Метод и алгоритмы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Лаврухин Андрей Игоревич

• Лаврухин Андрей Игоревич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Лаврухин Андрей Игоревич

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ КАК ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПИ ШИХТЫ

1.1 Анализ существующих методов контроля

1.2 Характеристика режима функционирования доменной печи как объекта диагностирования на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты

1.3 Постановка задачи синтеза системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты

1.4 Выводы

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПИ ШИХТЫ

2.1 Построение модели тепловизионного изображения поверхности засыпи шихты доменной печи

2.1.1 Определение соответствия точек тепловизионного изображения точкам на поверхности засыпи шихты

2.1.2 Предобработка показаний тепловизора

2.1.3 Построение термограмм

2.2 Описание метода контроля работы доменной печи и управления загрузкой материалов на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты

2.2.1 Температура поверхности засыпи шихты как характеристика режима работы доменной печи

2.2.2 Блок контроля функционирования печи

2.2.3 Блок поддержки принятия решений

2.3 Выводы

3 АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПИ ШИХТЫ

3.1 Обобщенный алгоритм обработки информации в системе

3.2 Алгоритм предобработки показаний тепловизора

3.3 Алгоритм обучения модели кластерного анализа тепловизионных измерений температуры поверхности засыпи шихты

3.4 Алгоритм классификации режима функционирования печи и формирования интеллектуальной поддержки по управлению загрузкой материалов

3.5 Выводы

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО И АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПИ ШИХТЫ

4.1 Основные функциональные элементы и блоки системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты

4.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты

4.3 Результаты экспериментальных исследований математического и алгоритмического и программного обеспечения системы контроля работы печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты

4.4 Перспективы применения системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности шихты

4.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЭКРАННЫЕ ФОРМЫ

114

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИМЕРЫ ТЕРМОГРАММ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. СВИДЕТЕЛЬСТВА О РЕГИСТРАЦИИ

ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ДОГОВОР

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ЛИСТИНГ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод и алгоритмы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты»

Актуальность темы

Черная металлургия - одна из базовых отраслей национальной промышленности и один из немногих секторов, который может внести весомый вклад в обеспечение экономического роста в современной России. Приоритетными направлениями совершенствования производства стали повышение качества продукции и снижение ее себестоимости. Выпуск чугуна является основополагающим в черной металлургии, а значит внедрять инновации в его производство необходимо в первую очередь. Обеспечение качественной и бесперебойной работы доменной печи зависит от большого количества параметров, среди которых регулярность и виды рудных нагрузок, вес и распределение порции выгрузки, воздействие случайных факторов (различного рода отклонения от нормальной работы, человеческий фактор) и прочие внешние факторы. Управление ходом печи "снизу" -контроль режима горна печи включая параметры количества, давления, температуры и состава комбинированного дутья, его влажности обычно осуществляется для поддержания стабильно максимальной температуры дутья. Тогда как по статистике наиболее частые причины брака связаны с ошибками управления параметрами печи "сверху" - изменением параметров загружаемых материалов (горячая плотность кокса, состав руды, доля и количество офлюсованных окатышей) и их распределением по колошнику. Поскольку процесс плавки доменной печи непрерывный, важно использовать методы, позволяющие выявить отклонения за малый срок с одновременным сохранением качества выполнения операций для применения оптимальной и оперативной корректировки, что можно осуществить с помощью автоматизации процессов неразрушающего контроля.

Одним из эффективных, интенсивно развивающихся в настоящее время методов контроля параметров печи является тепловизионный метод. Основным средством бесконтактного измерения в рамках данного метода являются тепловизоры, которые регистрируют распределение температуры

по поверхности исследуемого объекта и отображают его тепловые характеристики в виде псевдоцветных изображений - термограмм [17] (аналоговый выход) или таблиц абсолютных значений температуры (цифровой выход).

Наряду с зарубежными учеными в области термографии (Госсорг Ж., Ллойд Дж.) [16, 41], в нашей стране большой вклад в развитие тепловизионных методов внесли ученые О.Е. Власов, В.А. Григорьев, В.А. Дроздов, В.Е. Канарчук, А.В. Лыков, И.Б. Левитин, М.М. Мирошников, К.Ф. Фокин, Ф.В. Ушков, и др. [19, 21, 22, 39, 42]. Современная школа исследователей в области термодиагностики представлена крупными учеными О.Н. Будадиным, А.И. Потаповым, В.И. Калгановым, В.В. Клюевым, В.Н. Фелиновым, В.П. Вавиловым, А.Г. Климовым, Т.Е. Троицким-Марковым, М.И. Щербаковым, С.А. Бажановым, А.В. Крюковым и др. [2, 8, 9, 10, 11, 23, 52].

В последнее время ряд российских разработок, выполненных в Технологическом институте энергетических обследований, диагностики и неразрушающего контроля "ВЕМО" (г. Москва), НИИ интроскопии при Томском политехническом университете и Северо-Западном Государственном техническом университете (г. Санкт-Петербург), а также оригинальные разработки российских ученых и изобретателей (ООО «ИРТИС») определили основные направления развития тепловизионного метода в нашей стране [24].

Анализ температурных характеристик поверхности засыпи шихты, наряду с другими параметрами плавки, позволит контролировать работу печи на основе данных мониторинга, проводить раннюю диагностику дефектов, прогнозировать их развитие и рассчитывать параметры корректировки управляющих воздействий при загрузке материалов.

Решение задачи контроля работы печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты может быть найдено путем создания автоматизированной системы, способной получать тепловизионные

изображения контролируемой поверхности в цифровом виде с последующей автоматизированной обработкой получаемой информации.

Задачи обработки информации, полученной тепловизионным приемником, могут быть решены с применением методов обработки изображений, изложенных в работах ученых Б. Н. Вапника, К Вехрагена, Э. Патрика, У. Прэтта, Дж. Ту, К. Фукунаги, Б. Хорна, а также более современными исследованиями Н. С. Longuet-Higgins, Т. М. Strat, R. Hartley, J. L.Miindy, A. Zisserman, A. Goshtasby [12, 13, 58, 59]. Дальнейшая обработка информации с применением алгоритмов мониторинга и диагностики в рамках единого программного комплекса позволит более полно использовать возможности метода тепловизионного контроля и вывести диагностику работы доменной печи на качественно иной уровень.

Исходя из вышеизложенного, можно утверждать, что развитие исследований, направленных на создание математического и алгоритмического обеспечения системы контроля работы печи на основе анализа температуры засыпи шихты является актуальной научной задачей, требующей своего решения.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности работы доменной печи за счет обеспечения воспроизводимости наиболее выгодных режимов на основе использования метода неразрушающего контроля температуры поверхности засыпи шихты.

