CN111804421B - 一种用于骨料破碎设备的无人值守系统及方法 - Google Patents
一种用于骨料破碎设备的无人值守系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于骨料破碎设备的无人值守系统及方法，该系统包括危险区域监测部分、出料尺寸监测部分、图像处理模块和可编程控制器；该方法包括破碎设备生产危险区域判定及警戒、破碎后产品尺寸合格率在线检测。本发明包括安全防护及视觉检测，加强了设备安全运行的条件判定及引入视觉检测技术，提高设备的安全运行及中间产品的检测能力；将设备环境的安全与生产自动化控制系统相结合，提高生产线安全生产系数并将产品检测前置。可有效提高安全生产环境，并将检测功能前置，提前介入产品在线检测。
Description
技术领域
本发明属于砂石骨料加工领域，涉及对设备安全生产及中间产品检测要求高的砂石骨料生产线，具体涉及一种用于骨料破碎设备的无人值守系统及方法。
背景技术
目前，砂石加工系统中，现有砂石骨料生产线在逐步提高自动化生产能力，因受生产环境因素的影响，更趋向于实现破碎设备的无人值守控制，虽然在起停控制功能上更加容易实现，但在细节上还有待完善。
现有的骨料生产线上的无人值守系统，虽然很好地实现了智能化、自动化，但是仍存在一些不足。其一，运行的安全程度上不是很高；其二，对中间产品的检测能力不够，不能实现产品检测前置；其三，整条生产线上的生产自动化控制系统配合逻辑不够紧密，在无人值守过程中还是会出现误差，不能保证设备和产品的安全以及质量。
发明内容
有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种用于骨料破碎设备的无人值守系统及方法，包括安全防护及视觉检测，加强了设备安全运行的条件判定及引入视觉检测技术，提高设备的安全运行及中间产品的检测能力；将设备环境的安全与生产自动化控制系统相结合，提高生产线安全生产系数并将产品检测前置。可有效提高安全生产环境，并将检测功能前置，提前介入产品在线检测。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于骨料破碎设备的无人值守系统，包括危险区域监测部分、出料尺寸监测部分、图像处理模块和可编程控制器；
所述危险区域监测部分包括用于对预设危险区域进行实时视频监视的第一数据采集模块、图像处理模块、可编程控制器和第一声光报警模块，第一数据采集模块设在预设危险区域的上方并覆盖该预设危险区域，第一数据采集模块与图像处理模块相连，所述图像处理模块、第一声光报警模块均与可编程控制器相连；
所述出料尺寸监测部分包括图像处理模块、可编程控制器、第二声光报警模块、第二数据采集模块、胶带机和砂石骨料，胶带机上承载设置所述砂石骨料，所述第二数据采集模块设在砂石骨料的上方，第二数据采集模块与图像处理模块相连，图像处理模块、第二声光报警模块均与可编程控制器相连。
进一步的，所述第一数据采集模块为视频摄像机。
进一步的，所述第二数据采集模块为高速相机。
进一步的，所述图像处理模块为图像处理器主机。
进一步的，所述可编程控制器为PLC或51单片机。
进一步的，所述第一声光报警模块模块、第二声光报警模块模块均为LED蜂鸣器。
进一步的，所述胶带机设在破碎设备后级出料输送处。
进一步的，所述第二数据采集模块位于砂石骨料的正上方，并对砂石骨料的出料尺寸进行实时检测。
一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，包括以下步骤：
S1：在合适位置、角度安装第一数据采集模块并全范围覆盖设备工作危险区域，在视频后台的图像处理模块监视画面上设置监控报警区域；
S2：同时，在破碎设备后级输送的胶带机边安装第二数据采集模块，第二数据采集模块对胶带机上输送中的砂石骨料进行实时拍照，并将图像传送至图像处理模块进行比对分析；
S3：通过视频区域检测技术判定破碎设备生产危险区域的人员活动情况：
S31：视频监视范围内，在预设的危险区域内，若第一数据采集模块监测到有人员活动迹象时，图像处理模块发出禁止信号，连锁可编程控制器自动化控制设备，可编程控制器控制相应破碎设备无法启动，同时，可编程控制器控制第一声光报警模块做出危险警示；
S32：在设备运行过程中，若第一数据采集模块监测到有人员接近危险区域时，可编程控制器控制第一声光报警模块做出危险警示；如人员更进一步进入危险区域，可编程控制器控制破碎设备主机发出停机信号，同时第一声光报警模块做出危险警示；
S4：同时，通过视频检测技术检测破碎设备出料尺寸是否超标：
S41：所述图像处理模块储存图像比对数据和历史记录，设定出料尺寸超标百分比的预设警戒值为T0，出料尺寸的实时超标百分比为T；
S42：破碎设备运行后，破碎后的砂石骨料通过后级胶带机输送，第二数据采集模块采集胶带机上砂石骨料的实时图像，并将图像数据传送到图像处理模块，图像处理模块对图像进行比对分析，计算砂石骨料外形几何尺寸，并将计算结果保存；
S43：经多次取样计算出超标尺寸产品的占比，如超标百分比T＞预设警戒值T0，可编程控制器发出检测报警命令，第二声光报警模块做出产品警示，提示管理人员进行处理。
