本发明涉及钢铁冶炼自动化控制，特别涉及一种精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法及系统。
背景技术：
1、在工业过程中，吹氩操作是常见的工艺流程之一，广泛应用于钢铁、有色金属、玻璃等领域，以实现搅拌、除气、除杂等工艺目标。氩气作为一种惰性气体，通过钢包底部的专用透气砖通入钢水中。钢水中的有害气体如h2、n2、o2等氩气在钢水中形成大量小气泡中，降低其在钢水含量。氩气还可以使钢水在钢包中涌动，钢水得到充分搅拌，快速熔化加入钢水中的合金、脱氧剂、脱硫剂等，钢水成分和温度得到均匀。搅拌的同时气相成核和夹杂物颗粒相互碰撞，钢液中的非金属夹杂物等上浮进入钢渣。氩气底吹对于净化钢水提高钢材品质的有重要的作用。
2、在冶炼过程中，为保证钢水的品质必须进行全过程吹氩操作，主要的方式有：(1)手动方式，通过操作工人在钢包前现场观察钢水的翻腾情况和现场的压力表显示，手动扳动球阀控制氩气压力；气源由管道氩气或瓶装氩气提供。此种方式只能控制氩气的压力，而对实际的底吹流量并不能准确的进行控制，使用效果很差；(2)随着认识的提高逐渐出现了减压阀、电磁阀、气动薄膜调节阀等控制元件做组成的吹氩控制，由操作工人现场观察钢水的翻腾情况告诉控制室，要求控制室内工控机上设置相应的氩气压力及流量参数。此种方式较手动方式有所提高，但是气动调节阀调节曲线偏软，反应时间慢，不能满足现场控制的要求。
3、上述传统的精炼炉冶炼过程中吹氩流量控制方法主要依赖于人工调节，存在流量波动大、控制精度低、响应速度慢等问题，导致生产效率和产品质量不稳定。因此，开发一种能够实时监测和自动调节吹氩流量的方法和系统是十分必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法及系统，可实现对吹氩流量的实时监测和自动调节，提高了生产效率和产品质量。具体技术方案如下：
2、一种精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法，所述方法具体包括以下步骤：
3、s1、钢包到站后，先进行试气，获取吹氩强度及对应的初始吹氩流量值并进行反馈；
4、s2、根据生产流程下发吹氩强度控制指令，匹配初始吹氩流量值，设定吹氩流量，开始吹氩；
5、s3、获取当前氩花图案，识别并判断当前的吹氩强度是否为目标强度，若吹氩强度为目标强度，则保持吹氩流量值继续吹氩，若吹氩强度没有达到或超过目标强度，则按照设置值对吹氩流量值进行改变，直至吹氩强度为目标强度。
6、s4、随着冶炼的进程，下发新的吹氩强度控制指令，匹配对应的初始流量值，设定吹氩流量，开始吹氩；
7、s5、重复上述步骤s3、s4，直至冶炼结束，钢包离站。
8、进一步的，所述步骤s1具体包括：通过传感器实时获取氩花图案及对应的吹氩流量数据，获取的氩花图案利用氩花图案训练样本库进行比对，识别判断出不同的吹氩强度，根据获取的吹氩流量数据确定不同吹氩强度对应的初始吹氩流量值。
9、进一步的，所述氩花图案训练样本库是通过采集一定量的不同吹氩强度的氩花图像样本，并分类标定为强吹、中吹、软吹，然后对图像识别模型进行训练而得到的样本库。
10、进一步的，所述步骤s3具体包括：通过传感器实时获取当前氩花图案，利用氩花图案训练样本库识别判断当前吹氩强度，反馈识别结果，若当前吹氩强度是目标强度，则保持当前吹氩流量值继续吹氩；
11、若当前的吹氩强度没有达到目标强度，则按照设置值增大吹氩流量值，每次增大吹氩流量值后实时获取氩花图案，并进行识别判断，直到吹氩强度达到目标强度，并将此时的吹氩流量值更新为目标强度的初始吹氩流量值；
12、若当前的吹氩强度超过目标强度，则按照设置值减小吹氩流量值，每次减小吹氩流量值后实时获取氩花图案，并进行识别判断，直到吹氩强度达到目标强度，并将此时的吹氩流量值更新为目标强度的初始吹氩流量值。
13、进一步的，所述设置值的取值范围是0～50。
14、本发明还提供了一种精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的系统，所述系统用于实现上述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法，所述系统包括图像识别单元、基础自动化单元和过程控制单元，所述图像识别单元用于根据获取的氩花图案并判断吹氩强度，所述过程控制单元用于下发吹氩强度指令，所述基础自动化单元用来接收和发送过程控制单元和图像识别单元的信息，根据所述过程控制单元的下发的吹氩强度指令设定初始的吹氩流量值，根据所述图像识别单元的识别结果调节控制吹氩氩气流量。
15、进一步的，所述图像识别单元包括氩花视频监控模块、吹氩强度图像识别模块、吹氩图像训练样本库和通讯程序模块，所述氩花视频监控模块用于实时监控获取氩花图像并传送至吹氩强度图像识别模块，所述吹氩强度图像识别模块将接收到的氩花图像与所述吹氩图像训练样本库中的氩花图案进行比对，识别并判断出此时氩花图案对应的吹氩强度，所述通讯程序模块用于实现图像识别单元与基础自动化单元的数据交换和通信。
16、进一步的，所述过程控制单元包括依次连接的kepware通讯模块、l1comm数采模块、数据库模块及与数据库模块连接的sever程序模块、client客户端程序模块和模型程序模块，所述kepware通讯模块用于实现所述基础自动化单元与所述过程控制单元的数据交换和通信，所述l1comm数采模块用于进行数据采集并存入数据库，所述数据库模块用于存放l1comm数采模块的采集数据及吹氩强度控制指令集，所述sever程序模块用于对数据库模块中的数据进行逻辑分析，所述client客户端程序模块用于配置冶炼进程中的吹氩强度控制指令集。