Для достижения цели исследования в работе решены задачи:

1. Проведено исследование режимов работы доменной печи как объекта контроля на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты.

2. Разработано математическое обеспечение для диагностирования и классификации режимов работы печи, а также интеллектуальной поддержки управления загрузкой материалов в доменную печь.

3. Разработано алгоритмическое обеспечение контроля и поддержки принятия решений по управлению загрузкой материалов в доменную печь.

4. Выполнены экспериментальные исследования разработанного математического и алгоритмического обеспечения системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является система контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты. Предмет исследования - математическое и алгоритмическое обеспечение системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты.

Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использовались методы синтеза прикладных программ подсистем АСУТП, интеллектуализации решения прикладных задач, фотограмметрии, проективной геометрии и геометрической оптики, математического и компьютерного моделирования, цифровой обработки изображений, элементы теории теплопроводности, а также основы теории построения алгоритмов и моделирования программ, программные и языковые средства современных компьютерных технологий.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработана новая модель тепловизионного изображения поверхности засыпи шихты доменной печи, учитывающая расположение тепловизора, габариты колошника и шахты печи, уровень засыпи шихты, а также схему подачи материалов.

2. Разработан метод контроля работы печи и управления загрузкой материалов, который позволяет определить оптимальную массу материалов и интервал между подачами на основе выявления зависимости изменения температуры поверхности засыпи шихты от параметров подачи на ретроспективных данных, а также учитывает степень влияния температуры по различным областям поверхности засыпи шихты на работу печи.

3. Разработано алгоритмическое обеспечение системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты:

алгоритм предобработки показаний тепловизора, отличающийся быстрой фильтрацией характерных для тепловизора искажений;

алгоритм обучения модели кластерного анализа тепловизионных изображений, отличающийся свёрткой таблицы температур для ускорения вычислений и параметризацией метрики по областям точек на поверхности засыпи шихты;

алгоритм классификации режима функционирования печи и формирования интеллектуальной поддержки по управлению загрузкой материалов, отличающийся вычислением стоимости ребер при построении направленного графа изменения состояний.

Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что реализация разработанных теоретических положений позволила:

- повысить точность определения положения нагретых областей на поверхности засыпи шихты на 15% за счет применения модели тепловизионного изображения;

уменьшить износ огнеупорной кладки печи и продлить межремонтные периоды на 5% за счет индикации аномалий температуры на периферии;

увеличить скорость принятия решений по управлению загрузкой материалов в 1,5 раза за счет оповещения об отклонениях режима работы печи и использования рекомендаций подсистемы поддержки принятия решений;

использовать разработанную методику настройки алгоритмического обеспечения системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты для устранения дефектов на тепловизионных изображениях, а также корректировки по фактическому расположению тепловизора.

Реализация результатов диссертационной работы. Разработанные метод и алгоритмы системы контроля работы доменной печи на основе анализа температуры засыпи шихты прошли экспериментальную проверку на

доменной печи №5 "Северянка" Череповецкого металлургического комбината ПАО "Северсталь".

Результаты исследования успешно внедрены и используются в процессе управления и анализа технологами коксоаглодоменного производства Череповецкого металлургического комбината ПАО "Северсталь".

Предложенные алгоритмы обработки информации и управления используются в практической деятельности ООО "Облпромавтоматика", на коксоаглодоменном производстве Череповецкого металлургического комбината ПАО "Северсталь», а также в учебном процессе на кафедре математического и программного обеспечения ЭВМ Череповецкого государственного университета в дисциплинах «Инженерная и компьютерная графика», «Проектирование информационных систем на основе СУБД».

Соответствие паспорту специальности. Аспекты, рассмотренные в настоящей диссертации, соответствуют пунктам 2 и 16 паспорта специальности 05.13.06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в металлургии) (п. 2. Автоматизация контроля и испытаний, п. 16. Теоретические основы, методы и алгоритмы построения экспертных и диалоговых подсистем, включенных в АСУТП, АСУП, АСТПП и др. ).

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационный работы докладывались и получили положительную оценку на следующих научных конференциях: научно-практических конференциях:

- I, II Всероссийские научно-практические конференции «Современные информационные технологии. Теория и практика» (Череповец, 2014, 2015 гг.);

- конференция «Научно-технический прогресс в черной металлургии-2015», (Череповец, 2015 г.);

21-я Международная промышленная выставка «Металл-Экспо» (Москва, 2015 г.);

- VII, VIII, IX Всероссийские научно-практические конференции «Череповецкие научные чтения» (Череповец, 2015 - 2017 гг.).

Подписан договор об установке системы измерения и контроля температуры поверхности засыпи шихты на доменной печи №10 Магнитогорского металлургического комбината.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 4 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях из списка ВАК Минобрнауки РФ, а также получены 2 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ. Участие и победа в конкурсе "Умник-2015", проводимом фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, получение гранта в рамках выполнения НИОКР на тему диссертационного исследования.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 70 наименований, и 5 приложений. Работа содержит 125 страниц, 45 рисунков и 11 таблиц.

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ КАК ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПИ ШИХТЫ

1.1 Анализ существующих методов контроля

Радиальное распределение материалов на колошнике главным образом характеризуется распределением рудных нагрузок и объемов материалов, которые оказывают существенное влияние на распределение потока восходящих газов, распределение скорости опускания шихты, а также на форму зоны плавления. В свою очередь, форма зоны плавления определяет ход печи и является важнейшим технологическим фактором [54]. Влияние многочисленных изменяющихся факторов затрудняет поддержание рационального распределения материалов в течение длительного времени, поэтому необходимо периодическое регулирование хода печи изменением параметров режима загрузки материалов [51].

Для обоснованного выбора рациональных программ загрузки необходимо знать закономерности распределения шихтовых материалов, газопроницаемости, и степень их влияния на ход процессов плавки. В работе [26] показано, что для этого нужна информация о распределении рудных нагрузок, скоростей схода шихты и газопроницаемости по радиусу и окружности колошника; температуре поверхности засыпи и периферии колошника; степени использования восстановительной способности оксида углерода и водорода. Применение бесконусных загрузочных устройств (БЗУ) позволило существенно расширить возможности управления радиальным и окружным распределением шихтовых материалов по радиусу и окружности печи [47, 48, 3].

Для доменных печей большого объема важнейшим элементом наиболее эффективных режимов загрузки является загрузка в осевую зону печи [4].

