CN110296606A - 一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统，包括摄像装置、激光金属检测器、现场控制器、交换机、工控机、现场服务器和原有服务器；所述摄像装置安放在正对入炉侧炉门一定距离处，所述摄像装置的视野中心与加热炉的中心重合；所述激光金属检测器用于对即将入炉钢坯的位置进行检测，所述激光金属检测器的位置与加热炉来料方向的炉门边缘对齐，通过支架安装在辊道旁，并与加热炉分别位于辊道的两侧，所述激光金属检测器将检测信号传输给所述现场控制器，所述现场控制器控制所述摄像装置和辊道。通过摄像装置、激光金属检测器、现场控制器、交换机、工控机、现场服务器和原有服务器的相互协作，实现了对任意尺寸的钢坯在炉前的精确定位。

Description

一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统及方法

技术领域

本发明属于加热炉自动控制技术领，具体是一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统及方法。

背景技术

钢坯是炼钢炉炼成的钢水经过铸造后得到的产品。钢坯从制造工艺上主要可分为两种：模铸坯和连铸坯，模铸工艺已基本淘汰。从外形上主要分为两种：板坯：截面宽、高的比值较大，主要用来轧制板材；方坯：截面宽、高相等，或差别不大，主要用来轧制型钢、线材。钢坯本来就是钢材，通过加工以后可以用做机械零件，锻件，加工各种钢材，型钢Q345B槽钢，线材就是钢坯的作用。钢坯是指用于生产钢材的半成品，一般不能直接供社会使用。钢坯与钢材是有严格划分标准的，不能以是不是企业最终产品来确定，而要按全社会统一的标准来执行。通常情况下，钢坯与钢材是比较容易区分的，但对于某些钢坯，与钢材具有同样规格和同样用途的(如轧制管坯)，可通过是否供其他行业使用、是否经过钢材加工工艺过程、是否经过成品轧机加工来区分。

目前轧钢加热炉钢坯在入炉前需要对其进行精确定位，使钢坯按设计的布料图进行定位排布，以满足其加热工艺要求，保证钢坯的出炉温度。由于加热炉炉前的温度很高，难以安装相应检测装置，钢坯炉前定位工作需要人工判断并进行手动调整，难以保证精确的钢坯定位，并且影响装钢节奏，生产效率不高。

发明内容

本发明的目的在于克服以上存在的技术问题，提供一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统，包括摄像装置、激光金属检测器、现场控制器、交换机、工控机、现场服务器和原有服务器；所述摄像装置安放在正对入炉侧炉门一定距离处，所述摄像装置的视野中心与加热炉的中心重合；所述激光金属检测器用于对即将入炉钢坯的位置进行检测，所述激光金属检测器的位置与加热炉来料方向的炉门边缘对齐，通过支架安装在辊道旁，并与加热炉分别位于辊道的两侧，所述激光金属检测器将检测信号传输给所述现场控制器，所述现场控制器控制所述摄像装置和辊道，所述现场控制器通过交换机与所述工控机、现场服务器网络连接，所述现场服务器与所述原有服务器通过网络连接，从中读取钢坯的规格，包括钢坯的编号、长度、宽度、高度及布料图，并保存到所述现场服务器的数据库中。

进一步地，所述摄像装置的型号为：CMK33G618。

进一步地，所述激光金属检测器的型号为：LM400。

本发明还提供一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制方法，包括以下步骤：

S1：所述激光金属检测器检测到钢坯时，所述激光金属检测器信号由0变为1，并传输至现场控制器；

S2：所述现场控制器控制对应辊道的速度降低至0.1m/s；

S3：当钢坯通过所述激光金属检测器后，所述激光金属检测器时的信号由1变为0，并传输至所述现场控制器，

S4：所述现场控制器开启摄像装置，对钢坯进行和炉门进行拍照，并将图像信息输入至工控机中；通过图像特征提取算法抓取钢坯特征，计算出钢坯的长度，找到并实时跟踪钢坯的中心；

S5：钢坯继续以0.1m/s的速度前行，同时，工控机和现场服务器通讯，从现场服务器的数据库中读取与当前钢坯对应的布料图信息，并以此计算出当前钢坯中心与加热炉中心的偏移量，工控机7将此偏移量传输至现场控制器6，现场控制器6控制辊道1继续以0.1m/s的速度前行，从而使钢坯3继续移动，同时持续开启摄像装置4，对钢坯3和炉门进行拍照，并将图像信息经现场控制器6输入至工控机7中，通过图像特征提取算法实时跟踪钢坯3的中心，当钢坯3的中心到达指定偏移量位置点后，现场控制器6控制辊道1停止，实现了钢坯在炉前的精准定位控制。

本发明有益效果：通过摄像装置、激光金属检测器、现场控制器、交换机、工控机、现场服务器和原有服务器的相互协作，实现了对任意尺寸的钢坯在炉前的精确定位。

附图说明

图1：本发明的系统结构示意图。

图2：加热炉与钢坯的结构位置示意图。

标号说明：

1：辊道；2：加热炉；3：钢坯；4：摄像装置；5：激光金属检测器；6：现场控制器；7：交换机；8：工控机；9：现场服务器；10：原有服务器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

