CN112165996B - 产业成套设备监视控制系统 - Google Patents

Abstract

产业成套设备用图像分析装置以及产业成套设备监视控制系统具备以下的构成。动态图像数据收集部(21)，实时地收集对构成产业成套设备的机器以及该机器所加工的材料进行拍摄而得到的动态图像数据。图像加工处理部(22)，按每个恒定周期从动态图像数据提取图像，将指定颜色变换为第一彩色、并将指定颜色以外的颜色变换为第二彩色而将该图像二值化。图像定量化部(23)，基于被变换为第一彩色的像素数对二值化后的图像进行定量化。数值输出部(24)，输出定量化后的数据。

Description

产业成套设备监视控制系统

技术领域

本发明涉及产业成套设备用数据再生装置以及产业成套设备监视控制系统。

背景技术

已知有生产在工业活动中必要的原材料、资源的产业成套设备(钢铁成套设备、发电成套设备、石油成套设备、以及化学成套设备等)。产业成套设备的成套设备监视控制系统具备输入输出装置(I/O)与可编程逻辑控制器(以下记述为PLC)经由控制用网络相互连接而成的构成，所述输入输出装置连接有构成成套设备的多个现场机器(包括促动器、传感器)，所述可编程逻辑控制器对多个现场机器进行控制。

此外，PLC、输入输出装置的输入输出信号即工序数据被具有数据收集功能、数据再生功能的数据收集装置所收集。数据收集装置对收集到的工序数据进行显示，用于操作人员掌握产业成套设备的状态。

作为输出工序数据的传感器的一个例子，专利文献1中公开了配置于钢铁成套设备的HMD(Hot Metal Detecter，热金属检测器)。该HMD设置于轧制辊下游的辊道(tableroller)正上方的规定高度的位置，检测的方向设定为从大致正交方向并且是水平方向观察轧制辊的方向。HMD是具有窄视野的激光传感器，若在视野内检测到热质则输出ON信号，若没有检测到热质则输出OFF信号。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开第2016－87652号公报

专利文献2：国际公开第2014/002176号

发明内容

发明要解决的技术问题

如专利文献1那样，通过配置传感器能够检测到热质(被轧制件)的上翘。然而，传感器价格高，并且其设置场所被限定。此外，传感器仅仅是输出ON信号或者OFF信号，无法详细地掌握被轧制件的状态(形状、位置等)。

为了解决这样的缺点，本申请的发明人进行了深刻研究而得到的结果，像传感器那样使用一般的相机所拍摄到的拍摄对象的动态图像数据。通过使用相机，能够获得减少成本、与上述的传感器相比拍摄范围大且设置场所的自由度高、信息量比传感器输出多的优点。

另一方面，在确认使用相机拍摄到的拍摄对象的状态的情况下，即使简单地对动态图像数据进行目视，也成为目测下的判断，确认的精度低。因此期望提高确认的精度的处理。

本发明是为了解决上述那样的技术问题而完成的，其目的在于提供一种产业成套设备用图像分析装置，该产业成套设备用图像分析装置使用动态图像数据来实时地定量地分析拍摄对象的状态，并能够支援对产业成套设备的操作状态进行确认的操作人员。

此外，本发明的目的在于提供一种产业成套设备监视控制系统，该产业成套设备监视控制系统使用由产业成套设备用图像分析装置定量化后的数据，能够实现与拍摄对象的状态对应的适当的控制。

用于解决技术问题的手段

为了达成上述目的，本实施方式的产业成套设备用图像分析装置如以下那样构成。产业成套设备用图像分析装置具备动态图像数据收集部、图像加工处理部、图像定量化部、以及数值输出部。

动态图像数据收集部实时地收集对构成产业成套设备的机器以及被该机器加工的材料进行拍摄而得到的动态图像数据。所谓实时，并不一定是指被拍摄的瞬间，是包含伴随着由通信路径、数据处理引起的延迟的数据收集、恒定周期间隔的数据收集的意思。