Доменная печь объемом 5000 м работает с наилучшими показателями в тех случаях, когда содержание диоксида углерода в газе по оси печи на колошнике составляет 4-6%; если же оно приближается к 10%, то печь

-5

работает неустойчиво. Для печи меньшего объема, например 3200 м , содержание в центре 10-14% дает положительные результаты.

Доменные печи, в которых используется температурный контроль, оснащаются следующим оборудованием [7, 63, 64, 65]: термопары по периферии колошника;

термопары на двух половинах стационарной термобалки, установленной над поверхностью засыпи по одному диаметру;

- термопары в восьми отводящих газоходах;

- зонд отбора проб;

- устройство типа спиротерм под куполом печи;

- акустические измерители температуры (акустический пирометр);

- тепловизор, установленный под куполом печи;

- устройство получения термограмм приколошниковых газов.

В случае установки термопар по периферии измеряется лишь небольшой участок засыпи, а практически вся центральная зона остается вне поля измерений, что приводит к крайне малой эффективной площади измерений. Применение стационарной термобалки позволяет получить приближение к температуре центральной зоны колошника. Однако ввиду того, что термобалка не лежит на шихте, а находится на расстоянии, фактически измеряется температура газового потока у поверхности, а не температура шихты. Конструктивной особенностью термобалки является стационарное положение, что значительно сужает область исследования температуры в пределах одной выбранной при установке хорды колошника.

Термопары в газоходах оценивают только температуру отходящих газов, а значит дают косвенное представление о фактической температуре руды и кокса на поверхности засыпи.

Зонд отбора проб даёт точный анализ температуры пробы, однако скорость взятия и его анализа позволяет оценить всего лишь несколько точек за время между двумя выгрузками материалов.

Известен способ управления загрузкой шихтовых материалов [63], включающий подачу порций шихтовых материалов на поверхность засыпи вращающимся распределителем: для выравнивания поверхности засыпи определяют сектор и кольцевые зоны окружности колошника, где имеются положительные отклонения. Устройство типа спиротерм дает температурное поле низкого разрешения с длительным циклом опроса (порядка десятка секунд), что позволяет выявлять только сравнительно большие области отклонения температуры с низкой динамикой.

Акустические пирометры обычно устанавливаются на печь в количестве 6-12 штук, хорошо работают в условиях сильной запыленности, однако определяют температуру зон с низким разрешением, вследствие этого сложно определять границы относительно нагретых зон со схожей температурой.

Известен способ и устройство тепловизионного контроля загрузки шихты, и описанный в [65]. Основные недостатки существующего метода: низкое разрешение тепловизора и полученной на основе его показаний теплокарты, отсутствует временной тренд температуры по зонам, нет связи областей выгрузки и областей температуры, отсутствует методика классификации режима работы печи, не учитываются изменения диаметра шахты печи по мере неполной загрузки печи, отсутствуют корректировки для компенсации разницы реального положения тепловизора и направления центральной оптической оси от проектных значений.

Одним из основных элементов оборудования доменной печи, определяющим эффективность формирования рационального распределения шихтовых материалов и доменной плавки в целом, является загрузочное устройство и система его управления. Конусные загрузочные устройства применяются на доменных печах достаточно давно (более 150 лет) и к

настоящему времени существует множество вариантов их конструкций [57]. Разработка методов регулирования хода печей изменением программ загрузки получила особое развитие в 1950-х годах и способствовала значительному улучшению эксплуатационных и технико-экономических показателей работы печи [51]. Ввиду отсутствия возможности обеспечения конусными аппаратами гибкого изменения распределения рудных нагрузок и газопроницаемости столба шихты, основное метрологическое обеспечение доменной плавки ограничивалось использованием средств контроля уровня засыпи, состава газов в различных точках сечения печи, температуры кладки шахты, газа в газоотводах, перепадов давления по высоте печи [3, 5, 6, 20, 26, 27, 28, 45, 51, 54, 60].

В доменном производстве применяются различные средства контроля уровня засыпи шихты. В 1940-х годах широкое распространение на практике получили зондовые грузы (цепь с подвешенным грузом [25]), опускаемые на поверхность шихты в печи в двух-четырех точках в промежутках между загрузкой подач материалов. Для экспериментальной оценки профиля поверхности засыпи в 1950-х годах использовались установки в виде труб и расположенных в них зондовых грузов, которые вводились в печь через патрубки [53]. Установка и освоение таких технических средств для измерения распределения материалов по двум взаимно перпендикулярным радиусам имели важное значение для регулирования хода печи изменениями программ загрузки, однако эти устройства не обеспечивали непрерывность контроля уровня поверхности засыпи. Между тем систематическая регистрация и обработка данных о характере движения материалов в верхней части доменной печи необходимы для управления процессом плавки [40]. В середине 60-х годах начались испытания бесконтактных радиометрических уровнемеров [49, 50]. Принцип действия уровнемера основан на «просвечивании» колошниковой части рабочего пространства печи радиоактивными источниками и на поглощении излучения шихтой. Устройство позволяло отчетливо выявлять неравномерную скорость схода

материалов по окружности печи, однако, имело существенные конструктивные недостатки (нестабильное функционирование блока излучения, проблемы с надежностью системы водяного охлаждения). По мере развития понимания технологами важности получения регулярной информации о газораспределении происходило расширение метрологического оснащения доменных печей стандартными средствами контроля распределения газов, обслуживаемых специализированным персоналом.

Результаты анализа колошникового газа, сопоставленные с показаниями контрольно-измерительных приборов, позволяют выделить следующие характерные схемы газораспределения в доменной печи [1, 14, 61]:

1. Центральный газовый поток. Развитый центральный газовый поток возникает в том случае, если печь работает с загружающими периферию программами загрузки, с «передувами» или с малыми рудными нагрузками, вызывающими разрыхление шихты по оси печи. Длительная работа с излишне развитым центральным потоком может приводить к «похолоданию» печи. В этом случае принимаются меры по «подгрузке» (увеличению рудной нагрузки) осевой зоны и «разгрузке» (уменьшению рудной нагрузки) периферии, что позволяет сместить рудный гребень к промежуточной зоне и обеспечить достаточную газопроницаемость у стен печи.

2. Периферийный газовый поток. Развитый периферийный поток газов возникает при работе печи с разрыхляющими периферию программами загрузки, увеличении доли мелочи в рудной части шихты и недостаточном количестве дутья. Длительная работа с излишне развитым периферийным потоком газов приводит к загромождению центра печи, уменьшению средней рудной нагрузки и к «похолоданию». Одними из наиболее эффективных способов «подгрузки» периферии являются уменьшение массы кокса и увеличение количества железорудных материалов на периферии. Однако преждевременная загрузка периферии железорудными материалами при

низкой газопроницаемости оси приводит к «подвисанию» шихты и принудительным осадкам.

