本發(fā)明涉及冶金，具體涉及是一種轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著中國(guó)鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求也日益提高。在這一背景下，提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收熱量成為了中國(guó)長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)能效提升、節(jié)能降碳的有效路徑。特別是在低鐵鋼比的條件下，保證和提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收熱量對(duì)于降低噸鋼能耗、推動(dòng)中國(guó)鋼鐵工業(yè)綠色發(fā)展具有關(guān)鍵作用。在轉(zhuǎn)爐煤氣回收過(guò)程中，lt法除塵回收技術(shù)是一種常用的方法。然而，在lt法除塵回收煤氣的過(guò)程中，轉(zhuǎn)爐吹煉前、后期爐氣發(fā)生量與冶煉中期爐氣發(fā)生量存在顯著差異。這種差異導(dǎo)致冶煉前、后期爐氣發(fā)生量小時(shí)，爐內(nèi)易形成負(fù)壓或超負(fù)壓，使?fàn)t內(nèi)吸入大量空氣，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)爐煤氣的質(zhì)量和回收效率。因此，控制爐口微差壓成為了提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收熱量的關(guān)鍵。

2、然而，現(xiàn)有的調(diào)節(jié)爐口微差壓的方法主要是通過(guò)設(shè)置在爐口附近的壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐口微差壓的變化，控制系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器采集的微差壓變化，分析判斷爐口微差壓是否處于預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，并在檢測(cè)到爐口微差壓超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，通過(guò)控制rd閥和轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)調(diào)整爐口微差壓。但是通過(guò)壓力傳感器識(shí)別，反應(yīng)到爐口微差壓的變化，是一個(gè)純滯后大慣性環(huán)節(jié)，具有大時(shí)滯，大時(shí)變等復(fù)雜非線性特征。以上為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)構(gòu)建的焰火識(shí)別模型，判斷爐口的火焰點(diǎn)數(shù)量，依據(jù)爐口的火焰點(diǎn)數(shù)量計(jì)算轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速至目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐爐口微差壓。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)方法，所述方法包括：

3、s1、采集轉(zhuǎn)爐爐口的歷史監(jiān)控圖像，構(gòu)建爐口火焰識(shí)別訓(xùn)練集；

4、s2、創(chuàng)建yolo-v8模型，將yolo-v8模型進(jìn)行模型初始化，作為預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型，采用爐口火焰識(shí)別訓(xùn)練集對(duì)預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的焰火識(shí)別模型；

5、s3、采集轉(zhuǎn)爐爐口當(dāng)前的監(jiān)控圖像，導(dǎo)入訓(xùn)練好的焰火識(shí)別模型進(jìn)行轉(zhuǎn)爐爐口的火焰點(diǎn)數(shù)量識(shí)別，得到轉(zhuǎn)爐爐口的當(dāng)前火焰點(diǎn)數(shù)量；

6、s4、計(jì)算所得到的當(dāng)前火焰點(diǎn)數(shù)量與預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)爐爐口的目標(biāo)火焰點(diǎn)數(shù)量的差值，得到當(dāng)前轉(zhuǎn)爐爐口火焰點(diǎn)數(shù)量差值，根據(jù)所得到的當(dāng)前轉(zhuǎn)爐爐口火焰點(diǎn)數(shù)量差值，計(jì)算轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速至目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐爐口的微差壓的目的。

7、進(jìn)一步地，采集轉(zhuǎn)爐爐口的歷史監(jiān)控圖像，構(gòu)建爐口火焰識(shí)別訓(xùn)練集，包括：

8、采集轉(zhuǎn)爐爐口的歷史監(jiān)控圖像，選取歷史監(jiān)控圖像中涵蓋爐口且存在火焰的監(jiān)控圖像；

9、使用圖像標(biāo)注工具，采用邊界框?qū)⑦x取的監(jiān)控圖像中的火焰進(jìn)行框選，之后將標(biāo)注后的監(jiān)控圖像生成為voc數(shù)據(jù)集格式的xml文件集；