图像加工处理部按每个恒定周期从所述动态图像数据提取图像，将指定颜色变换为第一彩色、并将该指定颜色以外的颜色变换为第二彩色而将该图像二值化。所谓恒定周期，优选尽可能的短周期，并优选实时。所谓图像，意思是从动态图像数据提取到的1帧图像。所谓指定颜色，是不仅包括单一颜色、也包括指定的颜色范围的意思。

图像定量化部基于被变换为所述第一彩色的像素数对所述二值化后的图像进行定量化。在一个方式中，图像定量化部针对各带状区域计算所述第一彩色所占的比例，所述各带状区域是与所述材料的输送方向平行地对所述二值化后的图像进行分割而得到的。在其他方式中，图像定量化部针对各格子状区域计算所述第一彩色所占的比例，所述各格子状区域是将所述二值化后的图像分割为格子状而得到的。

数值输出部输出所述定量化后的数据。

此外，为了达成上述目的，本实施方式的产业成套设备监视控制系统如以下那样构成。产业成套设备监视控制系统具备上述的产业成套设备用图像分析装置、对所述机器进行控制的可编程逻辑控制器。

所述机器包括对所述材料即被轧制件进行轧制的一对轧制辊。图像加工处理部针对从宽度方向观察所述被轧制件而得到的所述图像进行二值化。

在一个方式中，图像定量化部和可编程逻辑控制器如以下那样构成。

图像定量化部与所述被轧制件的输送方向平行地将所述二值化后的图像至少分割为第一区域和与第一区域的上方邻接的第二区域，并针对各区域计算所述第一彩色所占的比例。

在第二区域中的所述第一彩色所占的比例的增加量与第一区域中的所述第一彩色所占的比例的减少量之差比阈值大的情况下，可编程逻辑控制器输出警报信号以及控制信号中的至少一方，所述控制信号对所述一对轧制辊的旋转速度进行变更以抑制所述被轧制件的上翘。控制信号例如是使所述一对轧制辊停止的信号，或者是使下轧制辊的旋转速度比上轧制辊的旋转速度慢的信号。

在其他方式中，图像定量化部与可编程逻辑控制器如以下那样构成。

图像定量化部将所述二值化后的图像以格子状至少分割为第一区域、与第一区域的侧方邻接的第二区域、与第一区域的上方邻接的第三区域、以及与第二区域的上方邻接并且与第三区域的侧方邻接的第四区域，并针对各区域计算所述第一彩色所占的比例。

在所述第一彩色所占的比例按第一区域、第二区域的顺序增加，并且与第三区域中的所述第一彩色所占的比例减少对应地第四区域中的所述第一彩色所占的比例增加的情况下，可编程逻辑控制器输出警报信号以及控制信号中的至少一方，所述控制信号对所述一对轧制辊的旋转速度进行变更以抑制所述被轧制件的上翘。控制信号例如是使所述一对轧制辊停止的信号，或者是使下轧制辊得旋转速度比上轧制辊的旋转速度慢的信号。

发明效果

根据本发明的产业成套设备用图像分析装置，使用动态图像数据来实时地对拍摄对象的状态进行定量地分析，能够支援对产业成套设备的操作状态进行确认的操作人员。此外，根据本发明的产业成套设备监视控制系统，使用由产业成套设备用图像分析装置定量化后的数据能够实现适当的控制。

附图说明

图1是表示实施方式一的产业成套设备的成套设备监视控制系统的构成的概略图。

图2是实施方式一的图像分析装置的框图。

图3是实施方式一的图像分析装置的画面显示例。

图4是表示图像分析装置所具有的处理电路的硬件构成例的框图。

图5是实施方式二的图像分析装置的框图。

图6是实施方式二的图像分析装置的分析例。

图7是实施方式三的图像分析装置的框图。

图8是实施方式三的图像分析装置的分析例。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。另外，对各图中共通的要素赋予相同的附图标记并省略重复的说明。

实施方式一

(系统构成)

