185 м задается четырьмя нечеткими термами (рис. 6):

• Z — «норма (полный ход)» [40; 40; 40,5, 42];

• PS — «немного больше нормы» [40,5; 42; 49; 50];

• PM — «больше нормы» [49; 50; 58; 60];

• PB (Positive Big) — «намного больше нормы (тихий ход)» [58, 60, 80, 80].

Рис. 6. Функции принадлежности для лингвистической переменной T_об

Отклонение значения периода одного оборота печи в меньшую сторону (меньше 40 с/об.) не рассматривается в связи с тем, что это не предусмотрено существующим регламентом работы и техническим оснащением печи.

Третья входная лингвистическая переменная блока советующего управления D_Tог — «Относительное изменение температуры отходящих газов» — выражается следующим образом:

где: T_ог — заданная (нормальная) температура отходящих газов, °C; ΔT_ог — разница между измеренной и заданной температурами отходящих газов, °C.

Эта переменная имеет три функции принадлежности (рис. 7):

• NS — «слабое уменьшение» [93; 95; 98; 100];

• Z — «нет изменений (норма)» [98; 100; 100; 102];

• PS — «слабое увеличение» [100; 102; 105; 107].

Рис. 7. Функции принадлежности для входной лингвистической переменной D_Тог

В ходе управления печью температура отходящих газов должна поддерживаться на постоянном уровне. В данной работе рассматриваются только малые относительные изменения этой величины. Ее желаемый постоянный уровень (принимаемый за 100 %) установлен на отметке 240 °С. Если, например, за заданный временной интервал наблюдения она увеличивается на 5 °С (около 2 %), то говорят о слабом увеличении температуры отходящих газов.

Опишем подробнее элементы вектора выходных переменных E блока советующего управления.

Вектор выходных переменных Е

Выходная лингвистическая переменная D_Qт «Относительное изменение расхода топлива» определяется следующим образом:

где Q_T⁽⁰⁾ — прежний расход топлива, ΔQ_Т — разница между текущим и прежним расходами.

Переменная имеет шесть функций принадлежности (рис. 8):

• NB — «сильное уменьшение» [45; 50; 70; 75];

• NM — «среднее уменьшение» [90; 91; 96; 98];

• NS — «малое уменьшение» [97,5; 98; 99; 100];

• Z — «отсутствует (норма)» [99,5; 100; 100; 100,5];

• PS — «малое увеличение» [100; 101; 102; 102,5];

• PM — «среднее увеличение» [102,5; 103; 103,5; 104].

Измененный расход топлива Q_T⁽¹⁾ рассчитывается следующим образом:

Средний расход газообразного топлива для вращающейся цементной печи № 1 ЗАО «Осколцемент» в нормальном режиме работы (Q_T⁽⁰⁾) составляет примерно 12 000 м³/ч, модуль малого увеличения (уменьшения) расхода |ΔQ_т^NS(PS)| — около 200 м³/ч, среднее увеличение расхода газа ΔQ_т^PM — около 400 м³/ч, среднее уменьшение расхода газа |ΔQ_т^NM| — около 600—1000 м³/ч, сильное уменьшение расхода газа |ΔQ_т^NB| — около 4000—6000 м³/ч. 

Рис. 8. Функции принадлежности для лингвистической переменной D_Qт

При регулировании операторами вращающихся печей расхода топлива его относительное изменение не бывает равным [75—90] %, поэтому в данном диапазоне значение функции принадлежности нечеткой переменной D_Qт равно нулю (рис. 8).

Выходная переменная D_Tоб «Изменение режима вращения печи» задается четырьмя функциями принадлежности (рис. 9), которые соответствуют четырем термам лингвистической переменной «Период одного оборота печи» T_об, описанной выше:

• Z — «установить нормальный период оборота (полный ход)» [0; 0; 0; 0,25] (соответствует переходу на минимальный период вращения T_об = Z);

• PS — «установить период оборота печи немного больше нормы» [0; 0,25; 0.25; 0,5] (соответствует переходу на период вращения, немного превышающий норму, T_об = PS);

• PM — «установить период оборота печи больше нормы» [0,25; 0,5; 0,5; 1] (соответствует переходу на период вращения, превышающий норму, T_об = PM);

• PB — «установить период оборота печи намного больше нормы (тихий ход)» [0,5; 1; 1; 1] (соответствует переходу на период вращения, намного превышающий норму («тихий ход»), T_об = PB).