3. Канальный газовый поток. Основными причинами возникновения канального газового потока являются увеличение количества мелочи в шихте, несоответствие параметров дутьевого режима гранулометрическому составу шихты («передув») и неравномерное распределение дутья по фурмам.

Расположение канала определяется положением минимума диоксида углерода по радиусу. Возникновение «канального хода» печи сопровождается изменением давления горячего дутья, что объясняется непостоянством сопротивления столба шихтовых материалов прохождению газов и неравномерной газопроницаемостью отдельных участков зоны шлакообразования. Для ликвидации канала необходимо уменьшить чрезмерную газопроницаемость соответствующего участка посредством его «подгрузки» железорудными материалами, улучшить гранулометрический состав загружаемой шихты. Изменение программы загрузки, как правило, отражается на «нижней» зоне через 3-4 часа, а на «верхней» уже через 1-1,5 часа. Установлено, что тенденция увеличения средней, максимальной и минимальной температур теплового поля свидетельствует о «разогреве» доменной печи, а уменьшение значений температур - о признаках «похолодания». Значительное увеличение температуры в какой-либо зоне предупреждает технологов о возможности возникновения канального хода. При наличии резких кратковременных повышений давления колошникового газа и температуры поверхности засыпи в отдельных секторах теплового поля колошника, возникающих после выгрузки порций шихты, должны предприниматься оперативные меры по изменению параметров режима загрузки [4].

Тепловизор является цифровым устройством в основе которого находится микроболометр, который в отличие от видеокамеры настроен на определённый диапазон длин волн излучения 7,5-13 мкм [70], что

соответствует диапазону измерения температур 50-1200 °С. А значит для тепловизора характерны дефектные пиксели. В отличие от характера шумов, присущих цифровым изображениям, искажения даже одного пикселя значительно искажает тепловизионные изображения, так как часто используется относительная шкала температур. Известные алгоритмы фильтрации цифровых изображений, такие как LPA, ICI, медианный фильтр [15] могут быть применены с ограничениями к тепловизионным изображениям.

Существующие методы и средства не позволяют проводить неразрушающий контроль температуры поверхности засыпи шихты и приколошниковых газов в полной мере, а также решать задачи диагностирования и управления в изменяющихся условиях под куполом доменной печи.

1.2 Характеристика режима функционирования доменной печи как объекта диагностирования на основе анализа температуры поверхности засыпи шихты

Для управления процессом плавки доменной печи выделяют виды контроля и управления:

- контроль «снизу» - контроль режима горна печи включая параметры количества, давления, температуры и состава комбинированного дутья, его влажности, повышенного давления на колошнике, диаметра и высова фурм, величины общего перепада статического давления газа в шахте;

- контроль «сверху» - контроль распределения материалов на колошнике, режима загрузки - уровня и состава засыпи, системы загрузки и величины подачи, а также схемы работы вращающегося распределителя шихты, температуры поверхности колошника и отходящих газов.

Наиболее оперативным из всех приемов является регулирование «сверху», поскольку оно призвано поддерживать постоянным режим печи «снизу» и должно подвергаться изменениям только в особых случаях.

Нормальный технологический режим работы доменной печи должен обеспечить бесперебойный интенсивный, но в то же время ровный ее ход для получения наиболее высоких показателей по производству чугуна, удовлетворяющего требованиям ГОСТ (ГОСТ 805-95 для передельного чугуна и ГОСТ 4832-95 для литейного) и внутризаводских технических условий при минимальном расходе кокса и сырых материалов. Признаками устойчивого ровного хода доменной печи являются: непрерывный плавный сход шихтовых материалов; устойчивый характер распределения потока газа в печи (по характеру кривой содержания двуокиси углерода по сечению и окружности печи или по кривой температуры газов) [62]. Нормальный ход определяется равномерной температурой периферии с глобальным максимумом в центре. Характерное тепловизионное изображение поверхности засыпи ровного хода доменной печи представлено на рисунке 1.1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лаврухин Андрей Игоревич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Апарин В. Б., Грузинов В. К., Грузинов В. В. О связи между распределением материалов на колошнике и температурным полем в шахте доменной печи. // Изв. вуз. Черная металлургия. - 1966. - №2. - С. 27-31.

2. Бекешко Н. А. Некоторые актуальные вопросы развития методов и средств теплового неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 1986. - №12. - С. 48-55.

3. Большаков В. И. Теория и практика загрузки доменных печей. - М, 1990. 256с.

4. Большаков В. И., Лебедь В. В., Жеребецкий А. А. Использование современных средств контроля для управления радиальным распределением шихты в доменной печи // (Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии, 2010)

5. Большаков В. И., Покрышкин В. Л., Шутылев Ф. М. Оптимизация программ загрузки доменной печи с лотковым распределителем // Сталь. -1985. - №9. - С.16-20.

6. Большаков В. И., Покрышкин В. Л., Шутылев Ф. М. Совершенствование способов загрузки доменных печей в СССР и за рубежом. // Черная металлургия. Сер. «Подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу и производство чугуна»: Обзорная информация. Ин-т Черметинформация. - 1983 - Вып.2. - 32 с

7. Пат. 2022025 Российская федерация, МПК C21B 7/20. Способ загрузки доменной печи / В. И. Большаков, Н. А. Рослик, Ф. М. Шутылев, А. К. Икконен, В. Л. Степаненко, В. М. Зернов; заявитель и патентообладатель Череповецкий металлургический комбинат им.50-летия СССР. - № 4903436/02; заявл. 22.01.91; опубл. 30.10.94, Бюл. №30.

8. Будадин О. Н., Нотапов А. И., Калганов В. И. и др. Тепловой неразрушающий контроль изделий: Научно-методическое пособие. - М.: Наука, 2002. - 472 с.

9. Вавилов В. Н. Активный тепловой контроль многослойных изделий: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1985. - 35 с.

10. Вавилов В. Н. Тепловой контроль композиционных структур и изделий радиоэлектроники. М.: Радио и связь, 1984. - 152 с.

11. Вавилов В. Н. Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. - М.: Машиностроение, 1991. - 240 с.

12. Вапник Б. Н., Червоненкис А. Я. Теория распознавания образов. М.: Наука, 197 с.

13. Верхаген К., Дейн Р., Грун Ф. и др. Распознавание образов: Состояние и перспективы. М.: Радио и связь, 1985

14. Воловик А. В., Каплун С. В., Аносов В. Г. К вопросу об автоматическом управлении распределением газов по сечению печи с помощью систем загрузки. // Сталь. - 1966. - №7. - С.581-584.

15. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. - М.: Техносфера, 2005

16. Госсорг Ж. Инфракрасная термография: пер. с франц. М.: Мир, 1988. - 399 с.

17. ГОСТ 54852-2011. Здания и сооружения. Метод тепловизионнонго контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций. - Введ. 201205-01.

18. ГОСТ 147-2013 (ISO 1928-2009) Топливо твердое минеральное. Определение вышей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания. -Введ. 2015-01-01.

19. Григорьев В. А., Зорин В. М. Теоретические основы теплотехники: Теплотехнический эксперимент: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1988. -560 с.

20. Гришкова А. А., Френкель М. М., Вегман Е. Ф. Управление загрузкой доменных печей. // Черная металлургия. Сер. «Автоматизация металлургического производства»: Обзорная информация. Ин-т Черметинформации. - Вып. 4. - 1981. - 28 с.

21. Дроздов В. А., Сухарев В.И. Термография в строительстве. М.: Стройиздат, 1987. - 238с.

22. Канарчук В. Е., Чигринец А. Д. Бесконтактная тепловая диагностика. М.:Машиностроение, 1987. - 158 с.

23. Клюев В. В., Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник. Кн. 17 Под ред. В. В. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. - 488 с.

24. Ковалев, А. В. Тепловидение сегодня / А. В. Ковалев, В. Г. Федчишин, М.И. Щербаков // Спец. техника. - 1999. - № 3. - С. 13-18 ; 1999. - № 4. - С. 19-23

25. Красавцев Н. И. Металлургия чугуна. - Металлургиздат, 1952. -С.301-305.

26. Курунов И. Ф., Леонидов Н. К. Производство чугуна, измерения, контроль, управление процессами. Автоматизация процессов. // Производство чугуна и стали: итоги науки и техники. ВНИТИ АН СССР. -М., 1987. - Т. 17. - С.105-141.

27. Кутнер С. М. Эксплуатация доменных печей, оборудованных подвижными плитами за рубежом. // Черная металлургия. Сер. «Производство чугуна»: Обзорная информация. Ин-т Черметинформации. -Вып. 1. - 1981. - 40 с.

28. Кутнер С. М. Эксплуатация доменных печей с бесконусным загрузочным устройством за рубежом. // Черная металлургия. Сер. 4: (Обзорная информация. Ин-т Черметинформация. - Вып.2. - 1978. - 25 с.

29. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Анализ температуры поверхности засыпи шихты как элемент системы поддержки принятия решений по управлению доменной печью // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2018. - № 6 (87). - С. 10-18

30. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Геометрическая модель тепловизионного изображения поверхности засыпи шихты доменной печи //

Вестник Череповецкого государственного университета. - 2017. - №1(76), -С 48-55.

31. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Использование профиля поверхности засыпи шихты при тепловизионном контроле доменной печи: Череповецкие научные чтения - 2016, Череповец, 16-17 ноября 2016 г. / под ред. Н. И. Шестакова, А. В. Кожевникова, Е. В. Ершова, К. А. Харахнина. -Череповец: Череповецкий государственный университет, 2017. - 226 с.

32. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Истинные размеры объектов на цифровых тепловизионных изображениях: Всероссийская научно-практическая конференция "Череповецкие научные чтения - 2015", Череповец, 11-12 ноября 2015 г. / под ред. К. А. Харахнина. - Череповец: Череповецкий государственный университет, 2016. - 227 с

33. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Методы фильтрации тепловизионных изображений: Всероссийская научно-практическая конференция "череповецкие научные чтения - 2014", Череповец, 11-12 ноября 2014 г. / под ред. К. А. Харахнина. - Череповец: Череповецкий государственный университет, 2015. - 268 с.

34. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Паттерны при тепловизионном контроле поверхности засыпи шахты доменной печи: Всероссийская научно-практическая конференция «Череповецкие научные чтения - 2017», Череповец, 21-22 ноября 2017 г. / под ред. К. А. Харахнина. - Череповец: Череповецкий государственный университет, 2018. - 256 с.

35. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Термограмма концентрических колец выгрузки в мировых координатах доменной печи: II всероссийская научно-практическая конференция "Современные информационные технологии. теория и практика" в рамках ИТ-форума «ЮТУ 2015: информатизация промышленного города», Череповец, 19 ноября 2015 г. -Череповец: Череповецкий государственный университет, 2016. - 221

36. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Тепловизионный контроль поверхности засыпи доменной печи. «Современное общество, образование и

наука»: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. - Тамбов, 2014. - 164 с.

37. Лаврухин А. И., Селяничев О. Л. Компенсация случайных потерь четкости тепловизионных изображений: Современные информационные технологии. теория и практика, Череповец, 20 ноября 2014 г. - Череповец: Череповецкий государственный университет, 2015. - 248 с.

38. Лаврухин А.И., Хинский Л.Д., Автоматизированная система тепловизионного контроля состояния распределительного лотка БЗУ и температуры поверхности уровня засыпи шихты на колошнике ДП №5 Череповецкого металлургического комбината ПАО «Северсталь» // Черная металлургия. - 2016, - №4 (1396), - С 35-37.

39. Левитин И. Б., Инфракрасная техника. Л., 1973

40. Леонидов Н. К. Последние усовершенствования в загрузке доменных печей США. // Сталь. - 1944. - №1-2.

41. Ллойд Д. Системы тепловидения, М.: Мир, 1978

42. Мирошников М. М., Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л., 1977

43. Михайлова А. П., Чибуничева А. Г. «Курс лекций по фотограмметрии», МИИГАиК, Москва, 2011 г

44. ООО "Облпромавтоматика" Проект ВЛЧ-ОПА-543-ТХ "Установка тепловизионной системы контроля состояния распределительного лотка БЗУ и температуры поверхности засыпи шихты на колошнике ДП №5 Технология", Череповец, 2012 г.

45. Павлов М. А. Металлургия чугуна, ч. 2. - Металлургиздат, 1945. -С.5-21.

46. Патрик Э. Основы теории распознавания образов. М.: Сов. Радио, 1980.

47. Покрышкин В. Л., Большаков В. И., Хомич И. Т. и др., Особенности распределения материалов в доменной печи объемом 5000 м3 с бесконусным загрузочным устройством. // Сталь. - 1982. - №11. - С. 13-16.