图1是表示实施方式一的产业成套设备的成套设备监视控制系统的构成的概略图。

钢铁成套设备是生产在工业活动中必要的原材料、资源的产业成套设备之一。在热轧制中，由加热炉加热后的高温的扁坯(被轧制件)通过输送辊来输送，并通过粗轧制机和精轧制机被拉延得薄到希望的厚度的同时被加工为希望的宽度，最后通过卷绕机来卷取。

成套设备监视控制系统由图像分析装置1、第一监视相机2、第二监视相机3、数据收集装置7、HMI8、PLC9、以及构成产业成套设备的机器(省略图示)等连接而构成。

第一监视相机2以及第二监视相机3配置为将构成产业成套设备的机器以及机器所加工的材料包含于拍摄范围内。第一监视相机2经由图像用信号线5而连接于图像数据变换部4。第一监视相机2的影像输出通过图像数据变换部4被变换为能够网络通信的信号，并经由动态图像用网络6被发送至图像分析装置1。第二监视相机3是网络相机，拍摄到的动态图像数据经由动态图像用网络6被发送至图像分析装置1。

图像分析装置1经由控制用网络10而与对构成产业成套设备的机器(包含促动器、传感器)进行控制的可编程逻辑控制器(PLC)9、操作人员在产业成套设备的常时运转/监视时使用的监视控制装置即人机接口(HMI)8、以及数据收集装置7连接。另外，也存在图像分析装置1组入到数据收集装置7的情况。

控制用网络10具有多个具有共用存储器的节点，通过多个节点间的周期性的广播传输来同步共用存储器上的数据。由此，在图像分析装置1、PLC9、HMI8之间虚拟地共享同一存储器空间。共用存储器中被分配有各数据的存储区域(地址)。与各节点连接的装置能够通过针对共用存储器的写入/读取来收发数据。

(图像分析装置)

图像分析装置1具备动态图像数据收集部21、图像加工处理部22、图像定量化部23、以及数值输出部24。

动态图像数据收集部21实时地收集对构成产业成套设备的机器以及该机器所加工的材料进行拍摄而得到的动态图像数据。所谓实时并不一定是指被拍摄的瞬间，而是包括伴随着由通信路径、数据处理引起的延迟的数据收集、恒定周期间隔的数据收集的意思。具体而言，动态图像数据收集部21经由动态图像用网络6从第一监视相机2、第二监视相机3以恒定周期间隔收集动态图像数据。动态图像数据收集部21将动态图像数据输出到图像加工处理部22。动态图像数据收集部21将收集到的动态图像数据储存于存储装置113的数据存储部113b。

图像加工处理部22按每个恒定周期从动态图像数据提取图像，并将指定颜色变换为第一彩色，将该指定颜色以外的颜色变换为第二彩色，而将该图像二值化。所谓恒定周期，优选尽可能的短周期，并优选实时。所谓图像，意思是从动态图像数据提取的1帧图像。所谓指定颜色，是不仅包括单一颜色、也包括指定的颜色范围的意思。

具体而言，图像加工处理部22使用图2所示的滤色器部41、二值化部42、以及映射加工部43来加工图像，并将加工后的图像输出到图像定量化部23。

滤色器部41提取图像中的与机器、材料有关的指定颜色。作为指定颜色，预先设定例如赤热的材料的颜色以及表示机器、材料的温度异常的颜色等。

二值化部42将指定颜色变换为第一彩色(例如白色)、并将其以外的颜色变换为第二彩色(例如黑色)，而将该图像二值化。由此，能够减小数据量，并能够减轻图像加工处理、定量化处理的运算负荷而确保实时性。

映射加工部43在第一监视相机2或者第二监视相机3从斜向对拍摄对象进行拍摄的情况下，进行映射变换，从而变换为从正侧方或者正上方观察到的影像。由此，相机配置的自由度高，因此不仅能应对拍摄对象的正上方或正侧方无法配置相机的情况，还能够应对在拍摄对象的附近难以配置传感器的环境。另外，在能够将相机配置于拍摄对象的正上方或正侧方的情况下，由映射加工部43进行的处理也可以不必须执行。