Рис. 9. Функции принадлежности для лингвистической переменной D_Tоб

Термы выходной переменной Q_Ш «Расход шлама» формируются в соответствии с расчетной зависимостью Q_Ш от периода одного оборота печи T_об для вращающихся цементных печей мокрого способа производства (имеющих размеры 5 × 185 м) ЗАО «Осколцемент» (рис. 10).

Рис. 10. Зависимость расхода шлама Q_Ш от периода одного оборота печи T_об для вращающихся цементных печей мокрого способа производства

Таким образом, лингвистическая переменная Q_Ш, как и период одного оборота печи T_об, будет иметь четыре функции принадлежности вида (рис. 11):

• Z — «установить норму» [106; 110; 112,5; 112,5];

• NS — «установить немного меньше нормы» [90; 92; 106; 110];

• NM — «установить меньше нормы» [77; 79; 90; 92];

• NB — «установить намного меньше нормы» [60; 60; 77; 79].

Рис. 11. Функции принадлежности для лингвистической переменной Q_Ш

Лингвистическая переменная «Расход шлама» Q_Ш рассматривается с учетом того, что операторами вращающейся печи в процессе ее работы не устанавливается расход шлама больше нормы, заданной термом Z.

Выходная переменная ∆Z_од «Изменение степени открытия шибера вентилятора общего дутья», влияющая на изменение расхода воздуха общего дутья, представляется четырьмя термами (рис. 12):

• NB — «сильное уменьшение» [–22; –20; –15; –13];

• NS — «малое уменьшение» [–5; –3; –2; 0];

• Z — «отсутствует (норма)» [2; 0; 0; 2];

• PS — «малое увеличение» [0; 2; 3; 5].

Новое значение степени открытия шибера вентилятора общего дутья, которую требуется установить оператору (Z_од⁽¹⁾), будет равно Z_од⁽⁰⁾ + ΔZ_од. В нормальном режиме работы печи № 1 ЗАО «Осколцемент» степень открытия шибера вентилятора общего дутья Z_од составляет около 40 % (начальная степень открытия шибера для разработанного блока), что соответствует расходу воздуха общего дутья 170 000 м³/ч. При переводе печи на тихий ход (установление периода оборота печи намного больше нормы) необходимо достаточно резко (скачком) уменьшить расход воздуха с помощью резкого уменьшения степени открытия шибера (терм NB). Степень открытия шибера вентилятора общего дутья ∆Z_од в пределах [–13…–5] % в ходе работы печи операторы не изменяют, поэтому функция принадлежности в этом диапазоне равна нулю (рис. 12).

Рис. 12. Функции принадлежности для лингвистической переменной ΔZ_од

Переменная ΔP_пк «Изменение разрежения отходящих газов в пылеосадительной камере» имеет пять термов (рис. 13):

• NB — «сильное уменьшение» [–50; –45; –40; –35];

• NM — «среднее уменьшение» [–6; –5; –3; –2];

• NS — «малое уменьшение» [–3; –2; –1; 0];

• Z — «отсутствует (норма)» [–1; 0; 0; 1];

• PS — «малое увеличение» [0; 1; 2; 3];

• PM — «среднее увеличение» [2; 3; 5; 6].

Новое разрежение, которое требуется установить (P_пк⁽¹⁾), будет равно P_пк⁽⁰⁾ + ΔP_пк. Например, в нормальном режиме работы печи № 1 ЗАО «Осколцемент» разрежение отходящих газов в пылеосадительной камере P_пк⁽⁰⁾ составляет около 140 мм вод. ст., и при переводе печи на тихий ход (установление периода оборота печи намного больше нормы) необходимо достаточно резко (скачком) уменьшить разрежение (терм NB). Разрежение отходящих газов в пылеосадительной камере ΔP_пк в пределах [–35…–6] мм вод. ст. в ходе работы печи не изменяется, поэтому функция принадлежности переменной ΔP_пк в этом диапазоне равна нулю (см. рис. 13).

Рис. 13. Функции принадлежности для лингвистической переменной ΔP_пк

Переменная M_C «Режим подачи управляющего воздействия (расхода топлива и расхода шлама)» имеет термы (рис. 14):

• Z — «ступенчатое (потенциальное)» [0; 0; 0; 1];

• PS — «импульсное» [0; 1; 1; 1].

