CN111076384A - 一种基于热成像技术诊断控制车间温湿度的方法 - Google Patents

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徐淑浩
刘泽
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Abstract

本发明公开了一种基于热成像技术诊断控制车间温湿度的方法，属于卷烟制造技术领域，基于热成像和人工智能‑图像识别识别诊断技术对大型空调区域内温度使用进行监测，并通过空调多个送风风门独立调整，实现送风风门独立调整，提升空调区域内温度湿度稳定性和均匀性。本发明投资本成本少，运行稳定可靠，综合来看是目前最有效最经济空调运行提升改进技术。

Description

一种基于热成像技术诊断控制车间温湿度的方法
技术领域
本发明属于卷烟制造技术领域，涉及一种基于热成像技术和人工智能-图像识别技术联用诊断控制车间温湿度的方法。
背景技术
对于大型卷烟企业，储丝房、储叶房、卷包车间等环境温湿度控制对产品质量稳定性十分重要，该部分区域占地面积大，空间高，如何让车间区域温湿度均匀控制十分重要。目前卷烟企业空调区域温湿度调控均采用整体调控的方式，由空调处理器统一进行送风温湿控制，然后由送风管道通过出风口分送到各处，由空调处理器回风，实现空调气流循环运行，一般布局如图2。
空调运行过程中，由控制电脑给控制柜设定空调区域温湿度中心值，空调处理器通过送风管道对空调区域送风，由温湿传感器检测各点温湿度，当空调区域各点温湿度平均值偏离中心值，由控制柜调整空调处理器送风温湿度，实现对区域温湿度控制。空调区域温湿度采用整体调控的方式，把整个空调区域作为一个整体，只有当空调区域温湿度平均值偏高偏低，才对整体区域进行调控。
实际运行过程中，由于受到空调区域建筑形状、设备布局，空调回风气流综合影响，空调区域内各位置温湿度差别较大，由于现有大型空调系统不能对区域内各点温湿度进行单独调整，区域内各点温湿度存在明显差异，影响到空调区域产品质量的一致性和稳定性，是卷烟厂长期存在的一个难题。要解决这一问题，需要能实现空调区域内各点温湿度能相对独立检测和独立调整。常规方式是在各出风口加装风量调节器，通过各点风量独立调整实现。
通过初步测算，各点检测如果都加装温湿度传感器，则需要传感器数量太多，按照一个1万平米的空调区域，送风口数量多达30多个，需要30多个传感器，由于传感器太多，给布线、电控系统数据采集设置带来复杂的问题，而且施工成本十分高昂。更为复杂的是，还需要对每个出风口需要补加小型换热器和加湿器。
发明内容
本发明目的在于，通过热成像技术和和人工智能-图像识别技术联用诊断控制车间温湿度，并增加大型空调送风管各风门独立调节功能，减少区域内各点温湿度差异，提升区域整体温湿均匀性，从而为产品质量稳定提供帮助。
为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：所述的基于热成像技术诊断控制车间温湿度的方法包括
步骤1.对空调区域根据空调出风口位置，进行子区域划分；
步骤2.为每个出风口加装BEILINU-LMU24风门角执行器，接入控制柜，控制柜增加相应可编程控制板，并进行控制编程；
步骤3.在空调处理器有效管控区域增加CCD-XC广角热成像摄像头，实现全区域温度探测；
步骤4.把电脑信号和控制柜对接，并按照子区域划分，把热成像图像进行子画面划分，和对应空调小区域风门控制器一一对应；
步骤5.对每个子界面的颜色范围进行识别，当某个子区域最高或最低温度达到上下限颜色，则电脑发出指令信号，由控制柜对该子区域的风门开度进行相应调整，进行送风风量控制，修正温度。
本发明有益效果：
用热成像和人工智能-图像识别技术监测区域温度，使区域内温度差异直观可见，便于更好发现问题；对面积较大区域，一般最多需要4个热成像摄像头，投资少，改动工程量小；明显提升空调区域内温湿度均匀性和稳定性，更高稳定产品质量。
附图说明
图1为本发明热成像摄像头布局示例图；
图2为老式的温湿度空调监测图；
图3为热成像软件识别图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
1、把空调区域划分为若干小区域，每个小区域包含一个出风口，每个出风口增加一个风门执行器，可调节风量大小。
2、根据车间布局合理选择1-4个热成像摄像头布局，实现对空调区域全覆盖，采用热成像技术对空调区域温度进行诊断，并结合人工智能-图像识别技术，对应空调区域小区域把每个热成像划分为多个小区域。热成像区域划分和布局具体实施如图1所示。