图像定量化部23基于被变换为第一彩色的像素数，对所述二值化后的图像进行定量化。例如基于通过图像加工处理部22被变换为第一彩色(例如白色)的像素数，计算图像中第一彩色所占的比例。图像定量化部23将定量化后的数据输出到数值输出部24。

数值输出部24将定量化后的数据经由控制用网络10而输出到数据收集装置7、HMI8、以及PLC9。

图3是表示图像分析装置1在监视器117(图4)中显示的显示例的图。图像分析装置1在左窗口31实时地显示收集到的动态图像数据。在图3的例子中，拍摄范围中包含对材料即被轧制件311进行轧制的一对轧制辊312(粗轧制机或者精轧制机)、和输送辊313，并且显示了被轧制件311一边被从左到右输送一边被一对轧制辊312轧制的样子。此外，图像分析装置1在中央窗口32显示对在左窗口31正处于显示中的图像进行二值化而得到的图像。表示被轧制件的部分321以白色显示，其他部分322以黑色显示。此外，图像分析装置1在右窗口33显示对在二值化后的图像中白色所占的比例的时间变化进行表示的图表。图6的例子中，显示了针对沿水平方向分割出的各区域表示白色所占的比例的时间变化的图表。

数据收集装置7从PLC9、HMI8收集工序数据。工序数据包括与构成产业成套设备的机器以及机器所加工的材料有关的各种数据。例如包括促动器的控制值、传感器的检测值、以及材料规格等。在钢铁成套设备等的大规模成套设备中存在几千、几万个输入输出点、以及多种多样的工序数据。这些工序数据被具有数据收集功能、数据再生功能的数据收集装置7所收集，并被使用于试验时、调整时、操作时、障碍时的数据分析。

此外，数据收集装置7从图像分析装置1接收被定量化后的数据，与工序数据进行同步的同时进行收集和储存。另外，数据收集装置7也能够从图像分析装置1接收必要的数据并实现与图3相同的显示。

HMI8将从PLC9接收到的工序数据以数值、文字及灯等显示。此外，HMI8具备对按钮输入信号、数值输入信号进行发送的操作按钮，根据操作按钮的按下，来输出用于控制PLC9的信号。此外，HMI8也能够从图像分析装置1接收被定量化后的数据，并显示该数值或在该数值超过预先确定的阈值的情况下发出警报。

PLC9基于来自产业成套设备的传感器的输入等进行运算，并向阀、电动机等的促动器输出信号，从而控制产业成套设备。此外，与来自传感器的输入同样地接收从图像分析装置1输出的数据，进行运算，并向阀、电动机等的促动器输出信号，从而控制产业成套设备。此外，在运算结果超过阈值的情况下发出警报。

如以上说明那样，根据实施方式一的图像分析装置1，对实时地从监视相机收集到的动态图像数据进行定量化，从而能够掌握拍摄对象以何种程度进入到拍摄范围。因此，图像分析装置1实时地对机器以及材料的位置以及形状进行定量地分析，能够对操作人员所进行的操作状态的确认作业进行支援。此外，由于不使用特别的传感器，因此成本低。例如能够抑制在进行热轧钢带、厚板的板翘曲的检测时的传感器设置费用。此外，由于与传感器相比拍摄范围大且设置场所的自由度高，因此能够在各种环境下掌握拍摄对象的状态。

然而，在上述实施方式一中，对于图像整体，数出被变化为第一彩色的像素数，但并不限定于此。也可以指定图像的一部分区域，对于该区域数出被变换为第一彩色的像素数。通过预先确定图像内需要着眼的区域，能够减少噪声并提高检测精度。

此外，通过使用上述的实施方式一的图像分析装置1和数据收集装置7，也能够将动态图像数据实时地显示在数据收集装置7上，还能够将数据收集装置7中存储的动态图像数据从任意的指定时刻起在数据收集装置7上再生。能够容易地掌握相对于过去的现象的位置以及尺寸，并能够提高位置以及尺寸的确认精度。此外，也能够将动态图像停止、快进、以及快退。另外，这些点在以下的实施方式中也相同。

