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基于图像识别及大数据分析的橡皮膜煤气柜安全运行综合诊断系统由于煤气柜的特殊结构，在煤气柜的正常运行过程中，活塞随着充放气上下移动，会产生一定程度的倾斜、偏移，甚至扭转，当达到一定程度时，可能撕裂橡胶膜，造成煤气大量泄漏。当今国内煤气柜的安全监测多是考虑煤气泄漏、柜体超压、活塞运行速度监测等常规项目，对活塞运行状态的在线检测和综合判断还处于空白。

一、主要技术情况

1、背景意义

目前，煤气柜的建设正朝着大型化方向发展，安全运行的要求越来越严格，及时、准确的检测到活塞的异常状态，综合分析判断、故障预警对煤气柜安全稳定的运行有着极其重大的意义。

2、主要内容

基于图像识别及大数据分析的橡皮膜煤气柜安全运行综合诊断系统包括如下技术∶（1）煤气柜活塞倾斜在线检测∶采用高精度多轴倾角测量技术，在线连续测量活塞运行过程中的平面倾斜角度、倾斜高度以及倾斜方向。

（2）煤气柜活塞扭转、偏移在线检测∶通过设置在橡皮膜煤气柜柜壁及两层移动装置上的摄像机及标靶，利用图像识别技术实时监测到活塞与T挡板、T 挡板与柜壁间的扭转与偏移运动。

（3）煤气柜活塞全姿态在线监视、安全预警∶用三维动态画面直观展示煤气柜活塞在倾斜、扭转、偏移三个维度的运动变化。并对活塞的运动异常及运动趋势异常实现分级预警，提示操作人员采取相应的措施。

（4）煤气柜安全运行综合诊断∶在活塞全姿态在线检测数据的基础上，集合煤气柜的柜位、压力、活塞升降速度等重要运行参数。采用大数据分析方法，依据煤气柜结构特点、运行特点进行关系建模，分析诊断出活塞异常的相关因素，并找出相关因素的异常活跃区间，提醒操作人员作出合理的操作调整。

3、技术原理

基于图像识别及大数据分析的橡皮膜煤气柜安全运行综合诊断技术能替代人工定期进柜测量，实现对煤气柜活塞姿态的在线检测和故障诊断。

系统采用高精度多轴倾角传感器，直接测量活塞面的倾斜。通过图像识别技术根据活塞与柜体的标靶图像变化，得到煤气柜柜内活塞与T挡板以及T挡板与柜壁的扭转、偏移运动。

运用大数据分析方法，利用数据库存储的活塞异常数据和与其对应的气柜重要生产参数，建模求解出活塞异常的关键影响参数，得到关联参数的异常运行区间。系统构建三维动态展示画面，直观显示出活塞全姿态运动数据，并对数据异常和诊断结果进行分级预警提示。

4、技术特点

（1）实时在线监测活塞运行轨迹，减少操作检修人员进柜时间；（2）针对活塞运行超限状态分级预警，活塞故障趋势预警;

（3）归集气柜运行参数，综合诊断气柜运行异常状态，给出操作提示∶（4）系统投资成本低廉，安装、维护简便;（5）保障气柜、管网安全稳定运行，提高生产效率。

二、技术应用情况

本系统已成功应用于武钢 CSP 转炉煤气柜、萍乡安源钢铁5万转炉煤气柜、沙钢5万8 万装炉煤气柜、沙钢东区12 万转炉煤气柜、沙钢宏发12万转炉煤气柜、沙钢永新5万转炉煤气柜、山西晋南钢铁8万转炉煤气柜、柳钢防城港转炉煤气柜等。投用后，可以实现煤气柜活塞状态的实时监测，通过自动化手段减少维护人员的进柜检测需求，节约企业的人力成本。同时，对于橡皮膜密封煤气柜，活塞运行时的倾斜、扭转、偏移异常如无法及时检测调整，橡胶膜易在一个方向上长期处于拉扯受力的状态，对橡胶膜的使用寿命有较大的影响。采用本系统可提前发现橡皮膜扭转故障并及时调整，相应延长橡皮膜使用寿命 1-2年。综上，每年可为企业节约成本约20 万元。