ICS77-010 CCSH07CISA 团 体 标 准 T/CISA301—2023 铁水脱硫预处理渣面智能分析系统 技术要求 Technicalrequirementsofintelligentanalysissystemforslagsurfaceofhotmetal desulfurizationpretreatment 2023-02-25发布 2023-05-01实施 中国钢铁工业协会发布 全国团体标准信息平台 T/CISA301—2023 I前  言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本文件起草单位：首钢集团有限公司、首钢股份公司迁安钢铁公司、冶金工业信息标准研究院。 本文件主要起草人：高攀、秦丽晔、赵晓东、陶金、闫小柏、牛涛、韩赟、陈斌、刘珍童、朱良、 李海波、杨建平、姚柳洁、赵晶晶、李海明、潘娜、陈架利。 全国团体标准信息平台 T/CISA301—2023 1铁水脱硫预处理渣面智能分析系统技术要求 1范围 本文件规定了铁水脱硫预处理渣面智能分析系统的系统组成、基本要求、设备层要求、控制层要求。 本文件适用于铁水脱硫预处理渣面智能分析系统（以下简称渣面分析系统）的设计和建设，用于铁 水脱硫预处理结束后，采用扒渣机将浮在铁水包表面炉渣扒除的过程。其它扒渣操作也可参照本文件。 2规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 扒渣亮面surfacewithoutslag 扒渣机进行扒渣操作时，铁水包表面的炉渣被扒除后，上方无覆盖炉渣的铁水面。 4系统组成 渣面分析系统组成见图1。设备层包括图像采集设备和执行设备，采集设备对铁水包内铁水表面进 行图像采集，执行设备执行系统输出的扒渣指令。控制层包括参数配置模块、数据输入模块、渣面分析 模块、结果输出模块和存储模块，用于对铁水渣面状态是否已满足脱硫要求进行分析判定，并输出扒渣 指令。车间层包括车间管理系统，为渣面分析系统提供相关参数，并接收执行设备的反馈信息。 注：虚框部分相关的技术内容不在本文件规定的范围内。 图1铁水脱硫预处理渣面智能分析系统组成 全国团体标准信息平台 T/CISA301—2023 2渣面分析系统的业务流程如下： a)开始扒渣操作时，操作人员选择手动/自动操作，铁水台车旋转到一定角度后，扒渣机开始扒 渣操作； b)扒渣过程中，以及扒渣结束后，工业摄像机对铁水包表面进行拍照或摄像，对扒渣亮面信息进 行实时采集和传输； c)通过图像处理模型获得实时的扒渣亮面比例，通过参数配置模块配置目标扒渣亮面比例等模型 参数； d)根据图像处理模型输出结果以及参数配置信息，自动扒渣判定模型进行分析计算，判定应采取 的扒渣操作，并通过结果输出模块输出结果； e)结果输出模块输出扒渣指令。当达到目标要求时，输出停止扒渣指令；当未达到目标要求时， 输出扒渣指令，扒渣机继续进行扒渣操作，并继续进行上述b）~d）循环，直至达到目标要求； f)上述过程的相关数据储存于数据存储模块，用于历史数据追溯和分析； g)渣面分析系统通过读取存储的相关数据，进行自学习，持续优化参数配置。 5基本要求 5.1应考虑渣面分析系统对生产周期的影响。 5.2应具有系统安全保障功能，包括开机诊断、系统实时状态监控、故障报警、权限管理等。 5.3应具有良好的人机交互和显示功能，具体要求如下： a）具有自动、手动模式选择功能； b）具有参数配置界面，并具有自动和手动设置功能； c）具有结果显示功能，对扒渣亮面比例、扒渣时间、扒渣量进行实时显示； d）具有历史数据查询、统计、显示功能。 6设备要求 6.1工业摄像机应安装在铁水包扒渣位置的正前方，保证工业摄像机与铁水包液面无遮挡。