Эта переменная выделена отдельно из-за того, что в ряде случаев при управлении печью необходимо вносить резкие кратковременные (импульсные) изменения в расходы газообразного топлива D_Q и шлама Q_Ш.

Рис. 14. Функции принадлежности для лингвистической переменной M_C

База правил

Для базы советующего управления совместно с операторами печей ЗАО «Осколцемент» составлены 72 продукционных правила управления печью с применением оценки состояния зоны спекания.

База правил построена с учетом допущения, что в ходе работы печи объем клинкера, находящегося в зоне охлаждения (на выходе из печи), изменяется незначительно.

База правил советующего управления является лингвистически полной, не содержит правил, имеющих одинаковые условия, но разные заключения, и является непротиворечивой, а также не является избыточной, поскольку в ней отсутствуют идентичные правила. Наконец, база является несвязной, поскольку в ходе обжига клинкера во вращающейся печи иногда требуется резко изменить выходные (управляющие) переменные, например скорость вращения печи или расход топлива.

Такая нечеткая база правил формализует, в том числе, опыт операторов, управляющих печью, и реализует управление вращающейся цементной печью мокрого способа производства, которое направлено на поддержание в норме состояния зоны спекания, периода одного оборота в печи и температуры отходящих газов.

Приведем некоторые правила советующего управления из этой базы:

ЕСЛИ Y = NB И T_об = Z И D_Tог = Z

ТО D_Qт = NM И D_Tоб = PB И Q_Ш = NB И ΔZ_од = NB И ΔP_пк = NB И М_С = Z

Оно может быть интерпретировано сле­дую­щим образом: Если оценка состояния зоны спекания Y — «сильно ослаблена (брак)» (NB — Negative Big) и период одного оборота печи T_об — «норма (полный ход)» (Z — Zero) и относительное изменение температуры отходящих газов D_Tог — «нет изменений (норма)» (Z), то относительное изменение расхода топлива D_Qт — «сильное уменьшение» (NM — Negative Medium) и изменение режима вращения печи D_Tоб — «установить период оборота печи намного больше нормы (тихий ход)» (PB — Positive Big) и расход шлама Q_Ш — «установить намного меньше нормы» (NB) и изменение степени открытия шибера вентилятора общего дутья ΔZ_од — «сильное уменьшение» (NB) и изменение разрежения отходящих газов в пылеосадительной камере ΔP_пк — «сильное уменьшение» (NB) и режим подачи управляющего воздействия (расхода топлива и шлама) М_С — «ступенчатое» (Z).

Аналогично записываются и интерпретируются и другие правила, например:

ЕСЛИ Y = PS И T_об = Z И D_Tог = Z

ТО D_Qт = NS И D_Tоб = Z И Q_Ш = Z И ΔZ_од = Z И ΔP_пк = Z И М_С = Z

ЕСЛИ Y = PM И T_об = Z И D_Tог = Z

ТО D_Qт = NB И D_Tоб = Z И Q_Ш = Z И ΔZ_од = Z И ΔP_пк = Z И М_С = PS.

Структура нечеткой системы управления

На основе предложенного блока советующего управления строится нечеткая система управления, структура которой приведена на рис. 15.

Рис. 15. Структура нечеткой системы управления вращающейся цементной печью мокрого способа производства с применением оценки состояния зоны спекания (Y)

Выходные сигналы нечеткой системы управления подаются на устройство пре­образования сигналов не напрямую, а через блок выбора, которым управляет оператор. Оператор также принимает решение, пользоваться ли советами (сигналами), вырабатываемыми системой, или сформировать свой управляющий вектор U. Блок выбора может быть реализован в виде программного обеспечения, которое в интерактивном режиме позволяет принимать решения по управлению вращающейся печью с учетом советов разработанной системы. Устрой­ство преобразования сигналов изменяет такие управляемые параметры работы объекта (вращающейся цементной печи), как расход топлива (газа) Q_т, период одного оборота печи T_об, расход подаваемого в печь шлама Q_Ш, расход воздуха общего дутья Q_од, разрежение отходящих газов в пылеосадительной камере P_пк. Состояние вращающейся печи, описываемое вектором O, фиксируется датчиками технологических величин и видеокамерой, информация от которых в форме вектора технологических величин G_ДТВ (и его составляющих T_об и D_Tог) и изображения зон спекания и охлаждения печи f_ЗСО передается оператору и в предлагаемую нечеткую советующую систему управления.

