Ученые ПНИПУ создали систему, которая выявляет отклонения в работе калийной флотационной машины

Ученые ПНИПУ создали систему, которая выявляет отклонения в работе калийной флотационной машины
Фото: pstu.ru

Хлорид калия — это один из самых важных компонентов удобрений. Во всем мире его покупают производители сельскохозяйственной продукции. Кроме того, он широко используется в химической и фармацевтической промышленности. Ключевым процессом извлечения хлорида калия из руды является пенная флотация. Управление флотомашиной производит технолог-флотатор, который вручную меняет подачу компонентов в зависимости от того, как выглядит пена. Это вызывает проблемы, потому что флотатор один, а машин в отделении много, и за всеми одновременно следить он не может. Ученые ПНИПУ разработали простой и эффективный метод распознавания состояния пены, который позволяет исключить влияние человеческого фактора, увеличить извлечение нужных компонентов из руды и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Исследование  опубликовано   в журнале «Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника» том 23, №1 за 2023 год.

Для обогащения калийных руд применяют пенную флотацию, в том числе шламовую (удаление нерастворимого остатка) и сильвиновую (разделение хлоридов калия и натрия). В ходе флотации через пульпу (смесь тонкоизмельченной руды с водой и реагентами) пропускают пузырьки воздуха. При шламовой флотации в пене всплывает нерастворимый остаток, при сильвиновой – полезный продукт, хлорид калия. Пена смахивается в лоток-приемник вращающимся пеногоном. Отклонения в составе руды могут привести к неполной флотации, тогда хлорид калия вместо готового продукта уходит в отвалы. Визуально отклонения от нормального процесса наблюдаются как дефекты пены. Флотаторы их называют «лысой» пеной, «неровной», «не красной».

Система компьютерного зрения могла бы распознать эти отклонения и скорректировать процесс быстрее, чем человек. Так успешно делается при флотации полиметаллических руд, где пузырьки контрастные, а их края почти черные. Но в сильвиновой флотомашине пена блеклая, и распознавать края пузырьков очень сложно и долго. Поэтому ученые ПНИПУ предложили вместо самих пузырей рассматривать блики с их поверхности от точечного источника света. Кроме бликов видеокамера снимает и антиблики — черные пятна на пузырьках искаженной формы. При правильной настройке алгоритмов предварительной обработки, изображения распознаются быстро и надежно.

— Мы разработали свое программное обеспечение и  на нем  обрабатывали  видеопотоки,  полученные  на  разных  машинах ПАО  «Уралкалий»  и  ООО  «Еврохим — Усольский калийный комбинат». В последнее время занимались улучшением алгоритмов за счет учета антибликов – определяли, сколько лучше брать подряд кадров при одном положении пеногона и как можно статистически обработать характеристики бликов для более раннего распознавания переходных процессов в машине. Например, если брать по три кадра подряд и правильно настроить фильтрацию шумов, время обработки почти не растет, а вот качество увеличивается на несколько процентов. Наш метод показал высокую точность — в  некоторых  точках  значение  погрешности изменяется  на  0,5–1,5  %,  но  в  большинстве случаев  результаты  полностью совпадают, — рассказывает доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Автоматизация технологических процессов» Березниковского филиала ПНИПУ  Андрей Затонский .

По словам ученого, важным также оказалось, что одна статистическая характеристика бликов хорошо описывает начало переходного процесса, а другая — его окончание. Это надо учитывать при построении системы регулирования или сигнализации отклонений.

Разработка пермских политехников позволит более полно обогащать калийную руду и получать компоненты для удобрений с минимальным участием человека в процессе. Бликовый метод оказался хорошо применимым также для распознавания размеров горнорудных окатышей (комков рудного концентрата), дефектов листового металла.


Ещё новости о событии:

Хлорид калия — это один из самых важных компонентов удобрений. Во всем мире его покупают производители сельскохозяйственной продукции.
14:24 26.04.2024 Березниковский филиал ПНИПУ - Березники
Ученые ПНИПУ создали систему, которая выявляет отклонения в работе калийной флотационной машины - ПГТУ
Хлорид калия — это один из самых важных компонентов удобрений. Во всем мире его покупают производители сельскохозяйственной продукции.
11:32 25.04.2024 ПГТУ - Пермь
 
По теме
В помощь – семейный компас - Газета Огни Камы  Управление образования администрации Чайковского городского округа и образовательные организации провели 18 мая 2024 года муниципальную родительскую конференцию «Семейный компас».
Газета Огни Камы
Новое успешное выступление - Лысьвенский филиал ПНИПУ В Перми состоялся краевой этап чемпионата «Абилимпикс». Основной площадкой соревнований стал Пермский краевой колледж «Оникс».
Лысьвенский филиал ПНИПУ
Вечный огонь - Новый Компаньон Вводится дополнительная категория получателей компенсации проезда до мемориалов   Министерство ЖКХ Пермского края В Пермском крае предложили расширить меры поддержки детей защитников Отечества,
Новый Компаньон