10、將得到的voc數(shù)據(jù)集格式的xml文件集中的所有xml文件轉(zhuǎn)換為能夠輸入yolo-v8模型的txt?格式文件；

11、將生成的所有txt?格式文件及標(biāo)注后的監(jiān)控圖像進(jìn)行匯集，得到爐口火焰識(shí)別訓(xùn)練集。

12、進(jìn)一步地，創(chuàng)建yolo-v8模型，將yolo-v8模型進(jìn)行模型初始化，作為預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型，包括：

13、創(chuàng)建yolo-v8模型，設(shè)置模型的分類(lèi)類(lèi)別為火焰；

14、獲取所有標(biāo)注后的監(jiān)控圖像中火焰的邊界框，包括邊界框的寬度和高度；

15、基于獲取的邊界框的寬度和高度，使用?k-means?聚類(lèi)算法對(duì)獲取的火焰的邊界框進(jìn)行聚類(lèi)，得到k個(gè)火焰集群；

16、選擇每個(gè)火焰集群中處于中心點(diǎn)位置的火焰的邊界框的尺寸作為該火焰集群的樣本錨點(diǎn)，得到k個(gè)樣本錨點(diǎn)；

17、根據(jù)得到的樣本錨點(diǎn)設(shè)置yolo-v8模型中的錨點(diǎn)尺寸，進(jìn)行模型初始化，得到預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型。

18、進(jìn)一步地，預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型的訓(xùn)練方法，包括：

19、將火焰識(shí)別訓(xùn)練集中標(biāo)注后的監(jiān)控圖像輸入到預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型中，根據(jù)設(shè)置的錨點(diǎn)尺寸進(jìn)行前向傳播計(jì)算，得到預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型對(duì)監(jiān)控圖像中火焰點(diǎn)的數(shù)量的預(yù)測(cè)結(jié)果，將得到的預(yù)測(cè)結(jié)果與txt?格式文件進(jìn)行比較，利用損失函數(shù)計(jì)算損失函數(shù)值，之后根據(jù)損失函數(shù)值使用反向傳播算法計(jì)算預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型的模型參數(shù)的梯度，之后使用梯度下降方法更新預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型的模型參數(shù)，完成一次訓(xùn)練，之后重復(fù)上述訓(xùn)練步驟進(jìn)行迭代訓(xùn)練，直至完成預(yù)設(shè)迭代訓(xùn)練次數(shù)或者計(jì)算得到的預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型的損失值不再下降，完成模型訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的焰火識(shí)別模型。

20、進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值的公式為：

21、；

22、其中，表示目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值；表示采集所述轉(zhuǎn)爐爐口當(dāng)前的監(jiān)控圖像的時(shí)間；表示轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)在時(shí)間時(shí)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值；表示比例增益；表示火焰點(diǎn)數(shù)量與目標(biāo)火焰點(diǎn)的差值；表示積分增益；表示積分時(shí)間常數(shù)；表示時(shí)間常數(shù)；表示微分增益。

23、第二方面，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

24、訓(xùn)練集構(gòu)建模塊，用于采集轉(zhuǎn)爐爐口的歷史監(jiān)控圖像，構(gòu)建爐口火焰識(shí)別訓(xùn)練集；

25、模型訓(xùn)練模塊，用于創(chuàng)建yolo-v8模型，將yolo-v8模型進(jìn)行模型初始化，作為預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型，采用爐口火焰識(shí)別訓(xùn)練集對(duì)預(yù)訓(xùn)練的焰火識(shí)別模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的焰火識(shí)別模型；

26、火焰點(diǎn)識(shí)別模塊，用于采集轉(zhuǎn)爐爐口當(dāng)前的監(jiān)控圖像，導(dǎo)入訓(xùn)練好的焰火識(shí)別模型進(jìn)行轉(zhuǎn)爐爐口的火焰點(diǎn)數(shù)量識(shí)別，得到轉(zhuǎn)爐爐口的當(dāng)前火焰點(diǎn)數(shù)量；