此外，在上述的实施方式一的图像分析装置1中，没有包括后述的图4所示的监视器117、键盘118、以及鼠标119，但也可以是图像分析装置1包括这些。另外，该点在以下的实施方式中也相同。

此外，在上述的实施方式一中，作为产业系统列举钢铁成套设备为例进行了说明，但并不限定于此。产业系统还包括发电成套设备、石油成套设备、以及化学成套设备等。

(硬件构成例)

参照图4对图像分析装置1的硬件构成进行说明。图4是表示图像分析装置1所具有的处理电路的硬件构成例的框图。图2所示的图像分析装置1的各部表示图像分析装置1所具有的功能的一部分，各功能通过处理电路来实现。例如处理电路由CPU111、存储器112、HDD或大容量存储器等的存储装置113、外部机器I/F(接口)部114、控制用网络I/F部115a、以及动态图像用网络I/F部115b经由内部总线116连接而构成。另外，数据收集装置7也同样地构成。

CPU111通过执行存储装置113的程序存储部113a所存储的各种程序，来实现图像分析装置1的各部的功能。

存储器112作为在CPU111执行各种程序时对数据进行临时存储或展开的运算区域部而被使用。

存储装置113具有程序存储部113a、以及数据存储部113b。程序存储部113a存储有OS(操作系统)、各种程序。此外，数据存储部113b存储收集到的各时刻的工序数据、动态图像数据。

另外，在图4所示的例子中，在一个存储装置113中设有程序存储部113a和数据存储部113b，但也可以将程序存储部113a和数据存储部113b分开而配置于多个存储装置。

外部机器I/F部114是用于将监视器117、键盘118、以及鼠标119等的外部机器与图像分析装置1连接的接口。

控制用网络I/F部115a是用于将控制用网络10与图像分析装置1连接的接口。此外，动态图像用网络I/F部115b是用于将动态图像用网络6与图像分析装置1连接的接口。

实施方式二

接着，参照图5以及图6对实施方式二进行说明。在上述的实施方式一中，计算了图像整体中第一彩色所占的比例。与之相对，在实施方式二中，针对将图像分割为带状而得到的各带状区域，计算各带状区域中第一彩色所占的比例，并对各带状区域中的第一彩色所占的比例的变化进行比较，更详细地分析拍摄对象的状态。

图5是实施方式二的图像分析装置1的框图。图5所示的构成除了图像定量化部23具备带状定量化处理部50这一点外与图2相同，因此对于共通的构成的说明予以省略或简略。

图像加工处理部22对从宽度方向观察材料而得到的图像进行二值化。

带状定量化处理部50针对各带状区域，计算第一彩色(例如白色)所占的比例，所述各带状区域是与材料的输送方向平行地将通过图像加工处理部22二值化后的图像分割而得到的。在图5的例子中，二值化后的图像沿水平方向被4分割。将被4分割的区域从下方起称作带状区域A51、带状区域B52、带状区域C53、以及带状区域D54。带状定量化处理部50针对各带状区域计算白色的像素数的比例。

针对将图像以层状分割而得到的各带状区域，实时地计算第一彩色所占的比例(以下也记作第一彩色比例)，通过确认第一彩色比例的变化，能够定量地掌握拍摄对象的位置、形状的变化。

存在例如材料即被轧制件311(图3)在钢铁成套设备的输送辊313(图3)上跳动的情况。在该情况下，拍摄对象(被轧制件)从带状区域A51向带状区域B52平行移动。因此，通过对带状区域B52的第一彩色比例的增加量与带状区域A51的第一彩色比例的减少量相等这一情况进行确认，能够确认拍摄对象进行了平行移动这一情况。

另一方面，存在拍摄对象的形状变形的情况。例如在钢铁成套设备的热轧生产线、厚板生产线中，存在由于轧制而在被轧制件311(图3)上产生上翘的情况。参照图6对图像分析的例子进行说明。t1为前周期中的被轧制件的形状，t2为现周期中的被轧制件的形状。带状定量化处理部50与被轧制件的输送方向平行地将二值化后的图像至少分割为带状区域A51和与带状区域的上方邻接的带状区域B52，并针对各区域计算第一彩色比例。带状区域A51与带状区域B52的边界被设定于被轧制件的上表面与下表面之间。

