莱钢连铸机铸坯表面质量在线自动检测系统的研究与应用

３ 、铸 坯 表 面 质 量 检 测 系统 的组 成
根 据 上 述 分 析 ， 坯 面质 量 检 测 系 统 由如 下 几 部 分 组 成 。 铸
图 １为 检 测 原 理 图
２２ＣＣＤ 的 配 置 ．
３Ｉ光 学部 分 ．
光 学 部 分 由２ Ｎｉｏ ５ 个 ｋ ｎ ８ｍｍＦ ．定 焦 镜 头 和 ２ ２ ４ 像 素 ／１４ 个 ０８ 铸坯外形尺寸 ， 根据不 同的尺寸规格和实际精度要求选择不 同 的ＴＤ 线 阵Ｃ Ｄ组成 ， Ｉ Ｃ 主要实现对铸坯表面 的扫描成像 。 的Ｃ ＣＤ。 ３２照 明部分 ． ２３检 测 方 式 ． 照 明 部 分 由高 亮度 Ｌ Ｄ阵列 和 柱透 镜 组 成 ， Ｅ 实现 对 铸坯 表 面 的 采 用 Ｃ 架 结 构 设 计 ， 置 于 铸 坯 上 面 ， ＃机 、 ＃机 各 采 用 ２ 高 亮 度 高 均 匀 性 的 照 明 。 型 放 １ ４ 线 — Ｃ Ｃ ｎ ３３机 械 结构 部分 ． 镜 头 ０ 机械结构部分主要 实现对光学部分和照明部分的调整 ， 安装与 固定 ， 由成像头（ 光学部分）灯箱（ 、 照明部分）支架、 、 控制机柜组成 。 要求结构稳定可靠 。 ３４硬 件部 分 ． 硬件部分 由２ Ｃ 数据实时采样处理单元（ 块Ｃ Ｄ 高速Ｄ Ｐ、 Ｓ 高速存 储控 制器和存 储硬盘 、 ｉ ａ ｉ Ｉ ｔｒ ｅ ＭＡＣ Ｇ ｇ ｂ ｔ ｎ ｅｎ ｔ 控制器 、 ｇ ｂｔ Ｇｉａ ｉ 图 ２ 为 设 备 安 装 图及 实 际 照 射 角 度 图 下转第６ 页 １
中 图分 类号 ： Ｐ ７ Ｔ２３
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ７９ １（０ ２０ —０ ９０ １０ －４ ６２ １）２０ ５ ．２
１、 前 言
台摄像机 ， 采用 Ｃ 型结构支撑 ， 机械设计简 单方 便 ， 施工量小 。
２４照 明 光 源 ． 目前铸坯质 量在线检 测通过人工 近距 离 肉眼观 察检查 ， 温度 采用 先 进 的 大 功率 Ｌ Ｄ管 照 明 。 Ｅ 目前 单 只Ｌ Ｄ 功 率 可 达 ５ Ｅ管 ～ 高， 劳动强度大 ， 肉眼检测不准确， 往往将存在质量 问题的铸坯发到 ０ 方 Ｅ排 并 下 道 工 序 ， 轧 材 质 量 造 成 影 响 ， 以 ， 必 要 在 １ 、 ＃连 铸 机 增 １Ｗ ， 案采 用 多 只 Ｌ Ｄ 成 阵 列 ， 用 柱 透 镜在 一 个 方 向上 聚 焦 ， 对 所 有 ＃ ４ 形成 一个相 对 窄 的高 亮度 照明带 照 明检测 面 的一个 窄条 ， 线阵 设铸坯表面 质量在 线 自动检测设备 ， 提高检测 效果 。 Ｃ ＤＩ对这 一被 照明的窄带成像 。 Ｃ ￣ ｐ ２、 方 案 确 定 ２ ５ ＣＣＤ 图像 数据 的 采 集 、 压缩 、转 移 、存储 与 处理 ． 本方案主要采用光学成像 原理 ， 利用ＣＣ 图像 传感器 ， Ｄ 将需要 为保证高帧频 的采集与传输 ， 将所有像素的信号分成二路并行 检 测的铸坯表面 图像输入计算机， 然后通过专用的图像处理软件对 输 出 。 