本发明的有益效果是：
一种用于骨料破碎设备的无人值守系统及方法，有效提高安全生产环境，将检测功能前置，提前介入产品在线检测；
本发明的系统，包括安全防护及视觉检测，加强了设备安全运行的条件判定及引入视觉检测技术，提高设备的安全运行及中间产品的检测能力；将设备环境的安全与生产自动化控制系统相结合，提高生产线安全生产系数并将产品检测前置。可有效提高安全生产环境，并将检测功能前置，提前介入产品在线检测；
本发明的方法，包括破碎设备生产危险区域判定及警戒、破碎后产品尺寸合格率在线检测。通过视频区域检测技术判定危险区域人员活动情况，在设备启动过程中，危险区域有人员活动迹象，将发出警报并中止设备启动。通过视频检测技术检测破碎设备出料尺寸是否超标，如果超标率达到警戒值，系统发出警报，提醒运维人员进行处理，避免超标骨料对后级设备产生的不良影响，提高筛分成品合格率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的危险区域监测部分的原理示意图；
图2为本发明的出料尺寸监测部分的原理示意图；
图3为危险区域监测部分的工作流程示意图；
图4为出料尺寸监测部分的工作流程示意图；
图中标记：1、第一数据采集模块，2、图像处理模块，3、可编程控制器，4、第二数据采集模块，5、胶带机，6、砂石骨料，7、第一声光报警模块，8、第二声光报警模块。
具体实施方式
下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种用于骨料破碎设备的无人值守系统，包括危险区域监测部分、出料尺寸监测部分、图像处理模块2和可编程控制器3；
所述危险区域监测部分包括用于对预设危险区域进行实时视频监视的第一数据采集模块1、图像处理模块2、可编程控制器3和第一声光报警模块7，第一数据采集模块1设在预设危险区域的上方并覆盖该预设危险区域，第一数据采集模块1与图像处理模块2相连，所述图像处理模块2、第一声光报警模块7均与可编程控制器3相连；
所述出料尺寸监测部分包括图像处理模块2、可编程控制器3、第二声光报警模块8、第二数据采集模块4、胶带机5和砂石骨料6，胶带机5上承载设置所述砂石骨料6，所述第二数据采集模块4设在砂石骨料6的上方，第二数据采集模块4与图像处理模块2相连，图像处理模块2、第二声光报警模块7均与可编程控制器3相连。
进一步的，所述胶带机5设在破碎设备后级出料输送处。
进一步的，所述第二数据采集模块4位于砂石骨料6的正上方，并对砂石骨料6的出料尺寸进行实时检测。
进一步的，所述第一数据采集模块1为视频摄像机。
进一步的，所述第二数据采集模块4为高速相机。
进一步的，所述图像处理模块2为图像处理器主机。
进一步的，所述可编程控制器3为PLC或51单片机。
进一步的，所述第一声光报警模块模块7、第二声光报警模块模块8均为LED蜂鸣器。
本发明的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，包括以下步骤：
S1：在合适位置、角度安装第一数据采集模块1并全范围覆盖设备工作危险区域，在视频后台的图像处理模块2监视画面上设置监控报警区域；
S2：同时，在破碎设备后级输送的胶带机5边安装第二数据采集模块4，第二数据采集模块4对胶带机5上输送中的砂石骨料6进行实时拍照，并将图像传送至图像处理模块2进行比对分析；
S3：通过视频区域检测技术判定破碎设备生产危险区域的人员活动情况：
S31：视频监视范围内，在预设的危险区域内，若第一数据采集模块1监测到有人员活动迹象时，图像处理模块2发出禁止信号，连锁可编程控制器3自动化控制设备，可编程控制器3控制相应破碎设备无法启动，同时，可编程控制器3控制第一声光报警模块7做出危险警示；
S32：在设备运行过程中，若第一数据采集模块1监测到有人员接近危险区域时，可编程控制器3控制第一声光报警模块7做出危险警示；如人员更进一步进入危险区域，可编程控制器3控制破碎设备主机发出停机信号，同时第一声光报警模块7做出危险警示；
S4：同时，通过视频检测技术检测破碎设备出料尺寸是否超标：
S41：所述图像处理模块2储存图像比对数据和历史记录，设定出料尺寸超标百分比的预设警戒值为T0，出料尺寸的实时超标百分比为T；
S42：破碎设备运行后，破碎后的砂石骨料6通过后级胶带机5输送，第二数据采集模块4采集胶带机5上砂石骨料6的实时图像，并将图像数据传送到图像处理模块2，图像处理模块2对图像进行比对分析，计算砂石骨料6外形几何尺寸，并将计算结果保存；
S43：经多次取样计算出超标尺寸产品的占比，如超标百分比T＞预设警戒值T0，可编程控制器3发出检测报警命令，第二声光报警模块8做出产品警示，提示管理人员进行处理。
进一步的，预设警戒值T0的值根据实际情况而定，例如实际的不同加工骨料的出料标准。
综上所述，本发明的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统及方法，有效提高安全生产环境，将检测功能前置，提前介入产品在线检测；
本发明的系统，包括安全防护及视觉检测，加强了设备安全运行的条件判定及引入视觉检测技术，提高设备的安全运行及中间产品的检测能力；将设备环境的安全与生产自动化控制系统相结合，提高生产线安全生产系数并将产品检测前置。可有效提高安全生产环境，并将检测功能前置，提前介入产品在线检测；