操作人员对伴随着从t1向t2的变化的、各带状区域中的第一彩色比例的变化进行确认。通过确认带状区域B52中的第一彩色比例的增加量与带状区域A51中的第一彩色比例的减少量之差的大小，能够定量地掌握被轧制件的上翘。

图像分析装置1显示对图3的右窗口33中例示那样的各带状区域中的第一彩色比例的时间变化进行表示的图表，从而能够支援操作人员所进行的确认作业。

PLC9接收从数值输出部24输出的数据(各带状区域中的第一彩色比例)。PLC9能够根据各带状区域中的第一彩色比例，进行与拍摄对象的位置对应的控制、与拍摄对象的变更移动量对应的控制、以及与拍摄对象的形状对应的控制(例如与上翘量对应的控制)。

参照上述的图6对与上翘量对应的控制进行说明。PLC9在带状区域B52中的第一彩色比例的增加量与带状区域A51中的第一彩色比例的减少量之差比阈值大的情况下，输出警报信号以及控制信号中的至少一方，所述控制信号对一对轧制辊312的旋转速度进行变更以抑制被轧制件的上翘。控制信号例如是使一对轧制辊312停止的信号，或者是使下轧制辊的旋转速度比上轧制辊的旋转速度慢的信号。

代替于此，PLC9也可以在带状区域B52中的第一彩色比例的增加量与带状区域A51中的第一彩色比例的减少量之差比第1阈值大的情况下，输出使下轧制辊的旋转速度比上轧制辊的旋转速度慢的信号，并在该差比第2阈值(比第1阈值大)大的情况下，输出使一对轧制辊312停止的信号。

此外，PLC9也可以设为，该差越大则输出紧急性越高的警报信号。

如以上说明那样，根据具备带状定量化处理部50的本实施方式的系统，能够比实施方式一更高精度地支援操作人员所进行的机械、材料的位置、尺寸的确认作业。此外，使用通过带状定量化处理部50定量化后的数据，PLC9能够实现与拍摄对象的状态对应的适当的控制。例如能够以使作为拍摄对象的机器能够移动到适当的位置的方式使控制值变化，或为了防止拍摄对象的被轧制件与传感器、机械冲突而使控制值变化。

并且，上述的实施方式二的系统能够与实施方式一的系统组合。另外，该点在以下的实施方式中也相同。

此外，上述的实施方式二的带状定量化处理部50沿水平方向设定了带状的区域，但也可以沿垂直方向或者倾斜方向设定带状的区域。

此外，上述的实施方式二的带状定量化处理部50将画面进行了4分割，但也可以进行2分割、3分割、或者5分割以上。

实施方式三

接着，参照图7以及图8对实施方式三进行说明。在上述的实施方式一中，计算了图像整体中第一彩色所占的比例。与之相对，在实施方式三中，针对将图像以格子状分割而得到各格子状区域，计算各格子状区域中第一彩色所占的比例，并对各格子状区域中的第一彩色所占的比例的变化进行比较，更详细地分析拍摄对象的状态。

图7是实施方式三的图像分析装置1的框图。图7所示的构成除了图像定量化部23具备格子状定量化处理部60这一点之外与图2或者图5相同，因此省略或简略对共通的构成进行的说明。

图像加工处理部22针对从宽度方向观察材料而得到的图像进行二值化。

格子状定量化处理部60针对各格子状区域计算第一彩色(例如白色)所占的比例，所述各格子状区域是将通过图像加工处理部22二值化后的图像以格子状分割而得到的。在图7的例子中，二值化后的图像沿水平方向被4分割，沿垂直方向被3分割，合计被分割为12个区域。将分割出的区域称作格子状区域A61、格子状区域B62、格子状区域C63、格子状区域D64、格子状区域E65、格子状区域F66、格子状区域G67、格子状区域H68、格子状区域I69、格子状区域J70、格子状区域K71、以及格子状区域L72。格子状定量化处理部60针对各格子状区域计算白色的像素数的比例。

