ГМК «Норильский никель» и технологическая группа «Рексофт» завершили совместную разработку и внедрение системы оптических весов для вычисления массы сыпучих материалов на конвейерной ленте на основе компьютерного зрения.
Решение реализовано на Медном заводе Заполярного филиала и предназначено для наклонных конвейеров, пластинчатых питателей и лент, двигающихся с непостоянной скоростью — там, где трудно или невозможно установить традиционные конвейерные весы.
Какой эффект даёт система
По оценке «Норникеля», комплексное решение «Цифровой помощник конвертерщика», в состав которого входит данная система, позволит увеличить извлечение черновой меди на 0,42%, совокупно это может дать площадке дополнительные $2–3 млн в год.
Эффект достигается за счёт более точной дозировки сырья. Весы помогают подать материал в печь в идеальной пропорции. За счёт этого снижается расход реагентов, а извлечение металла с каждой тонны сырья увеличивается.
Решение реализовано с использованием камеры и модифицированного датчика скорости конвейерной ленты:
- камера используется для нахождения формы насыпи и идентичных точек на двух последовательных кадрах;
- специально разработанный датчик позволяет вычислить перемещение ленты между этими кадрами;
- на локальном вычислителе осуществляется расчёт массы насыпи в области видимости камеры через заданную насыпную плотность материала.
Помимо измерения массы, решение можно доработать под определение влажности, крупности руды и выявление посторонних объектов на ленте. Комплексная система, кроме измерения массы подаваемых флюсов (присадок), также рассчитывает необходимое их количество в зависимости от химического состава исходного сырья и определяет момент завершения процесса конвертирования через спектрометрию в реальном времени.
«Одно из ключевых преимуществ нашей системы бесконтактного измерения массы заключается в том, что все основные расчёты модели реализованы на локальном вычислителе.
Её внедрение не зависит от облачных сервисов и вычислительных характеристик центральных серверов предприятия, поэтому её можно развернуть на любой площадке без особенных требований к инфраструктуре.
Для реализации решения необходимо наличие доступа к корпоративной сети передачи данных предприятия и конструктивная возможность установки кронштейна с камерой и прожекторами над конвейерной лентой», —Михаил Волохов, руководитель проекта, менеджер практики технологического консалтинга «Рексофт Консалтинг».
По словам Михаила Волохова, перед запуском решение требует настройки и калибровки с учетом особенностей размещения оборудования. Данные с локального вычислителя передаются на цифровую платформу по работе с промышленными данными заказчика, где реализован дашборд, позволяющий в реальном времени контролировать работоспособность решения и выполнение рекомендаций операторами по объёмам подачи материала.
Сложность представляла неравномерная скорость движения ленты с частыми остановками и проскальзыванием насыпи, а также необходимость вычисления точного расстояния между кадрами с камеры.
Стандартные датчики скорости ленты в таких условиях оказались неприменимы, поэтому команда «Рексофта» разработала специальное устройство, определяющее смещение ленты за произвольный промежуток времени с точностью до десятых долей миллиметра. Это обеспечило стабильность расчётов даже при прерывистой подаче.
Перспективы
Сейчас команда внедряет усовершенствованную версию на базе LIDAR-технологии. Она позволит получать плотное облако точек для всей сканируемой поверхности, повысив скорость обработки и точность измерений при сохранении доступной стоимости решения.
Как отмечает Михаил Волохов, решение применимо практически для любых типов материалов, транспортируемых с помощью конвейеров. Основными вызовами для внедрения системы являются скорость ленты и условия видимости в зоне конвейера.
Наибольший интерес к системе проявляют металлургические и обогатительные предприятия, но решение актуально и для строительства, агропромышленного комплекса, промышленности в целом.