48. Покрышкин В. Л., Большаков В. И., Гладуш В. Д. и др. Режим загрузки и особенности технологии плавки на доменной печи, оборудованной отечественным бесконусным загрузочным устройством.. // Черная металлургия: Бюл. Ин-та «Черметинформация». - 1985. - Вып. 20. -С.33-34.

49. Половченко И. Г. Движение шихтовых материалов и газов в доменной печи. Днепропетровск, 1957.

50. Половченко И. Г, Васильев Г. В. Радиометрический контроль уровня материалов в доменной печи. // Сталь. - 1959. - №3.

51. Половченко И. Г. Регулирование хода доменной печи изменениями загрузки. Сталь. - №10. - 1953.

52. Потапов А. И., Игнатов В. М., Александров Ю. Б. и др. Технологический неразрушаюший контроль пластмасс. Л.: Химия, 1979. -288 с.

53. Редько А. Н. Метод регулирования хода доменных печей. // Сталь. -1946. - №3. - С.145-149.

54. Сакураи С, Регулирование распределения шихтовых материалов на колошнике доменной печи /// Tetsu to hagane, Journal of The Iron and Steel Institute of Japan. - 1982. - 68. - № 15. - Р.2319-2329.

55. Селяничев О. Л., Лаврухин А. И. Управление ходом доменной печи через локализацию областей на поверхности засыпи шихты и корректировкой ее порций // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. - 2018. - Т. 8, № 4 (29). - С. 72-78.

56. Сибагатуллин С. К., Теплых Е. О., Харченко А. С. Влияние последовательности загрузки компонентов шихты в бункер бзу на равномерность их поступления в колошниковое пространство доменной печи // Журнал Теория и технология металлургического производства - 2011. - № 11

57. Тарасов В. П. Загрузочные устройства шахтных печей. - М. «Металлургия», 1974. - 312 с.

58. Ту Дж., Гонсалес Р. Принципы распознавания образов. М.: Мир, 1978

59. Фукунага К. Введение в статистическую теорию распознавания образов. М.: Наука, 1979.

60. Харченко Е. О., Сидоров М. В., Сибагатуллина М. И., Миникаев С. Р., Кузнецов Д. М. Выявление закономерностей выхода компонетов шихты доменных печей из бункера бзу лоткового типа: Инновации в материаловедении и металлургии : материалы IV Международной интерактивной научно-практической конференции. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. — С. 71-75

61. Чернов Н.Н., Домницкий И.Ф. Управление газовым потоком в доменной печи. // Сталь. - 1956. - №5. - С.402-408.

62. Щербаков В. П. Основы доменного производства - Владимир: Металлургия, 1969

63. Dean E. Draxton James G. Droppo, III Richard E. Hogle George Kychakoff -Application number US10657460 Other versions US20040052295A1 - Acoustic pyrometer

64. Hans-Peter Domels, Manfred Deuster und Fritz Reinitzhuber Akustische Gastemperaturmessung an der Hochofengicht. 2/2009 Zeitschrift für die Herstellung und Verarbeitung von Eisen und Stahl ISSN 0340-4803, Sonderdruck aus „stahl und eisen" 129 (2009), Heft 2, Seiten 25-34 Nachdruck verboten. Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf 2009

65. Inventor Arthur J. Schenck John P. Hoffman Glenn R. Crossley Application number US06539209 Furnace burden thermographic method and apparatus

66. ISO 13406-2 Ergonomic requirements for work with visual displays based on flat panels, publication date: 2001-12.

67. McLachlan, Geoffrey. Discriminant Analysis and Statistical Pattern Recognition. John Wiley & Sons, 2004

68. Rousseeuw Peter J. Silhouettes: a Graphical Aid to the Interpretation and Validation of Cluster Analysis. Computational and Applied Mathematics 1987

69. Steinhaus H. Sur la division des corps materiels en parties. Bull. Acad. Polon. Sci., -1956 C1. III vol IV: 801—804.

70. Technical specifications FLIR A315 [Электронный ресурс] URL: http://www.flir.com (дата обращения: 15.05.2018)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЭКРАННЫЕ ФОРМЫ

Рисунок П1.1 - Форма настройки параметров

Рисунок П1.2 - Форма интерактивного интерфейса пользователя

Рисунок П1.3 - Форма Аналитического модуля технолога представление

с историей

Рисунок П1.4 - Форма аналитического модуля технолога, текущее

1емпература по сечениям

ГС С

90

-1 67

-I 112 5

-I 135

150

157 5

0 2 4 6 810 13161922252831 34 3740 43 46 49 5255 5861 646770737679828588 91 94 97 101 106

Рисунок П1.5 - Форма распределения температуры по сечениям

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИМЕРЫ ТЕРМОГРАММ

Т16 VgM TV i

1

Т13 i TIO

Т12_ ; Til сторона ишхтолодэчи

шШ^шШш ¡fñ -Z

ITOílt

Т14 Т9

™ Т13 Т12 ; m Т1° «

сторона шихтоподачи

m' Т1Э TÎ0

12 TU а : ген* |ЖНХТО(ХЛ4'>'

Т1Э Т10

TI 2 TU

стсоом* инхтоподвчи

т, ТЗ Т4

Л1 Т2 •

. Г:--,-'

■л

щ

' »

та 3

• I t : ' °

T14

vxvñ

Л4 113

T12 TU сторона шихтоподачи

, W. ТЗ

"V

3 T4 _

JI1 - 15 \ Л2

# # -

ШВЖМ ■

w

п д Т13 TIO ' n,

TI 2 Til Л3

сторона шихтоподачи

Т5 ТЗ Т4

m 72 Tj лг

m ' ™

тм TU m w

13

лЛ tu

Т12 TU Пв «

лг Iii

m « тз

m Т13 TIO ,,

m TI 2 TU ^

CTCODH« иИХТОПОПвчи

Г) ТЗ

ли 12

m TU TIO "л,

'1 Т12 Ti:

о:: он« мнкгоп«иов'>>

TI

MM

T13 TIO

* TI 2 Til

стор'она шихтоподачи

m та по „,

"* Т12 TU

СТСООМ* вихТОАОДвчи

пЛ таз TIO

Т12 TU 03

ctc^w»»rtxTOixgs* •

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. СВИДЕТЕЛЬСТВА О РЕГИСТРАЦИИ

ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ДОГОВОР

ДОГОВОР на выполнение научно-исследс опытно-конструкторской работы «Создание системы измерения температуры радиусам) над уровнем засыпи доменной печи

г. Магнитогорск

ОАО

«ОБ Л1Р0МАВТ0Ш ТИКА*

с «ой и

(ОЛЬМИМ

40 бесконтактным способом^

. тш-£- л—

март 2017 г.