针对将图像以格子状而得到的各格子状区域，实时地计算第一彩色所占的比例(以下也记作第一彩色比例)，通过确认第一彩色比例的变化，能够定量地掌握拍摄对象的位置、形状的变化。

存在例如材料即被轧制件311(图3)在钢铁成套设备的输送辊313(图3)上跳动的情况。在该情况下，拍摄对象(被轧制件)从格子状区域A61向格子状区域B62平行移动。因此，通过对格子状区域A61的第一彩色比例的增加量与格子状区域B62的第一彩色比例的减少量相等这一情况进行确认，能够确认拍摄对象进行了平行移动这一情况。

此外，在拍摄对象倾斜地伸长并从格子状区域A61向格子状区域F66延伸的情况下，格子状区域A61的第一彩色比例饱和，格子状区域F66的第一彩色比例增加。根据邻接的格子状区域B62的第一彩色比例的增减量与格子状区域E65的第一彩色比例的增减量，能够确认拍摄对象是否无侧向跳动地进行了伸长。

此外，存在拍摄对象的形状变形的情况。例如在钢铁成套设备的热轧生产线、厚板生产线中，存在由于轧制而在被轧制件311(图3)上产生上翘的情况。参照图8对图像分析的例子进行说明。t3为前周期中的被轧制件的形状，t4为现周期中的被轧制件的形状。格子状定量化处理部60将二值化后的图像以格子状、至少分割为格子状区域F66、与格子状区域F66的侧方邻接的格子状区域J70、与格子状区域F66的上方邻接的格子状区域G67、以及与格子状区域J70的上方邻接并且与格子状区域G67的侧方邻接的格子状区域K71，针对各区域计算第一彩色比例。格子状区域F66与格子状区域G67的边界被设定于被轧制件的上方。

操作人员对伴随着从t3向t4的变化的、各格子状区域中的第一彩色比例的变化进行确认。确认了第一彩色比例按格子状区域F66、格子状区域J70的顺序增加、并且与格子状区域G67中的第一彩色比例的减少对应地格子状区域K71中的第一彩色比例增加这一情况，从而能够定量地掌握被轧制件的上翘。

PLC9接收从数值输出部24输出的数据(各格子状区域中的第一彩色比例)。PLC9能够根据各格子状区域中的第一彩色比例，进行与拍摄对象的位置对应的控制、与拍摄对象的变更移动量对应的控制、以及与拍摄对象的形状对应的控制(例如与上翘量对应的控制)。

参照上述的图8，对与上翘量对应的控制进行说明。PLC9在第一彩色比例按格子状区域F66、格子状区域J70的顺序增加、并且与格子状区域G67中的第一彩色比例的减少对应地格子状区域K71中的第一彩色比例增加的情况下，输出警报信号以及控制信号中的至少一方，所述控制信号对一对轧制辊312的旋转速度进行变更以抑制被轧制件的上翘。例如控制信号是使一对轧制辊312停止的信号，或者是使下轧制辊的旋转速度比上轧制辊的旋转速度慢的信号。

如以上说明那样，根据具备格子状定量化处理部60的本实施方式的系统，能够比实施方式一更高精度地支援操作人员所进行的机械、材料的位置、尺寸的确认作业。此外，使用通过带状定量化处理部50定量化后的数据，PLC9能够实现与拍摄对象的状态对应的适当的控制。

并且，上述的实施方式三的系统能够与实施方式一的系统以及实施方式二的系统组合。

此外，上述的实施方式三的格子状定量化处理部60沿水平方向以及垂直方向以格子状定义了区域，但也可以沿倾斜方向设定格子状的区域。

此外，上述的实施方式三的格子状定量化处理部60将图像12分割，但只要是等分割就不限定分割数。特别是，在从倾斜的角度对拍摄对象进行拍摄的情况下，通过映射变换被加工为从正侧方或者正上方的图像。此时，存在拍摄对象的移动量、变形量变小的情况。在该情况下，通过增加格子状的分割数，能够检测出变小了的移动量、变形量。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨范围内进行各种变形而实施。

