电熔镁砂是一种高温耐火材料，广泛应用在航空航天、化工、冶金、建材等领域，有着极其重要的作用。在工业生产中，通常用电熔镁炉作为熔炼制取电熔镁砂的设备。电熔镁炉的欠烧工况作为生产过程中的一种异常工况，若不及时处理则会造成炉壁烧穿，使镁炉报废，严重时甚至会出现人员伤亡。现有的对电熔镁炉欠烧工况判断的方法是通过人工现场巡检的方式，并且还需要依靠人工经验来实时观察炉口和炉体的形态，该方法存在一定的危险性且劳动强度大，无法实现企业的管理人员和操作员随时随地的观察电熔镁炉的生产。因此如何远程再现电熔镁炉的熔炼过程，使操作员能够在远程移动的条件下判断电熔镁炉的生产状况成为现阶段对电熔镁炉熔炼过程研究的重点和难点。随着科技的发展，图像处理技术和可视化技术已经在工业上得到了广泛应用，使得两种技术结合并用于远程可视化再现电熔镁炉生产过程成为可能。
　　本文从电熔镁炉生产可视化的实际需求出发，结合图像处理技术和可视化重建技术，依托东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室的科研平台，设计开发了电熔镁炉欠烧工况可视化软件。实现了电熔镁炉欠烧工况的远程可视化再现，以及生产重要参数、关键特征以及虚拟镁炉的实时显示，提高了自动化水平，降低操作员的劳动强度和危险系数。最后将本文开发的可视化软件进行实验验证，结果表明本软件有效性与实用性较好，为后续进行工业应用奠定了基础。本文的具体研究工作归纳如下:
　　(1)通过对电熔镁炉的欠烧工况进行需求分析，在掌握现有电熔镁炉的相关软件研究现状的前提下，设计开发出电熔镁炉欠烧工况可视化软件，并对软件的相关功能进行设计。该软件的主要功能包括重要参数的显示、镁炉熔炼可视化显示等模块，满足了工业现场对电熔镁炉欠烧工况过程可视化的需求。
　　(2)对电熔镁炉欠烧工况可视化软件整体结构进行设计。软件的整体结构主要包括:数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、可视化重建模块、可视化显示终端模块。并对每个模块进行具体的设计。
　　(3)完成对电熔镁炉欠烧工况可视化软件的开发。首先是数据采集模块的开发，主要是用PLC和高动态相机分别对现场的电流电压数据和视频图像进行采集;采用图像去雾和KNN matting对采集到的视频图像数据进行处理，然后利用Socket协议实现对各种数据的传输;利用形态特征映射的方法对特征提取后的关键参数进行电熔镁炉生产模型可视化重建，最后利用Unity3D实现对可视化软件的开发。
　　(4)对电熔镁炉欠烧工况可视化软件的各种功能进行实验验证。主要包括:对数据采集模块、数据传输模块以及电熔镁炉模型重建与可视化模块进行验证，最后实现软件运行和终端界面效果的验证。通过相关的实验验证，说明本软件可以满足设计要求，效果良好，为后期的进一步研发推广奠定了良好的基础。