CN102398700B - 一种工业炸药全自动包装设备智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种工业炸药全自动包装设备智能监控系统。包括有远程监控与维护系统（1）、药卷质量和传输姿态在线检测系统（2）、工业炸药包装过程优化控制系统（3），其中远程监控与维护系统（1）通过通讯接口分别与药卷质量和传输姿态在线检测系统（2）及工业炸药包装过程优化控制系统（3）连接，药卷质量和传输姿态在线检测系统（2）及工业炸药包装过程优化控制系统（3）与工业炸药包装设备中的PLC控制系统（4）连接。本发明自动化水平高、安全性好、实用性强。本发明是一种可实现人机分离，降低生产成本和维护成本，提高生产效率的工业炸药全自动包装设备智能监控系统。
Description
技术领域
本发明是一种机械成套设备远程智能监控系统，特别是一种工业炸药全自动包装设备智能监控系统，属于工业炸药全自动包装设备智能监控系统的信息化改造技术。
背景技术
随着我国经济的快速发展，民爆器材行业得到了较快的发展，已经形成比较完善的工业体系，而工业炸药的包装工艺较为落后，且主要以人工辅助完成包装过程，机械化程度比较低，劳动强度大，作业人员多，一旦发生事故，容易导致群体伤亡；目前，全国已有近十家生产工业炸药包装机的公司，但由于当前我国包装行业共同存在的研发经费及力量薄弱、低水平重复太多、行业科技力量不足等原因，造成国内现有包装设备主要存在功能不齐全、自动化程度低、包装速度慢、使用成本高、性能不稳定、维修不方便等不足，难以满足国内工业炸药包装的需求；随着技术的进步和发展，必须对民爆行业进行改造和提高，大力提高炸药包装设备的自动化和智能化水平，从而全面提高工业炸药包装生产水平。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种自动化水平高、安全性好、实用性强的工业炸药全自动包装设备智能监控系统。本发明实现人机分离，降低生产成本和维护成本，提高生产效率。
本发明的技术方案是：本发明的工业炸药全自动包装设备智能监控系统，包括有远程监控与维护系统、药卷质量和传输姿态在线检测系统、工业炸药包装过程优化控制系统，其中远程监控与维护系统通过通讯接口分别与药卷质量和传输姿态在线检测系统及工业炸药包装过程优化控制系统连接，药卷质量和传输姿态在线检测系统及工业炸药包装过程优化控制系统与工业炸药包装设备中的PLC控制系统连接。
上述远程远监控与维护系统包括远程监控系统、远程维护系统、智能诊断系统；其中远程监控系统通过网络对炸药包装设备的PLC控制系统进行远程监控，并将监控信息传递给智能诊断系统，智能诊断系统利用诊断知识库和专家系统技术对监控信息进行分析处理，并将诊断结果传递给远程维护系统，用户根据诊断结果和系统知识，对控制程序进行修改，从而实现对炸药包装设备运行状态的在线监测和维护。
上述药卷质量和传输姿态在线检测系统包括药卷质量检测系统、药卷传输姿态识别和诊断系统、报警和处理系统、机器视觉检测系统、图像采集和预处理、模板库；其中机器视觉检测系统在线获取药卷的运动图像，传递给图像采集和预处理进行图像去噪声、提取药卷轮廓以及特征提取等处理，然后通过通讯接口传递给药卷质量检测系统和药卷传输姿态识别和诊断系统，药卷质量检测系统根据提取的图像特征和模板库中标准图像进行对比，如果检测发现有异常，则判断包装质量有问题;药卷传输姿态识别和诊断系统根据获取的图像轮廓，抽象成线性模型，然后诊断该模型与传输方向的夹角，如果夹角小于某个值，则判断药卷传输姿态异常；上述异常信息传递给报警和处理系统进行相应处理。
上述工业炸药包装过程优化控制系统包括生产节拍控制系统和生产过程信息发布系统；其中生产节拍控制系统通过数据访问接口获得炸药包转过程信息，同时，炸药包装过程优化控制系统对所获信息进行数据管理和建模，与模型库信息进行，结合生产式规则调整节拍控制信息，并将控制信息传递给生产过程信息发布系统，优化生产过程，从而实现对炸药包装过程的节拍控制和管理。
本发明由于采用结合工业炸药包装过程生产特点，采用信息技术，对现有的工业炸药包装设备进行改进的结构，用户通过该平台能够及时地、正确地对工业炸药包装生产线过程中各种异常状态或故障状态做出预警、报警、诊断，指导操作人员采取相应措施预防或消除故障，提高系统运行的可靠性和安全性，把故障损失降到最低水平；同时，在线检测药卷包装质量，柔性调整生产线的生产节奏，并对关键工序进行实时监控，从而提高生产线自动化水平，降低生产成本，提高生产效率，排除群死群伤事故的安全隐患；本发明是一种自动化水平高、安全性好、实用性强的工业炸药全自动包装设备智能监控系统。