附图标记说明

1 图像分析装置

2 第一监视相机

3 第二监视相机

4 图像数据变换部

5 图像用信号线

6 动态图像用网络

7 数据收集装置

8 HMI

9 PLC

10 控制用网络

21 动态图像数据收集部

22 图像加工处理部

23 图像定量化部

24 数值输出部

31 左窗口

32 中央窗口

33 右窗口

311 被轧制件

312 一对轧制辊

313 输送辊

41 滤色器部

42 二值化部

43 映射加工部

50 带状定量化处理部

60 格子状定量化处理部

51～54 带状区域A～带状区域D

61～72 格子状区域A～格子状区域L

111 CPU

112 存储器

113、113a、113b 存储装置、程序存储部、数据存储部

114 外部机器I/F部

115a、115b 控制用网络I/F部、动态图像用网络I/F部

116 内部总线

117 监视器

118 键盘

119 鼠标

Claims (2)

1.一种产业成套设备监视控制系统，其特征在于，具备：

产业成套设备用图像分析装置；以及

控制构成产业成套设备的机器的可编程逻辑控制器，

所述机器包括对被轧制件进行轧制的一对轧制辊，

所述产业成套设备用图像分析装置具备：

动态图像数据收集部，实时地收集对所述机器以及该机器所加工的所述被轧制件进行拍摄而得到的动态图像数据；

图像加工处理部，按每个恒定周期从所述动态图像数据提取从宽度方向观察所述被轧制件而得到的图像，将指定颜色变换为第一彩色、并将该指定颜色以外的颜色变换为第二彩色而将该图像二值化；

图像定量化部，与所述被轧制件的输送方向平行地将所述二值化后的图像至少分割为第一区域、以及与所述第一区域的上方邻接的第二区域，并针对各区域计算所述第一彩色所占的比例，从而对所述二值化后的图像进行定量化；以及

数值输出部，输出所述定量化后的数据，

在所述第二区域中的所述第一彩色所占的比例的增加量与所述第一区域中的所述第一彩色所占的比例的减少量之差比阈值大的情况下，所述可编程逻辑控制器输出警报信号以及控制信号中的至少一方，所述控制信号对所述一对轧制辊的旋转速度进行变更以抑制所述被轧制件的上翘。

2.一种产业成套设备监视控制系统，其特征在于，具备：

产业成套设备用图像分析装置；以及

控制构成产业成套设备的机器的可编程逻辑控制器，

所述机器包括对被轧制件进行轧制的一对轧制辊，

所述产业成套设备用图像分析装置具备：

动态图像数据收集部，实时地收集对所述机器以及该机器所加工的所述被轧制件进行拍摄而得到的动态图像数据；

图像加工处理部，按每个恒定周期从所述动态图像数据提取从宽度方向观察所述被轧制件而得到的图像，将指定颜色变换为第一彩色、并将该指定颜色以外的颜色变换为第二彩色而将该图像二值化；

图像定量化部，将所述二值化后的图像以格子状至少分割为第一区域、与所述第一区域的侧方邻接的第二区域、与所述第一区域的上方邻接的第三区域、以及与所述第二区域的上方邻接并且与所述第三区域的侧方邻接的第四区域，针对各区域计算所述第一彩色所占的比例，从而对所述二值化后的图像进行定量化；以及

数值输出部，输出所述定量化后的数据，

在所述第一彩色所占的比例按所述第一区域、所述第二区域的顺序增加、并且与所述第三区域中的所述第一彩色所占的比例的减少对应地所述第四区域中的所述第一彩色所占的比例增加的情况下，所述可编程逻辑控制器输出警报信号以及控制信号中的至少一方，所述控制信号对所述一对轧制辊的旋转速度进行变更以抑制所述被轧制件的上翘。

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