Ｃ 的 每 路 输 出信 号 用 一 个 高 速 Ｄ Ｐ 行处 理 ： 方 面 将 该 Ｃ Ｄ Ｓ进 一 所 得的图像进行 处理 ， 出图像 中是否有缺陷存在 ， 得 在得 出图像 中 路 图像 数 据 压 缩 后 快 速 存 储 在 高 速 硬 盘 上 存 储 ， 时 ， Ｃ 的 每 路 同 Ｃ Ｄ 的 缺陷 后 ， 过 专 用 的 自学 习 系统 ， 所 得 缺 陷 进 行 分类 ， 终 达 到 图像 数据 再被 送 入 高 速 工 控 机 １ 通 对 最 进行 实 时 图像 处理 ， 提取 铸坯 表 面 计算机 自动 识别铸 坯表面缺陷的要求 。 缺陷 、 计算 缺陷大小 、 位置。 并将计 算的结果传送 给高速工 作站２ 。 ２１表 面质 量检 测 的 基本 原理 ． 为便于事后对铸坯表面缺陷进行复现 ， 高速工作站２ 在接收高 铸坯表 面质量检 测采用线阵ＣＣ Ｄ图像传感 器 ， Ｃ Ｃ Ｄ列阵沿异 速 工 作 站 ｌ 结 果 后 ， 通 过 网络 交 换 器 和 Ｇｇ ｂｔＥｈ ｍ ｅ ＭＡＣ 的 再 ｉａｉ ｔｅ ｔ 型坯铸坯底面宽度方 向放置， 可以获得铸坯底面横向一个窄条 的图 控制器 ， 存储在ＣＣ 从 Ｄ数据存储单元上 的高速 硬盘 上读取有缺陷 像， 铸坯在轨道 上运 动进 行长度方向扫描 ， 这样 线阵Ｃ Ｄ Ｃ 就可获得 的原始压 缩图像 数据 ， 转存在大容量硬盘阵列上 ， 以便根据重轨底 了运动 的整 幅图像 （ 见图１。 ）通过软件对该铸坯底面 图像进行处理 ， 面缺 陷数据对照图像进行再现查看 。 当一根铸坯表面缺陷检测完并 自动判断高铸坯底面 缺陷并计 算缺陷的大小 、 围和特 征 ， 范 根据铸 将存 储单元上 高速硬盘上暂存 的图像 送给高速 工控机２ ， 后 即刻删 坯运动速度计算缺陷所在位置 ， 并与存 储在计算机里的缺陷库进行 除存 储单元上高速存储 硬盘 上的数据 ， 供下次采样存储用 。 ２６铸坯表 面缺 陷的提取 、计算 、识别 、分类与统计 ． 比较 ， 定缺陷的 类型 ， 确 而后进行分类统计 ， 并生成 质量报表 。 通 过 研 究 典 型 缺 陷 的 图 像 特 征 ， 立 铸 坯 表 面 缺 陷 库 。 速 工 建 高 作站 Ｉ 将ＣＣ 采样 的图像进行分析 比较 ， Ｄ 提取缺 陷后 ， 将缺陷 的特 征、 大小 、 位置 等信息通过网络传送给高速工作站２高速工作站２ ， 将 接收的缺 陷与缺陷库中的缺陷特 征进 行比较， 完成缺陷的识别、 分 类与统计 ， 并将缺陷部分的原始数字图像一并保存起来 ， 生成铸坯 表 面 质 量 检 测 报告 。
测各地 区各 产品的销售量 ， 结合生产 测算模 块使得企业 利润最大 化。 库存成本在石化企业总成本 中也 占有一定的 比重 ， 如何安排 原 料及产成品库存安排 ， 是库存测算模块需 要解 决的 问题 。
在 产 品生 产 层 面 ， 需要 依 据 企 业 的生 产 经 验 ， 而抽 象 出具 体 进 的 生产 公 式 ， 建 立 相 应 的模 型 库 。 可分 为企 业 总 流程 生 产 测 算 ， 并 其 产 品链 优 化 测 算 和单 产 品 优 化 测算 。 业 的 整 个生 产 流 程 是 一个 不 企 可分割的整体。 测算模块可 以对企业总流程进行优化分析等 ， 可 也 以针对单一产品链进行优化测算， 例如烯烃链、 芳烃链等。 产品链 对 可 以进一步分解 ， 对单一产 品进行优化测算 ， 例如聚 乙烯 聚丙烯 、 乙二 醇 等 ， 得 在 原 料 固定 的情 况 ， 产 出更 多 的产 品 。 