于明明

國家能源新疆能源公司洗選中心烏東選煤廠 新疆烏魯木齊 830027

在選煤廠的生產(chǎn)過程中，諸如高噪音和高煤塵含量等難以避免的問題嚴重影響了工人的健康。由于缺乏日常保護，一些工人長時間在惡劣環(huán)境中工作，患有視覺疾病并導致視覺錯誤。機器視覺可以克服手動錯誤，并且還具有很強的環(huán)境適應性。在一些危險的工作環(huán)境或勞動力難以處理的場合，通常使用機器視覺而不是人工視覺來確保選煤廠的有效和健康運行。近年來，選煤廠選煤自動化程度不斷提高，機器視覺技術因其精度高，智能化程度高而得到廣泛應用。

1 機器視覺技術應用

1.1 煤質測定

在選煤廠的生產(chǎn)過程中，煤質是評價分選效果的重要指標，也是調整運行條件的關鍵因素。重介質選煤但是，在過去的實際生產(chǎn)過程中，煤質信息的測量存在一定的滯后性。重介質選煤現(xiàn)場測定潔凈煤灰，首先需要進行樣品，粉碎，干燥，樣品制備等工藝，經(jīng)常采用快速灰分法測定灰分，前后至少幾個小時。重介質選煤在測量清潔煤灰然后調整工作設備參數(shù)后，錯過了最佳時間。重介質選煤如果無法在線測量灰分，則無法準確指導生產(chǎn)[1]。

1.2 重介質選煤監(jiān)控系統(tǒng)

重介質選煤是一種重力選煤方法，其原理是用密度大小介于凈煤與中煤之間的液體如無機溶液重懸浮溶液等作為其中的介質對煤進行分選的一種方法。

1.2.1 采用重介質選煤工藝參數(shù)測控系統(tǒng)

重介質選煤工藝參數(shù)測控系統(tǒng)在重介質選煤中的主要作用是對選煤工藝參數(shù)整個過程中的生產(chǎn)、控制、管理、檢驗集中于一體，實現(xiàn)系統(tǒng)化的操作，在這個過程中會有許多的因素影響工藝系統(tǒng)的運行，其中主要有以下幾個要素：一是介質懸浮液中的煤泥含量，二是介質懸浮液體自身的密度，三是介質容器中的液體高位，四是旋流器入口處的壓力。這幾個因素對工藝系統(tǒng)及工藝參數(shù)具有很大的影響，所以必須對這幾樣因素有合理的控量。

1.2.2 顯示與電視監(jiān)測系統(tǒng)

集中控制室的顯示系統(tǒng)一般采用的是大屏幕墻，可以顯示來自各個控制點的信號，具有穩(wěn)定性強顯示直觀等特點，且使用一體化的處理系統(tǒng)，方便控制人員進行操作，電視監(jiān)測系統(tǒng)主要通過多個多方面的監(jiān)控攝像頭實現(xiàn)，這些攝像頭可以防水、防塵，將其安放在各個不同的流程處以及工況條件比較差的地方，實現(xiàn)生產(chǎn)流程全方位的監(jiān)控覆蓋，形成完整的監(jiān)控體系[2]。

1.2.3 采用廣播調度通信系統(tǒng)

重介質選煤自動控制技術中使用的廣播調度通信系統(tǒng)是由有線通信、無線通信兩種方式構成的，其有專門的控制室，整個系統(tǒng)是由控制室的調度鍵盤來控制，調度鍵盤可以通過無線有線相結合的方式向控制點傳播信號消息，接收點有接收終端，接收終端可以收到通過此方式接收傳來的控制命令，控制室命令的傳播并不是單一的，而是可以同時傳播多條命令，可以進行群體呼叫、小組呼叫，控制點與控制點之間的呼叫以及各個操作現(xiàn)場之間的通話，實現(xiàn)多通道的通話，而且在各個控制點上可以將信號消息通過廣播的方式傳播出來。

1.3 煤泥水濃度測定

選煤廠的煤漿濃度直接決定了絮凝劑的添加量。國內選煤廠通常使用濃縮罐來測量煤漿水的濃度。該方法具有一定的滯后和低精度。近年來，王峰等學者利用機器視覺技術確定了煤泥水的濃度。由于水和煤泥的反射特征不同，圖像中煤與水之間存在不同的灰色區(qū)間，因此可以通過閾值法分離不同灰度的煤和水，以及煤的面積比。水的面積可以被認為是煤泥水的濃度。然而，由于粘泥水容易沉降且狀態(tài)不穩(wěn)定，并且粘泥水的反射對圖像拍攝有一定的阻礙，如何獲得相對穩(wěn)定的狀態(tài)是影響測量精度的重要因素。

1.4 煤倉料位檢測

煤倉是選煤廠不可缺少的煤炭儲存場所。當倉庫中的煤滿了時，必須及時停止加煤以防止溢出。目前，有多種方法可以測量煤倉的水平。常用方法包括重錘定位，紅外傳感定位和超聲定位。所有這些方法都具有不能反映煤倉中的實時圖像的共同缺點。如果使用機器視覺技術來解決這個問題，也可以實現(xiàn)高精度測量。如文章所述，一些現(xiàn)有的選煤廠已經(jīng)開始使用機器視覺來測量煤倉水平并取得了良好的效果。具體方法是在煤倉頂部安裝高強度點源。隨著煤材料的高度增加，攝像機捕獲上升點，提取斑點的高度和面積信息，并引入SIFT和K-means聚類算法，該算法結合匹配算法解決煤倉煤炭圖像的匹配問題，從而獲得煤倉高度，實現(xiàn)對煤倉水平的實時檢測。新增加，設備故障檢測，視頻識別（例如刮板機保護、分級篩跑粗報警，溜槽堵料報警識別、人員識別，人員定位，故障點自動切換視頻系統(tǒng)等等）多項視頻識別系統(tǒng)在近些年發(fā)展迅速，可以有效提高現(xiàn)場故障識別能力，現(xiàn)有智能化選煤廠建設過程中必不可少的技術之一。

2 應用前景

2.1 非接觸性測量的特點

選煤廠工作環(huán)境惡劣，噪聲大，故障頻繁發(fā)生，嚴重影響選煤廠工人的健康和生命安全。重介質選煤機器視覺具有高度適應性，可以使用機器視覺代替人眼長時間在惡劣環(huán)境中工作[3]。

2.2 直觀的特點

與紅外線和超聲波等現(xiàn)有傳感器相比，機器視覺具有無可比擬的優(yōu)勢。重介質選煤通過視覺反映實時條件，可以提高分析測試的準確性和穩(wěn)定性，并且它們是高效和快速的。

2.3 信息量豐富的特點

選煤廠在實際生產(chǎn)過過程中一些比較有經(jīng)驗的人員可以根據(jù)其自身經(jīng)驗積累，對設備的狀態(tài)利用經(jīng)驗進行分析。重介質選煤如果在結合之前的經(jīng)驗應用到機器視覺技術當中，就可以觀察到更微妙的變化，為了實現(xiàn)對選煤廠的有效控制通過計算機技術可以將這些變化以及重介質選煤通過數(shù)字量化。

3 結語

機器視覺技術的優(yōu)勢顯著，受到國內外眾多專家學者的關注。重介質選煤但是，現(xiàn)階段仍存在許多不可避免的問題，因此需要對該技術的進一步研究。重介質選煤相信隨著計算機技術和圖像處理技術的進一步提高，隨著自動控制領域的要求和選煤廠控制技術的提高，機器視覺技術的應用將具有更廣闊的前景。