Открытое акционерное общество «Магнитогорский металлургический комбинат», именуемое в дальнейшем Заказчик, в лице начальника технического департамента Мухина Александра Алексеевича, действующего на основании доверенности №16-юр-104/1 от 15.02.2017г. с одной стороны, и ОАО «Облпромавтоматика», именуемое 8 дальнейшем Исполнитель, в лице генерального директора Хинского Леонида Давидовича, действующего на основании Устава, с другой стороны, в совместном упоминании именуемые в дальнейшем Стороны, заключили настоящий Договор о нижеследующем:

1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕМ ДОГОВОРЕ

1.1. Заказчик - юридическое лицо, выдающее техническое задание на научные исследования и разработку образца нового изделия, конструкторскую документацию или новую технологию и оплачивающее эти работы в соответствии с настоящим Договором.

1.2, Исполнитель - юридическое лицо, осуществляющее выполнение научно-исследовательской работы, а также других работ по созданию научно-технической продукции.

1.3. Интеллектуальная собственность (ИС) - результаты интеллектуальной деятельности и приравненные к ним средства индивидуализации юридических лиц, товаров, работ, услуг и предприятий, которым предоставляется правовая охрана в случаях и порядке, установленных ГК РФ и другими законами, и за которыми признаются интеллектуальные права, включающие исключительное право, личные неимущественные права и иные права (право следования, доступа и др.). К ИС относятся: произведения науки, изобретения, полезные модели, промышленные образцы, объекты авторского права (в т.ч. программы для ЭВМ; базы данных); топологии интегральных микросхем, секреты производства (ноу-хау) и ДР-

1.4. Лицензионный договор (лицензия) - соглашение, в соответствии с которым обладатель исключительного права на результат интеллектуальной деятельности предоставляет другой стороне (лицензиату) право использования такого результата в предусмотренных договором пределах.

1.5, Научно-исследовательская работа (НИР) • комплекс теоретических и (или) экспериментальных исследований, проводимых с целью получения обоснованных исходных данных, изыскания принципов и путей создания продукции.

1.6, Научно-исследовательская, опытно-конструкторская работа (НИОКР) -комплекс работ; научно-исследовательская работа (НИР) - теоретические и (или) экспериментальные исследования, проводимые с целью получения обоснованных исходных данных, изыскания принципов и путей создания продукции; опытно-конструкторские работы (ОКР) - разработка конструкторской документации на опытный образец изделия, изготовление и испытание опытного образца изделия, создаваемого по Техническому заданию Заказчика и удовлетворяющего заданным требованиям.

1.7, Патентные исследования - исследование технического уровня и тенденций развития промышленной продукции (машины, приборы, оборудование, материалы и т.д.), объектов капитального строительства, научно-технической продукции, технологических процессов, их патентоспособности, патентной чистоты и конкурентоспособности (эффективности использования по назначению) на основе патентной и другой информации, выполненное в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96 «Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения».

1.8. Правовая охрана юридически значимые действия по государственной регистрации результатов интеллектуальной деятельности и средств индивидуализации

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ЛИСТИНГ

Модуль построения 3D термограмм.

import math import numpy as np from struct import unpack import plotly

plotly.tools.set_credentials_file(username=,wendigoxs', api_key='#######') import plotly.plotly as py import plotly.graph_objs as go import pandas as pd #Read data from a csv z_data = pd.read_csv('basdat.csv')

data = [ go.Surface(

z=z_data.as_matrix()

)

]

layout = go.Layout( title='MtBE', autosize=False, width=500, height=500, margin=dict( l=65, r=50, b=65, t=90

)

)

fig = go.Figure(data=data, layout=layout) py.iplot(fig, filename='elevations-3d-surface')

import plotly

from plotly.graph_objs import Scatter, Layout plotly.offline.plot({

"data": [Scatter(x=[1, 2, 3, 4], y=[4, 3, 2, 1])], "layout": Layout(title="hello world")

})

import plotly.plotly as py import plotly.graph_objs as go import pandas as pd import numpy as np

Read data from a csv z_data = pd.read_csv('mbe.csv') data = [ go.Surface(

z=z_data.as_matrix()

)

]

layout = go.Layout( title='Mt Elevation', autosize=False, width=500, height=500, margin=dict( l=65, r=50, b=65, t=90

)

)

fig = go.Figure(data=data, layout=layout) py.iplot(fig, filename='elevations-3d-surface') online plotly.offline.plot(fig, filename='elevations-3d-surface') offline

trace = go.Surface( colorscale='Viridis', z = [[3,5,8, 13], [21,13,8,5]])

data2 = [ trace ]

plotly.offline.plot(data2) offline

myColorScale= [

Let first 10% (0.1) of the values have color rgb(0, 0, 0) [0, 'rgb(0, 0, 0)'], [0.1, 'rgb(0, 0, 0)'],

Let values between 10-20% of the min and max of z [0.1, 'rgb(040, 00, 140)'],[0.2, 'rgb(040, 00, 140)'], [0.2, 'rgb(123, 00, 156)'],[0.3, 'rgb(123, 00, 156)'], [0.3, 'rgb(190, 00, 150)'],[0.4, 'rgb(190, 00, 150)'], [0.4, 'rgb(220, 40, 100)'],[0.5, 'rgb(220, 40, 100)'], [0.5, 'rgb(240, 090, 000)'],[0.6, 'rgb(240, 090, 00)'], [0.6, 'rgb(255, 140, 000)'],[0.7, 'rgb(255, 140, 00)'], [0.7, 'rgb(220, 190, 000)'],[0.8, 'rgb(220, 190, 00)'], [0.8, 'rgb(255, 235, 060)'],[0.9, 'rgb(255, 235, 60)'],

[0.9, 'rgb(255, 255, 255)'],[1.0, 'rgb(255, 255, 255)']]

x = np.linspace(-np.pi, np.pi, 100) y = np.linspace(-np.pi, np.pi, 100)

Y, X = np.meshgrid(x, y)

Z1 = np.cos(X)*np.sin(Y) Z2 = 2 + np.cos(X)*np.sin(Y)