17、进一步的，所述基础自动化单元包括plc模块和吹氩模块，所述plc模块同时与所述通讯程序模块和所述kepware通讯模块相互连接，所述plc模块用于接收和发送过程控制单元和图像识别单元的信息。
18、进一步的，所述吹氩模块包括流量传感器、控制器和调节阀，所述流量传感器用于实时获取氩气流量数据，所述控制器用于接收传感器数据并与设定阈值进行比较，所述调节阀用于根据控制器的指令调整氩气流量。
19、本发明提供的一种吹氩流量实时监测及自动调节控制的方法及系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
20、1.本发明提供的一种吹氩流量实时监测及自动调节控制的方法及系统，通过实时监测氩气流量和自动调节流量大小，避免了人工调节的延迟和误差，提高了生产效率和产品质量。
21、2.本发明提供的一种吹氩流量实时监测及自动调节控制的方法及系统，通过自动调节功能减少了人工干预，降低了能耗和人工成本。
22、3.本发明提供的一种吹氩流量实时监测及自动调节控制的方法及系统，实时监测和自动调节功能减少了人工操作的失误和误差，提高了生产过程的安全性。
23、4.本发明提供的一种吹氩流量实时监测及自动调节控制的方法及系统，该方法及系统可以广泛应用于各种需要吹氩操作或者其它惰性气体的工业领域，如钢铁、有色金属、玻璃等，具有广阔的市场前景。
1.一种精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：通过传感器实时获取氩花图案及对应的吹氩流量数据，获取的氩花图案利用氩花图案训练样本库进行比对，识别判断出不同的吹氩强度，根据获取的吹氩流量数据确定不同吹氩强度对应的初始吹氩流量值。
3.根据权利要求2所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法，其特征在于：所述氩花图案训练样本库是通过采集一定量的不同吹氩强度的氩花图像样本，并分类标定为强吹、中吹、软吹，然后对图像识别模型进行训练而得到的样本库。
4.根据权利要求1所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：通过传感器实时获取当前氩花图案，利用氩花图案训练样本库识别判断当前吹氩强度，反馈识别结果，若当前吹氩强度是目标强度，则保持当前吹氩流量值继续吹氩；
5.根据权利要求4所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法，其特征在于：所述设置值的取值范围是0～50。
6.一种精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的系统，所述系统用于实现如权利要求1-5任一项所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的方法，其特征在于：所述系统包括图像识别单元、基础自动化单元和过程控制单元，所述图像识别单元用于根据获取的氩花图案并判断吹氩强度，所述过程控制单元用于下发吹氩强度指令，所述基础自动化单元用来接收和发送过程控制单元和图像识别单元的信息，根据所述过程控制单元的下发的吹氩强度指令设定初始的吹氩流量值，根据所述图像识别单元的识别结果调节控制吹氩氩气流量。
7.根据权利要求6所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的系统，其特征在于：所述图像识别单元包括氩花视频监控模块、吹氩强度图像识别模块、吹氩图像训练样本库和通讯程序模块，所述氩花视频监控模块用于实时监控获取氩花图像并传送至吹氩强度图像识别模块，所述吹氩强度图像识别模块将接收到的氩花图像与所述吹氩图像训练样本库中的氩花图案进行比对，识别并判断出此时氩花图案对应的吹氩强度，所述通讯程序模块用于实现图像识别单元与基础自动化单元的数据交换和通信。
8.根据权利要求7所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的系统，其特征在于：所述过程控制单元包括依次连接的kepware通讯模块、l 1comm数采模块、数据库模块及与数据库模块连接的sever程序模块、client客户端程序模块和模型程序模块，所述kepware通讯模块用于实现所述基础自动化单元与所述过程控制单元的数据交换和通信，所述l1comm数采模块用于进行数据采集并存入数据库，所述数据库模块用于存放l 1comm数采模块的采集数据及吹氩强度控制指令集，所述sever程序模块用于对数据库模块中的数据进行逻辑分析，所述client客户端程序模块用于配置冶炼进程中的吹氩强度控制指令集。
9.根据权利要求8所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的系统，其特征在于：所述基础自动化单元包括plc模块和吹氩模块，所述plc模块同时与所述通讯程序模块和所述kepware通讯模块相互连接，所述plc模块用于接收和发送过程控制单元和图像识别单元的信息。
10.根据权利要求9所述的精炼炉吹氩流量实时监测及自动调控的系统，其特征在于：所述吹氩模块包括流量传感器、控制器和调节阀，所述流量传感器用于实时获取氩气流量数据，所述控制器用于接收传感器数据并与设定阈值进行比较，所述调节阀用于根据控制器的指令调整氩气流量。
