隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)走向了自動(dòng)化、智能化、信息化時(shí)代,工業(yè)4.0更是加快了這一步伐。機(jī)器視覺發(fā)展也越來越成熟,廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。國內(nèi)石英錠的生產(chǎn)大多是開環(huán)控制系統(tǒng),造成了石英錠尺寸不標(biāo)準(zhǔn),資源浪費(fèi)嚴(yán)重,同時(shí)降低了生產(chǎn)效率,阻礙了生產(chǎn)的自動(dòng)化水平的提升。基于此,本文提出了基于機(jī)器視覺技術(shù)的石英錠料位情況的分布式監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)反饋和智能控制,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化,節(jié)約了資源,同時(shí)提高了石英錠生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化水平。本文監(jiān)控系統(tǒng)采用了機(jī)器視覺、分布式系統(tǒng)、PID控制等技術(shù)方法。首先,分析了系統(tǒng)功能需求,介紹了設(shè)計(jì)原則,提出系統(tǒng)總體方案,完成可行性分析。接著,介紹系統(tǒng)采用的理論方法,完成了機(jī)器視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并進(jìn)行了圖像處理,運(yùn)用多種濾波和圖像分割方法進(jìn)行效果對(duì)比,完成了石英錠料位高度、寬度、面積、斜率等計(jì)算,介紹了分布式系統(tǒng)原理和PID控制算法。最后,完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真,系統(tǒng)采用windows環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控軟件的研發(fā),分析了軟件功能需求和設(shè)計(jì)要求。本文研究的是石英錠生產(chǎn)的料位監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)采用閉環(huán)控制原理,通過實(shí)時(shí)反饋和智能控制,提升了石英錠生產(chǎn)監(jiān)控的可... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

石英錠圖片

石英生產(chǎn)來說，石英錠的下料情況對(duì)石英錠的生產(chǎn)具有很大的影響度和石英錠自身的下降速度，對(duì)石英錠的直徑大小和高度造成直接不同，生產(chǎn)出的石英錠的大小高低均不同。目前國內(nèi)部分企業(yè)在生生產(chǎn)控制都是開環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)無法及時(shí)反饋生產(chǎn)結(jié)果，造成了寸標(biāo)準(zhǔn)不一樣，很大程度上造成了資源的浪費(fèi)。石英錠料位情況也員工進(jìn)行人眼觀察，或者通過人工觀察相機(jī)拍攝后的圖片，如圖 料位高低、料面寬度、斜度情況，然后人工進(jìn)行石英粉噴灑速度和的調(diào)整。傳統(tǒng)方法中，人工每次只能觀察一個(gè)料爐的料位情況，這人的要求較高，觀察時(shí)間較長，也無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的觀察料位情況，產(chǎn)；在具備大量的料爐的情況下，這就需要較多的工人進(jìn)行這項(xiàng)工同，觀察所得出結(jié)果也不同，將產(chǎn)生較大差異的生產(chǎn)指導(dǎo)。這種方，效率比較低并且穩(wěn)定性不好，不具備通用性，無法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)較低，降低了企業(yè)生產(chǎn)的智能化和信息化水平。

圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)分為軟件和控制兩部分，軟件部分包括了圖像采集、圖像處理、圖像顯示，控制部分包括了 PID 控制、執(zhí)行結(jié)構(gòu)。圖像采集主要是通過相機(jī)進(jìn)行，相機(jī)拍攝的石英錠料位液面的圖像，通過以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸給系統(tǒng)下位機(jī)，進(jìn)行相關(guān)圖像處理。由于每個(gè)熔爐一次只能生產(chǎn)一個(gè)石英錠，所以實(shí)際生產(chǎn)中，石英錠生產(chǎn)的熔爐較多，并且較為分散，基于此，系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)的開發(fā)概念，將多個(gè)分散的監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)監(jiān)控，形成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。如圖 2.1 所示，每三個(gè)不同的料位圖像，均傳輸?shù)酵慌_(tái)下位機(jī)處理器，也就是說每個(gè)下位機(jī)同時(shí)處理三個(gè)石英錠熔爐的圖像。每個(gè)下位機(jī)將自己處理后的圖像經(jīng)過 TCP/IP 協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，并進(jìn)行監(jiān)控畫面顯示。下位機(jī)在將圖像處理結(jié)果傳遞到上位機(jī)時(shí)。石英錠高度數(shù)據(jù)會(huì)傳遞給 PID 控制器，PID 控制器將會(huì)計(jì)算出監(jiān)測值與期望值的誤差，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整石英錠的下降速度，從而完成了石英錠生產(chǎn)中高度的智能控制，同時(shí)系統(tǒng)將會(huì)把新的結(jié)果及時(shí)反饋到系統(tǒng)中，開始新的一輪監(jiān)控。

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