Z3 = X*X + Y*Y

Read data from a csv z_data = pd.read_csv('apde.csv') z_data = pd.read_excel('mat_Z.xls') z_data = pd.read_csv('mat_Z.csv',sep=';') Z4 = z_data.as_matrix()

data = [ go.Surface(

z=z_data.as_matrix()

trace1 = go.Surface(z=Z3, colorscale='Viridis') plotly.offline.plot([trace1]) offline

trace2 = go.Surface(z=Z4,colorscale=myColorScale) plotly.offline.plot([trace2])

sql

USE_SQL = 0 not use SQL, use csv file instead

if USE_SQL==1: import pypyodbc

connection_string ='Driver={SQL Server Native Client 11.0};Server=localhost\sqlexpress;Database=domna5big;Uid=;Pwd=;' connection = pypyodbc.connect(connection_string) SQL = 'SELECT [Domna5Big].[dbo].[DecompressBufRAW] ((select top 1 TemperatureField from TemperatureFields where id_image=@id_image))'

cur = connection.cursor() cur.execute(SQL)

result = cur.fetchall() res2=result[0]

res3=res2[0]

from struct import unpack Arr0 = unpack('<76800H', res3) cur.close() connection.close()

np.savetxt("Arr0.csv", Arr0, delimiter=";",fmt='%d') exit()

arrNew=np.zeros((24,24),dtype=np.uint16) for y in range(0,24-1):

for x in range(0,24-1):

arrNew[x][y] = Arr0[((x*10)+40)*240+y*10] ok

arrNew=np.zeros((48,48),dtype=np.uint16) H for y in range(0,48-1):

for x in range(0,48-1):

arrNew[x][y] = Arr0[((x*5)+40)*240+y*5] ok

np.savetxt("arrNew.csv", arrNew, delimiter=";",fmt='%d')

z_dataNew = pd.read_csv('arrNew.csv',sep=';') arrNew = z_dataNew.as_matrix() for y in range(0,48-1):

for x in range(0,48-1):

r2 = (48/2-x)*(48/2-x)+(48/2-y)*(48/2-y) if r2 > 10*10 or r2 < 6*6:

arrNew[x][y] = float('nan') Arr0 = pd.read_csv('Arr0.csv',sep=';').as_matrix()

arrNew=np.zeros((240,240),dtype=np.uint16) if 1==1: divK = 2

arrNew=np.zeros((240//divK,240//divK)) for y in range(0,240//divK-1):

for x in range(0,240//divK-1):

r2 = (240//divK/2-x)*(240//divK/2-x)+(240//divK/2-

y)*(240//divK/2-y)

if r2 > 40*40 or r2 < 10*10: rr = np.sqrt(r2) (divD,divM)= divmod(rr,5)

if (i2 >= 10*10 and r2<= 12*12) or (r2 >= 15*15 and r2<= 20*20): ok v1, divK=4

if (r2 >= pow(10,2) and r2 < pow(12,2)) or \ (r2 >= pow(20,2) and r2 < pow(22,2)) or \ (r2 >= pow(30,2) and r2 < pow(32,2)) or \ (r2 >= pow(40,2) and r2 < pow(42,2)) or \ (r2 >= pow(50,2) and r2 < pow(52,2)): ok arrNew[x][y] = 0 float('nan')

else:

arrNew[x][y] = Arr0[((x*divK)+40)*240+y*divK] ok

arrFlat=np.zeros((240//divK,240//divK)) if 1==1: fiMaxDegrees = 720 90 rCount = 12 240

arrFlat=np.zeros((fiMaxDegrees, 120 // rCount + 1)) arrFlat=np.zeros((fiMaxDegrees, rCount + 1)) arrFlat=np.zeros((240, 240)) for fi in range(0, fiMaxDegrees): for r_Num in range(0, rCount): if (r_Num % 2 == 0): arrFlat[fi] [r_Num] = 0 continue r = 100

r = 120 // (r_Num + 1) fiRad = fi / 360 * 2 * math.pi xf = r * math.cos(fiRad) yf = r * math.sin(fiRad) x = math.floor(xf) y = math.floor(yf) if x < 0: x = x + 120 if y < 0: y = y + 120

arrFlat[x][y] = Arr0[(x+40)*240 + y] arrFlat[fi][120 // rCount] = Arr0[(x+40)*240 + y] arrFlat[fi] [r_Num] = Arr0[(x+40)*240 + y] arrFlat[fi][rCount - r_Num] = Arr0[(x+40)*240 + y] arrFlat[x][y] = Arr0[(x+40)*240 + y] maxX = 24 maxY = 24

arrW=np.zeros((maxX,maxY)) for x in range(0,maxX): for y in range(0,maxY): pass

#19 45,8 59,7 70,8 80,4 88,9 96,7 103,9 110,6 116,9 funcRoots = lambda x : (x-19) * (x-46) * (x-60) * (x-71) * (x-80)

10*sin(2*pi*(x)/(0.001*xЛ2-0.336*x+28.62)/10) x=70...120 funcRoots = lambda x : 100*0.5*(1 +

math.sin(2*math.pi*(x)/(0.001*math.pow(x,2)-0.336*x+28.62)/10))

fxy2 = lambda x,y: math.sqrt(math.pow(x-120,2) + math.pow(y-120,2) + math.pow(0.1,2)) ok v.l

fxy2 = lambda x,y: math.sqrt(math.pow((x-120)/5,2) + math.pow((y-120)/5,2) + math.pow(10.1,2))

funcRootsXY = lambda x,y : 10 * math.fabs(math.sin(fxy2(x,y) /1 ) / fxy2(x,y))

fxy2 = lambda x,y: math.sqrt(math.pow((x-120)/5,2) + math.pow((y-120)/5,2) + math.pow(15.1,2))

fxy2Ext = lambda x,y: math.pow(math.pow((x-120)/5,2) + math.pow((y-120)/5,2) + math.pow(15.1,2),0.1 )

funcRootsXY = lambda x,y : 10 * (math.sin(fxy2(x,y) / 1 ) / fxy2Ext(x,y))

f_div = 1 2.5

fxy2 = lambda x,y: math.sqrt(math.pow((x-120)/f_div,2) + math.pow((y-120)/f_div,2) + math.pow(8,2))

fxy2Ext = lambda x,y: math.pow(math.pow((x-120)/f_div,2) + math.pow((y-120)/f_div,2) + math.pow(8,2),0.5)

funcRootsXY = lambda x,y : 1 * math.sin(fxy2(x,y) / 1 ) / fxy2(x,y)

fiCount = 360 rCount = 120 arrW=np.zeros((240,240)) for x in range(0, 240): for y in range(0, 240):

r = math.sqrt(math.pow(x-120,2) + math.pow(y-120,2)) if r < 115:

zValue = funcRoots(r) else:

zValue = 0 arrW[x][y] = zValue

trace4 = go.Surface(z=arrNew,colorscale=myColorScale) trace4 = go.Surface(z=arrNew,colorscale=myColorScale) trace4 = go.Surface(z=arrW,colorscale=myColorScale) plotly.offline.plot([trace4])