Нечеткая система управления, в свою очередь, содержит блок анализа изображений, блок мониторинга и блок советующего управления. Первые два блока также дают оператору дополнительную информацию для корректного принятия решения по управлению печью. Такая структура обеспечивает работоспособность предлагаемой нечеткой советующей системы, советы которой повышают эффективность принятия управляющего решения оператором, так как они сформированы на основе базы правил, обобщающей опыт управления печью с применением систем технического зрения.

Отметим, что предложенная база правил советующего управления затрагивает применение только трех параметров работы печи для принятия управляющего решения: оценки состояния зоны спекания Y, получаемой на основе анализа изображений участков, где происходит обжиг, периода одного оборота печи T_oб и относительного изменения температуры отходящих газов D_Toг. С одной стороны, она охватывает лишь часть режимов работы печи, что делает возможным ее расширение и дополнение, а с другой стороны, разработанная база правил уже в этом виде может быть встроена в систему советующего управления всей печью.

Работа выполнена при финансировании в рамках гранта № А-27/12 Программы стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова на 2012—2016 г.г. (№ 2011-ПР-146).

ЛИТЕРАТУРА

1. Юдин Д.А., Магергут В.З. Анализ современных подходов к мониторингу вращающихся печей на основе систем технического зрения. // Мир цемента. 2013. №3. С. 32—42.

2. Гельфанд Я.Е. Управление цементным производством с использованием вычислительной техники. Л.: Стройиздат, 1973. 178 с.

3. Дуда В. Цемент / Пер. с нем. Е.Ш. Фельдмана; под ред. Б.Э. Юдовича. М.: Стройиздат, 1981. 464 с.

4. Кочетков В.С. Система телевизионного контроля гранулометрического состава цементного клинкера типа ТУК-1М // Сб. Вычислительная техника и автоматика в промышленности строительных материалов. Л.: Стройиздат. 1973. С. 49—53.

5. А. с. 989387 СССР. Способ определения среднего размера гранул клинкера / А.Г. Григорьев, А.А. Опришко, Я.И. Гельфанд (СССР). – № 3306432/18-25, заявл. 18.06.81; опубл. 15.01.83, Бюл. №2. – 3 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://patentdb.su/3-989387-sposob-opredeleniya-srednego-razmera-granul-klinkera.html

6. А. с. 1587024 СССР. Способ регулирования процесса обжига клинкера / М.A. Вердиян, Е.Н. Головин, В.В. Бачурин, Д.Ф. Федосеев, А.Я. Литвин, Л.И. Пономарев, П.П. Пархоменко (СССР). – № 4460831/23-33, заявл. 18.07.88; опубл. 23.08.90, Бюл. №31. – 3 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/158/1587024.html.

7. Yudin D.A., Magergut V.Z., Dobrinskiy E.P. Machine vision system for assessment of firing process parameters in rotary kiln // World Applied Sciences Journal. 2013. Vol. 24, N 11. P. 1460—1466.

8 Бажанов А.Г., Копылов А.С., Порхало В.А., Юдин Д.А., Кариков Е.Б., Рубанов В.Г., Магергут В.З. Интеллектуальные подходы к созданию советующей системы управления вращающейся цементной печью обжига клинкера // Цемент и его применение. 2013. № 3.  С. 77—80.

9. Юдин Д.А., Магергут В.З. Программный комплекс системы технического зрения для оценки состояния процесса обжига // Программные продукты и системы. №2. Тверь: ЗАО НИИ «Центрпрограммсистем». 2013. С. 257—262.

10. Юдин Д.А., Магергут В.З. Применение метода экстремального обучения нейронной сети для классификации областей изображения // Научные ведомости БелГУ. Серия: История. Политология. Экономика. Информатика. № 26/1. Белгород: НИУ «БелГУ». 2013. C. 107—117.

11. Юдин Д.А., Магергут В.З. Сегментация изображений процесса обжига с применением текстурного анализа на основе самоорганизующихся карт // Информационные технологии. № 12. М.: Изд-во «Новые технологии». 2013. С. 65—70.

13. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2009. 798 с.

Автор: Д.А. Юдин, В.З. Магергут, О.Б. Гатилов

Рубрика: Контроль производства

Ключевые слова: вращающаяся цементная печь, мокрый способ производства, зона спекания, оценка состояния, распознавание изображений, техническое зрение, база правил, нечеткая логика.