附图说明
图1为本发明实施例的系统图；
图2为本发明实施例中远程监控与维护系统的原理图；
图3为本发明实施例中药卷质量和传输姿态在线检测系统图的原理图；
图4为本发明实施例中炸药包装过程优化控制系统的原理图。
具体实施方式
实施例：
本发明的结构示意图如图1所示，本发明的工业炸药全自动包装设备智能监控系统，包括有远程监控与维护系统1、药卷质量和传输姿态在线检测系统2、工业炸药包装过程优化控制系统3，其中远程监控与维护系统1通过通讯接口分别与药卷质量和传输姿态在线检测系统2及工业炸药包装过程优化控制系统3连接，药卷质量和传输姿态在线检测系统2及工业炸药包装过程优化控制系统3与工业炸药包装设备中的PLC控制系统4连接。
图2为本实施例的远程监控与维护系统结构图，上述远程监控与维护系统1包括远程监控系统11、远程维护系统12、智能诊断系统13；其中远程监控系统11通过网络对炸药包装设备的PLC控制系统进行远程监控，并将监控信息传递给智能诊断系统13，智能诊断系统13利用诊断知识库和专家系统技术对监控信息进行分析处理，并将诊断结果传递给远程维护系统12，用户根据诊断结果和系统知识，对控制程序进行修改，从而实现对炸药包装设备运行状态的在线监测和维护。该系统主要通过网络实现炸药包装设备运行状态的远程监控，实时查看设备运行状态；通过调整系统运行参数，控制程序在线升级，实现对设备的远程维护；在本实施例中，该系统主要以网络作为通信平台，利用通信技术、Socket技术、数据采集技术、专家系统及面向对象等软件技术实现了整个系统的系统管理、用户管理、设备监控、数据显示、远程维护、智能诊断及报警等模块；系统的远程维护主要实现设备运行参数的调整、控制程序的维护以及协同诊断任务等。
图3为本实施例的药卷质量和传输姿态在线检测系统框图，上述药卷质量和传输姿态在线检测系统2包括药卷质量检测系统21、药卷传输姿态识别和诊断系统22、报警和处理系统23、机器视觉检测系统24、图像采集和预处理25、模板库26；其中机器视觉检测系统24在线获取药卷的运动图像，传递给图像采集和预处理25进行图像去噪声、提取药卷轮廓以及特征提取等处理，然后通过通讯接口传递给药卷质量检测系统21和药卷传输姿态识别和诊断系统22，药卷质量检测系统21根据提取的图像特征和模板库26中标准图像进行对比，如果检测发现有异常，则判断包装质量有问题，药卷传输姿态识别和诊断系统22根据获取的图像轮廓，抽象成线性模型，然后诊断该模型与传输方向的夹角，如果夹角小于某个值，则判断药卷传输姿态异常；上述异常信息传递给报警和处理系统23进行相应处理。该系统中的机器视觉检测系统24为CMOS摄像机系统,检测时，药卷在生产线上运动，通过PLC控制系统使其置于固定位置，调整照明光源，并进行镜头调焦；为提高采集速度和准确度，采用多CMOS摄像机，使摄像系统采集到被测玻璃的清晰图像，再经过数字图像处理和自动瞄准测量软件，检测出被测件的几何参数；或者将采集图像进行预处理，而后与预存的标准药卷模板库进行比对，经过分析、判断，检测出药卷形状、运行状态等参数。其中，由运动控制系统保证CMOS摄像机的精度和实现测量的自动化，在保证检测精度的同时，扩大了尺寸检测的范围；由高倍率的自动变倍镜头再结合CMOS像机可以实现不同分辨力的检测，使产品的检测具有高精度和宽测量范围。
图4为本实施例的炸药包装过程优化控制系统图。本实施例中，上述工业炸药包装过程优化控制系统3包括生产节拍控制系统31和生产过程信息发布系统32；其中生产节拍控制系统31通过数据访问接口获得炸药包转过程信息，同时，炸药包装过程优化控制系统3对所获信息进行数据管理和建模，与模型库信息进行，结合生产式规则调整节拍控制信息，并将控制信息传递给生产过程信息发布系统32，优化生产过程，从而实现对炸药包装过程的节拍控制和管理。所述工业炸药包装过程优化控制系统,是实现整个工业炸药包装生产线全自动化的关键，通过对包装过程的建模与柔性调度，结合产生式规则，优化生产过程，实现对炸药包装过程的节拍控制和管理，提高生产线的可靠性和柔性化，从而有效提高设备运行速度。
该系统主要包括生产节拍控制系统和生产过程信息发布系统；本实施例通过数据访问接口获得炸药包转过程信息，对所获信息进行数据管理和建模，实现对对炸药包装过程数据信息进行实时处理，并结合生产式规则，调整生产节拍，优化生产过程，从而实现对炸药包装过程的节拍控制和管理，提高生产线的可靠性和柔性化，有效提高设备的运行速度。