本发明的方法，包括破碎设备生产危险区域判定及警戒、破碎后产品尺寸合格率在线检测。通过视频区域检测技术判定危险区域人员活动情况，在设备启动过程中，危险区域有人员活动迹象，将发出警报并中止设备启动。通过视频检测技术检测破碎设备出料尺寸是否超标，如果超标率达到警戒值，系统发出警报，提醒运维人员进行处理，避免超标骨料对后级设备产生的不良影响，提高筛分成品合格率。
以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，其特征在于：该系统包括危险区域监测部分、出料尺寸监测部分；
所述危险区域监测部分包括用于对预设危险区域进行实时视频监视的第一数据采集模块（1）、第一图像处理模块（2）、第一可编程控制器（3）和第一声光报警模块（7），第一数据采集模块（1）设在预设危险区域的上方并覆盖该预设危险区域，第一数据采集模块（1）与第一图像处理模块（2）相连，所述第一图像处理模块（2）、第一声光报警模块（7）均与第一可编程控制器（3）相连；
所述出料尺寸监测部分包括第二图像处理模块（9）、第二可编程控制器（10）、第二声光报警模块（8）、第二数据采集模块（4）、胶带机（5）和砂石骨料（6），胶带机（5）上承载设置所述砂石骨料（6），所述第二数据采集模块（4）设在砂石骨料（6）的上方，第二数据采集模块（4）与第二图像处理模块（9）相连，第二图像处理模块（9）、第二声光报警模块（7）均与第二可编程控制器（10）相连；
该方法包括以下步骤：
S1：在合适位置、角度安装第一数据采集模块（1）并全范围覆盖设备工作危险区域，在视频后台的第一图像处理模块（2）监视画面上设置监控报警区域；
S2：同时，在破碎设备后级输送的胶带机（5）边安装第二数据采集模块（4），第二数据采集模块（4）对胶带机（5）上输送中的砂石骨料（6）进行实时拍照，并将图像传送至第二图像处理模块（9）进行比对分析；
S3：通过视频区域检测技术判定破碎设备生产危险区域的人员活动情况：
S31：视频监视范围内，在预设的危险区域内，若第一数据采集模块（1）监测到有人员活动迹象时，第一图像处理模块（2）发出禁止信号，连锁第一可编程控制器（3）自动化控制设备，第一可编程控制器（3）控制相应破碎设备无法启动，同时，第一可编程控制器（3）控制第一声光报警模块（7）做出危险警示；
S32：在设备运行过程中，若第一数据采集模块（1）监测到有人员接近危险区域时，第一可编程控制器（3）控制第一声光报警模块（7）做出危险警示；如人员更进一步进入危险区域，第一可编程控制器（3）控制破碎设备主机发出停机信号，同时第一声光报警模块（7）做出危险警示；
S4：同时，通过视频检测技术检测破碎设备出料尺寸是否超标：
S41：所述第二图像处理模块（9）储存图像比对数据和历史记录，设定出料尺寸超标百分比的预设警戒值为T0，出料尺寸的实时超标百分比为T；
S42：破碎设备运行后，破碎后的砂石骨料（6）通过后级胶带机（5）输送，第二数据采集模块（4）采集胶带机（5）上砂石骨料（6）的实时图像，并将图像数据传送到第二图像处理模块（9），第二图像处理模块（9）对图像进行比对分析，计算砂石骨料（6）外形几何尺寸，并将计算结果保存；
S43：经多次取样计算出超标尺寸产品的占比，如超标百分比T＞预设警戒值T0，第二可编程控制器（10）发出检测报警命令，第二声光报警模块（8）做出产品警示，提示管理人员进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，其特征在于：所述第一数据采集模块（1）为视频摄像机。
3.根据权利要求1所述的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，其特征在于：所述第二数据采集模块（4）为高速相机。
4.根据权利要求1所述的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，其特征在于：所述第一图像处理模块（2）为图像处理器主机。
5.根据权利要求1所述的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，其特征在于：所述第一可编程控制器（3）为PLC或51单片机。
6.根据权利要求1所述的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，其特征在于：所述第一声光报警模块模块（7）、第二声光报警模块模块（8）均采用LED蜂鸣器集成器。
7.根据权利要求1所述的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，其特征在于：所述胶带机（5）设在破碎设备后级出料输送处。
8.根据权利要求1所述的一种用于骨料破碎设备的无人值守系统的方法，其特征在于：所述第二数据采集模块（4）位于砂石骨料（6）的正上方，并对砂石骨料（6）的出料尺寸进行实时检测。
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