27、調(diào)節(jié)模塊，用于計(jì)算所得到的當(dāng)前火焰點(diǎn)數(shù)量與預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)爐爐口的目標(biāo)火焰點(diǎn)數(shù)量的差值，得到當(dāng)前轉(zhuǎn)爐爐口火焰點(diǎn)數(shù)量差值，根據(jù)所得到的當(dāng)前轉(zhuǎn)爐爐口火焰點(diǎn)數(shù)量差值，計(jì)算轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速至目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐爐口的微差壓的目的。

28、進(jìn)一步地，在訓(xùn)練集構(gòu)建模塊中，采集轉(zhuǎn)爐爐口的歷史監(jiān)控圖像，構(gòu)建爐口火焰識(shí)別訓(xùn)練集，包括：

29、采集轉(zhuǎn)爐爐口的歷史監(jiān)控圖像，選取歷史監(jiān)控圖像中涵蓋爐口且存在火焰的監(jiān)控圖像；

30、使用圖像標(biāo)注工具，采用邊界框?qū)⑦x取的監(jiān)控圖像中的火焰進(jìn)行框選，之后將標(biāo)注后的監(jiān)控圖像生成為voc數(shù)據(jù)集格式的xml文件集；

31、將得到的voc數(shù)據(jù)集格式的xml文件集中的所有xml文件轉(zhuǎn)換為能夠輸入yolo-v8模型的txt?格式文件；

32、將生成的所有txt?格式文件及標(biāo)注后的監(jiān)控圖像進(jìn)行匯集，得到爐口火焰識(shí)別訓(xùn)練集。

33、進(jìn)一步地，在調(diào)節(jié)模塊中，轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值的公式為：

34、；

35、其中，表示目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值；表示采集所述轉(zhuǎn)爐爐口當(dāng)前的監(jiān)控圖像的時(shí)間；表示轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)在時(shí)間時(shí)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值；表示比例增益；表示火焰點(diǎn)數(shù)量與目標(biāo)火焰點(diǎn)的差值；表示積分增益；表示積分時(shí)間常數(shù)；表示時(shí)間常數(shù)；表示微分增益。

36、第三方面，本發(fā)明提供了一種終端，所述終端包括存儲(chǔ)器和處理器；

37、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)程序；

38、處理器，用于執(zhí)行所述轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)方法。

39、第四方面，本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)程序，所述轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)爐爐口微差壓調(diào)節(jié)方法。

40、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

41、本發(fā)明通過(guò)選擇yolo-v8模型構(gòu)建焰火識(shí)別模型能夠準(zhǔn)確地識(shí)別當(dāng)前轉(zhuǎn)爐爐口的火焰點(diǎn)數(shù)量，并根據(jù)當(dāng)前爐口火焰點(diǎn)數(shù)量與預(yù)設(shè)目標(biāo)火焰點(diǎn)數(shù)量的差值，計(jì)算轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速至目標(biāo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，以調(diào)節(jié)爐口微差壓，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐口火焰的實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而精確控制爐口微差壓的目的。相比傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)爐口微差壓方法中通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)爐口微差壓，本發(fā)明通過(guò)識(shí)別轉(zhuǎn)爐爐口火焰點(diǎn)數(shù)量來(lái)反映爐口微差壓變化，并據(jù)此調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐id風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐口微差壓的實(shí)時(shí)控制，具有更高的實(shí)時(shí)性、靈活性和適應(yīng)性，能夠應(yīng)對(duì)爐口微差壓的大時(shí)滯、大時(shí)變等復(fù)雜非線性特征，更快速地響應(yīng)爐口微差壓的變化。

42、此外，本發(fā)明設(shè)計(jì)原理可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。