使 生 测算模块是对数据库与模型库的综合运用 ， 模型库决定 了决策 展示模块所呈现的信息都是 固定的格式化的信息 ， 管理人员通 支持系统的实用性 ， 模型库 的建立过程不是一蹴而就的 ， 必须在 企 过 这 些 信 息 只 能 了 解企 业 整 体 的 生 产 经 营状 况 ， 当面 临 一 个 具 体 的 业 的生 产 实 践 中 加 以总 结 完 善 。 决 策 问题 时 ， 些 信 息 是 不 能 满 足 管 理 人 员 需 求 的 。 这 因此 需 要 分 析 ３、 结 语 模 块 来 解 决 管 理 人 员如 何 获 取 信 息 的 问题 。 业 在 经 营 过 程 中会 面 企 石化企业决策支持系统的实施必须依据 企业信息 化建设已有 临各种各样的决策 问题 ， 决策支持系统能够做 到的是为管理人员提 的基础 ， 贯穿决策支持 系统整个构架始终 的是对数据的使用 ， 业 企 供有助于 解决 问题 的数 据信息 ， 帮助决策者 更好地解决 问题 。 在长期经营过程 中积累的数据是一 笔宝贵的财富， 决策 支持系统就 为决策者提供信息最直 观最方便的方式是图表 ， 但分析模块 中 从 的 图表 不 同于 展 示 模 块 的 图表 。 分析 模 块 中 ， 在 图表 必 须 是 可 以 自 是对这 些数据加 以整合利用 ， 中提炼 出对企业生产经营有用的信 息 ， 而 实 现辅 助 决 策 。 决 策 支持 系 统 的 建设 ， 论 文 只是 从 整 体 从 对 本 由定 义 的 ， 就 是 说 ， 户 可 以根 据 自己 的需 要 定义 图表 中 的 数 据 也 用 框架上进行 了讨论 ， 具体实施时需要开 发人员结合企业 的实际情况 项， 将数据库 中的数据信息通过 图表展示 出来 ， 数据库 中存储 的是 结 构 化 的数 据 ， 中包 含 的信 息 是 非 结 构 化 的 ， 析 模 块 可 以 帮 助 进 行 开 发 。 其 分 决 策 者将 这 些 非结 构 化 的 信 息 从 数 据 库 中提 取 出来 ， 且 不 需 要决 参 考 文 献 并 策者 了解有关数据 库查询的知识 。 ［］ １ 曾德 华， 晓齐 ． 能 决 策 支 持 系 统框 架研 究［］中 国 电化 教 育 ， 郑 智 Ｊ．
… ・ ・ ・
＿ 十
１ 目４ 术 数 技
帮
应 用 研 究
在 企 业 整 体 层 面 上 ， 原 料 采购 、 产 、 售 、 存 这 四个 方 面 从 生 销 库 分 别 进 行 决 策 支 撑 。 料 采 购 测 算 模 块 中 ， 统 计 并预 测 不 同产 地 原 应 原油的品质 以及价格 变化 ， 从而决定应采购何种原油及采购量 。 生 产 测算 模 块 应 根 据市 场 上 产 品价 格 的 变 化 ， 于企 业 现 有 原 料及 生 基 产装置能力 ， 决定生产何 种产 品。 销售测算模块应根据市 场变化 ， 预
＿＿ 船 ｒ Leabharlann ｒＩ 字技术 敷应 用 研 究
质量在线 自动检测系统的研究与应用
鲍 红宾 吕晓茜 任名国 江楠
（ 山东钢铁 莱钢集团有限公司 自动化部 山东莱芜 ２ １０） ７１４
摘要 ： 用光 学成像 原 理 ， 需要检 测的 铸坯 表 面 图像 输入 计 算机 ， 过 专 用的 图像 处理 软 件对 所得 的 图像 进行 处理 ， 出图像 中是 有 否 利 将 通 得 缺 陷存 在 。 关键词 ： 铸 ＣＣＤ图像 传 感器 ＤＳ 连 Ｐ