如图1-2所示，一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统，包括摄像装置4、激光金属检测器5、现场控制器6、交换机7、工控机8、现场服务器9和原有服务器10；所述摄像装置4安放在正对入炉(加热炉2)侧炉门一定距离处，所述摄像装置4的视野中心与加热炉2的中心重合；所述激光金属检测器5用于对即将入炉钢坯3的位置进行检测，所述激光金属检测器5的位置与加热炉2来料方向的炉门边缘对齐，通过支架安装在辊道1旁，并与加热炉2分别位于辊道1的两侧，所述激光金属检测器5将检测信号传输给所述现场控制器6，所述现场控制器6控制所述摄像装置4和辊道1，所述现场控制器6通过交换机7与所述工控机8、现场服务器9网络连接，所述现场服务器9与所述原有服务器10通过网络连接，从中读取钢坯3的规格，包括钢坯3的编号、长度、宽度、高度及布料图，并保存到所述现场服务器9的数据库中。

作为优选地方案，所述摄像装置4的型号为：CMK33G618。

作为优选地方案，所述激光金属检测器5的型号为：LM400。

本发明具体的工作方法主要如下：

钢坯3通过辊1道向加热炉2方向运输，当所述激光金属检测器5检测到钢坯3时，所述激光金属检测器5信号由0变为1，并传输至现场控制器9；所述现场控制器6控制对应辊道1的速度降低至0.1m/s；当钢坯3通过所述激光金属检测器5后，所述激光金属检测器5时的信号由1变为0，并传输至所述现场控制器6；所述现场控制器6开启摄像装置4，对钢坯3和炉门进行拍照，并将图像信息输入至工控机7中；通过图像特征提取算法抓取钢坯3特征，计算出钢坯3的长度，找到并实时跟踪钢坯3的中心；钢坯3继续以0.1m/s的速度前行，同时，工控机7和现场服务器9通讯，从现场服务器9的数据库中读取与当前钢坯3对应的布料图信息，并以此计算出当前钢坯3中心与加热炉2中心的偏移量，工控机7将此偏移量传输至现场控制器6，现场控制器6控制辊道1继续以0.1m/s的速度前行，从而使钢坯3继续移动，同时持续开启摄像装置4，对钢坯3和炉门进行拍照，并将图像信息经现场控制器6输入至工控机7中，通过图像特征提取算法实时跟踪钢坯3的中心，当钢坯3的中心到达指定偏移量位置点后，现场控制器6控制辊道1停止，实现了钢坯3在炉前的精准定位控制。

同时还需要说明的是，上述辊道、加热炉、钢坯、摄像装置、激光金属检测器、现场控制器、交换机、工控机、现场服务器、原有服务器均为本领域人员知晓的部件。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (4)

1.一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统，其特征在于：包括摄像装置、激光金属检测器、现场控制器、交换机、工控机、现场服务器和原有服务器；所述摄像装置安放在正对入炉侧炉门一定距离处，所述摄像装置的视野中心与加热炉的中心重合；所述激光金属检测器用于对即将入炉钢坯的位置进行检测，所述激光金属检测器的位置与加热炉来料方向的炉门边缘对齐，通过支架安装在辊道旁，并与加热炉分别位于辊道的两侧，所述激光金属检测器将检测信号传输给所述现场控制器，所述现场控制器控制所述摄像装置和辊道，所述现场控制器通过交换机与所述工控机、现场服务器网络连接，所述现场服务器与所述原有服务器通过网络连接，从中读取钢坯的规格，包括钢坯的编号、长度、宽度、高度及布料图，并保存到所述现场服务器的数据库中。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统，其特征在于：所述摄像装置的型号为：CMK33G618。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制系统，其特征在于：所述激光金属检测器的型号为：LM400。

4.一种基于图像处理的钢坯入炉前定位控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：所述激光金属检测器检测到钢坯时，所述激光金属检测器信号由0变为1，并传输至现场控制器；

S2：所述现场控制器控制对应辊道的速度降低至0.1m/s；

S3：当钢坯通过所述激光金属检测器后，所述激光金属检测器时的信号由1变为0，并传输至所述现场控制器；

S4：所述现场控制器开启摄像装置，对钢坯进行和炉门进行拍照，并将图像信息输入至工控机中；通过图像特征提取算法抓取钢坯特征，计算出钢坯的长度，找到并实时跟踪钢坯的中心；

S5：钢坯继续以0.1m/s的速度前行，同时，工控机和现场服务器通讯，从现场服务器的数据库中读取与当前钢坯对应的布料图信息，并以此计算出当前钢坯中心与加热炉中心的偏移量，工控机7将此偏移量传输至现场控制器6，现场控制器6控制辊道1继续以0.1m/s的速度前行，从而使钢坯3继续移动，同时持续开启摄像装置4，对钢坯3和炉门进行拍照，并将图像信息经现场控制器6输入至工控机7中，通过图像特征提取算法实时跟踪钢坯3的中心，当钢坯3的中心到达指定偏移量位置点后，现场控制器6控制辊道1停止，实现了钢坯在炉前的精准定位控制。