3、热成像仪采集图像，送到电脑，电脑需要配置英伟达（Nvidia）的图形处理器加强图形处理能力，图形识别软件采用基恩士图形识别软件，通过开源代码编辑软件，将双像整合成一个图像，并根据区域划分对应热成像界面划分为相应界面数，如图3所示。
4、使用基恩士图形识别软件，对每个子界面的颜色范围进行识别，当某个子区域最高或最低温度达到上下限颜色，则电脑发出指令信号，由控制柜对该子区域的风门开度进行相应调整，进行送风风量控制，修正温度，由于送风湿度已经在标准范围，在修正温度同时可以同时修正湿度。
5、本系统作为原有温湿度控制系统的补充，而非取代原有温湿度控制。本系统使用已有控制电脑和电控系统，但和原有系统相互独立运行。
实施例1
某厂为年产100万箱规模卷烟厂，是2016年完成技改的新厂房，采用U型联合工房流程布局，其中卷包区域占地28000平方，空调系统包含4套大型空调处理器，配套4套送风管道，共90个送风口，送风口无风门控制，不可调整，每个空调处理器配套5个温湿度传感器，车间共布局20个温湿度传感器， 4个空调处理器均采用1台PC电脑远程集中控制，控制方式采用平均温湿度控制，车间内每个空调处理器覆盖范围内平均温湿度偏离标准，由PC电脑发出命令调整该空调处理器温湿度，实现对车间温湿度的控制。
在为期2年的空调运行中，车间不断有反馈各点温湿度差异大，对产品质量造成影响，通过对各点温度流动检测，空调区域温湿结果如下：
Figure DEST_PATH_GDA0002418667250000051
由于区域内温度差异，导致不同位置产品卷烟含水率差异，经常有部分点位卷烟含水率超标，为解决上述问题，我们进行如下改造：
（1）对卷包区域我们根据空调出风口位置，进行子区域划分,根据出风口个数划分为90个子区域。
（2）为每个出风口加装BEILINU-LMU24风门角执行器，接入控制柜，控制柜增加相应可编程控制板，并进行控制编程。在K1、K2、K3、K4四个空调处理器有效管控区域分别增加四个CCD-XC广角热成像摄像头，考虑面积较大，我们单独新增一台控制PC电脑，把四个摄像头信号接入PC 电脑，电脑需要配置英伟达（Nvidia）的图形处理器加强图形处理能力，图形识别软件采用基恩士图形识别软件，通过开源代码，编辑软件把四个摄像头图像合成一个图像。
（3）通过开源代码，编辑基恩士图形识别软件，把热成像画面按照空调子区域划分对应划分成90个子画面。把电脑信号和控制柜对接，并把90个子画面和对应空调小区域风门控制器一一对应。
（4）对每个子界面的颜色范围进行识别，当某个子区域最高或最低温度达到上下限颜色，则电脑发出指令信号，由控制柜对该子区域的风门开度进行相应调整，进行送风风量控制，修正温度，由于送风湿度已经在标准范围，在修正温度同时修正湿度。
(5)本系统作为原有温湿控制系统补充，并独立运行。通过上 述系统采用，通过为 期1月效果使用，对整个空调区域现 跟踪场检测前后对比如下：
对比项 改造前 改造后
温度(℃最大) 30.5 29.0
温度(℃最小) 23.2 24.0
温度(℃标准偏差) 0.78 0.18
温度(CPK) 0.56 1.32
湿度(％最大) 69.5 67.5
湿度(％最小) 55.4 59.4
湿度(％标准偏差) 1.25 0.98
湿度(CPK) 0.56 1.21
通过效果对比，车间现场温湿度控制效果有大幅度提升，实施后 因空调温湿度导致产品含水率超标准情况减少90％以上。
本发明烟草针对企业空调区域，通过热成像技术诊断控制车间温度，并增加大型空调管管各风门独立调节功能，减少区域内各点温湿度差异，提升区域整体温湿均匀性，从而为产品质量稳定提供帮助。尽管空调运行温湿度稳定改善技术较多，但本发明投资本少成本低，运行稳定可靠，综合来看是目前最有效最经济大型空调区域温湿度稳定技术除烟草行业，在其他行业也应该具有很好推广价值。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种基于热成像技术诊断控制车间温湿度的方法，其特征在于：所述的基于热成像技术诊断控制车间温湿度的方法包括：
步骤1.对空调区域根据空调出风口位置，进行子区域划分；
步骤2.为每个出风口加装BEILINU-LMU24风门角执行器，接入控制柜，控制柜增加相应可编程控制板，并进行控制编程；
步骤3.在空调处理器有效管控区域增加CCD-XC广角热成像摄像头，实现全区域温度探测；
步骤4.把电脑信号和控制柜对接，并按照子区域划分，把热成像图像进行子画面划分，和对应空调小区域风门控制器一一对应；
步骤5.对每个子界面的颜色范围进行识别，当某个子区域最高或最低温度达到上下限颜色，则电脑发出指令信号，由控制柜对该子区域的风门开度进行相应调整，进行送风风量控制，修正温度。
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