工业摄像 机位置与铁水包表面的距离宜为5m~20m。 6.2工业摄像机摇动幅度应不大于1mm。 6.3工业摄像机应能在-50℃~450℃温度范围内、最大粉尘浓度为200mg/m3的工作环境下稳定工作， 具有采集模拟信号或数字信号的功能。 6.4工业摄像机的分辨率应符合以下要求。 a）采用模拟信号：分辨率应高于80万像素，并可通过转换器转化为数字信号； b）采用数字信号：分辨率应高于200万像素。 6.5铁水包应保持包沿干净，避免图像采集后发生铁水包轮廓误判。 6.6扒渣机应具有接收系统指令和执行扒渣操作的功能。扒渣机的扒渣臂处于收回状态时，应不遮挡 摄像机进行数据采集。 6.7铁水台车应具备接收系统指令和执行倾动操作的功能。当扒渣作业时，铁水台车应保持静止，倾 翻装置倾动，铁水包摇动幅度不大于5mm。 6.8应具有渣罐称重功能，实时采集扒渣量。 7数据输入模块 7.1数据采集 7.1.1数据采集应至少包括： a)由工业摄像机成像系统获得的铁水渣面图像信息； 全国团体标准信息平台 T/CISA301—2023 3b)由已有车间生产管理系统提供的系统配置参数,如钢种名称、炉次、目标成分等； c)扒渣过程信息，如扒渣量、扒渣时间等。 7.1.2工业摄像机的每秒采集帧数应大于20fps。 7.1.3应对铁水包表面图像、扒渣量信息进行实时采集。 7.2数据传输 7.2.1数据传输应满足TCP/IP协议，数据传输延迟不大于300ms，传输过程不中断。 7.2.2数据传输应实现与其他现场设备、控制系统等通信的功能，应配置两种以上的工业以太网接口， 接口数据格式和接口方式应符合相关标准的要求。 7.3数据预处理 应对接收的铁水渣面图像数据进行预处理。预处理方式包括但不限于高斯滤波、降噪措施等。 8参数配置模块 8.1配置的参数应至少包括钢种信息、扒渣亮面比例目标值、扒渣时间目标值、扒渣量目标值。 8.2应通过车间管理系统获得钢种信息。 8.3应具备自学习功能。参数配置模块读取与本炉次工况接近的n炉（n≥3）历史数据，并进行自学 习，确定本炉次的扒渣亮面比例目标值、扒渣时间目标值、扒渣量目标值等参数。 8.4扒渣亮面比例目标值、扒渣时间目标值、扒渣量目标值宜根据钢种信息，通过自学习自动设置， 也可由操作人员根据经验手动设置。 9渣面分析模块 9.1图像处理模型 9.1.1图像处理模型对采集到的图像数据进行处理，获得扒渣亮面面积、扒渣亮面面积比例、渣面位 置、渣面形状等图像信息。 9.1.2宜采用图像轮廓提取的识别方法得到铁水包表面亮面面积。扒渣亮面面积比例按式（1）计算。 铁水包表面总面积铁水包表面亮面面积扒渣亮面面积比例 (1) 9.1.3扒渣亮面面积比例应作为自动扒渣判定模型的输入参数，参与自动扒渣判定模型计算。 9.1.4渣面位置、渣面形状等图像信息可用于扒渣操作过程中的路径规划。 9.2自动扒渣判定模型 9.2.1应根据扒渣亮面面积比例、扒渣时间、扒渣量的检测数据和目标值自动判定扒渣操作。 9.2.2当满足以下所有要求时应停止扒渣。 a)扒渣亮面面积比例大于目标值； b)扒渣时间大于目标值； c)扒渣量大于目标值。 9.2.3当未达到以上停止扒渣要求时，模型将输出继续扒渣指令。 10结果输出模块 10.1应实时显示扒渣臂每次收回后的铁水亮面最大面积比例、扒渣时间、扒渣量等信息。 10.2应将自动扒渣判定结果输出至扒渣机和铁水台车控制器等执行设备。 11存储模块 全国团体标准信息平台 T/CISA301—2023 4存储空间应满足数据管理、查询的需要，保证3个月以上的历史数据存储。存储空间宜不小于2TB。 _________________________________ 全国团体标准信息平台