本实施例中，所述远程监控与维护系统,主要通过网络实现炸药包装设备运行状态的远程监控，实时查看设备运行状态；通过调整系统运行参数，控制程序在线升级，实现对设备的远程维护，并建立诊断知识库，采用专家系统技术，实现设备运行状态的故障预警和智能诊断，从而减少操作人员，降低生产成本，提高生产率。
所述药卷质量和传输姿态在线检测系统,是实现工业炸药包装生产过程药卷状态感知的一个重要环节；通过建立工业炸药包装机关键工位运行状态图像的模板库以及运行状态识别的知识库，实时获取工业炸药包装机关键工位运行状态的图像信息，对图像预处理并提取相关特征信息，然后与模板库相对比，再结合知识库实现工业炸药包装机运行状态的智能识别，进而对生产过程进行动态优化调度，实现柔性生产。
本发明的工作原理如下：所述远程监控与维护系统，主要通过网络实现炸药包装设备运行状态的远程监控，实时查看设备运行状态；通过调整系统运行参数，控制程序在线升级，实现对设备的远程维护，并建立诊断知识库，采用专家系统技术，实现设备运行状态的故障预警和智能诊断，从而减少操作人员，降低生产成本，提高生产率。
所述药卷质量和传输姿态在线检测系统，是实现工业炸药包装生产过程全自动化的一个重要环节；通过建立工业炸药包装机关键工位运行状态图像的模板库以及运行状态识别的知识库，实时获取工业炸药包装机关键工位运行状态的图像信息，对图像预处理并提取相关特征信息，然后与模板库相对比，再结合知识库实现工业炸药包装机运行状态的智能识别，进而对生产过程进行动态优化调度，实现柔性生产。
所述工业炸药包装过程优化控制系统，是实现整个工业炸药包装生产线全自动化的关键，通过对包装过程的建模与柔性调度，结合产生式规则，优化生产过程，实现对炸药包装过程的节拍控制和管理，提高生产线的可靠性和柔性化，从而有效提高设备运行速度。
Claims (3)
1.一种工业炸药全自动包装设备智能监控系统，其特征在于包括有远程监控与维护系统（1）、药卷质量和传输姿态在线检测系统（2）、工业炸药包装过程优化控制系统（3），其中远程监控与维护系统（1）通过通讯接口分别与药卷质量和传输姿态在线检测系统（2）及工业炸药包装过程优化控制系统（3）连接，药卷质量和传输姿态在线检测系统（2）及工业炸药包装过程优化控制系统（3）与工业炸药包装设备中的PLC控制系统（4）连接; 上述药卷质量和传输姿态在线检测系统（2）包括药卷质量检测系统（21）、药卷传输姿态识别和诊断系统（22）、报警和处理系统（23）、机器视觉检测系统（24）、图像采集和预处理（25）、模板库（26）；其中机器视觉检测系统（24）在线获取药卷的运动图像，传递给图像采集和预处理（25）进行图像去噪声、提取药卷轮廓以及特征提取处理，然后通过通讯接口传递给药卷质量检测系统（21）和药卷传输姿态识别和诊断系统（22），药卷质量检测系统（21）根据提取的图像特征和模板库（26）中标准图像进行对比，如果检测发现有异常，则判断包装质量有问题，药卷传输姿态识别和诊断系统（22）根据获取的图像轮廓，抽象成线性模型，然后诊断该模型与传输方向的夹角，如果夹角小于某个值，则判断药卷传输姿态异常；上述异常信息传递给报警和处理系统（23）进行相应处理。
2.根据权利要求1所述的工业炸药全自动包装设备智能监控系统，其特征在于上述远程监控与维护系统（1）包括远程监控系统（11）、远程维护系统（12）、智能诊断系统（13）；其中远程监控系统（11）通过网络对炸药包装设备的PLC控制系统进行远程监控，并将监控信息传递给智能诊断系统（13），智能诊断系统（13）利用诊断知识库和专家系统技术对监控信息进行分析处理，并将诊断结果传递给远程维护系统（12），用户根据诊断结果和系统知识，对控制程序进行修改，从而实现对炸药包装设备运行状态的在线监测和维护。
3.据权利要求1所述的工业炸药全自动包装设备智能监控系统，其特征在于上述工业炸药包装过程优化控制系统（3）包括生产节拍控制系统（31）和生产过程信息发布系统（32）；其中生产节拍控制系统（31）通过数据访问接口获得炸药包装过程信息，同时，炸药包装过程优化控制系统（3）对所获信息进行数据管理和建模，与模型库信息进行对比，结合生产式规则调整节拍控制信息，并将控制信息传递给生产过程信息发布系统（32），优化生产过程，从而实现对炸药包装过程的节拍控制和管理。
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