CN112752881B - 监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种监控系统，其通过对装置进行监控，能够预防在纸上产生缺陷。本发明的监控系统(A)具有用于造纸(X)的抄纸机(1)、用于在该抄纸机运转的同时对抄纸机的与纸直接或间接接触的部位施加药液的施加装置(2)、用于设定该施加装置(2)的施加条件的操作面板(3)、用于对监控对象部位进行监控的监控相机(4)以及经由网络与该监控相机(4)连接的控制装置(5)，监控对象部位是抄纸机(1)的与纸(X)直接或间接接触的部位和/或施加装置(2)，控制装置(5)具有使用由监控相机(4)拍摄的影像对监控对象部位的状态进行量化的运算部(S1)、显示由该运算部(S1)进行量化后的检测数据的显示部(S2)以及存储检测数据的存储部(S3)。

Description

监控系统
技术领域
本发明涉及一种监控系统，更详细而言，涉及一种通过监控抄纸机的与纸直接或间接接触的部位和/或施加装置，能够预防抄纸机污染和施加装置堵塞的监控系统。
背景技术
作为造纸设备的抄纸机一般具有：网部，其用于将由纸浆分散在水中形成的液体放置在抄纸用的网(wire)上，使多余的水自然落下；压榨部，其用于使纸通过一对压榨辊之间，并隔着毛毡用压榨辊按压，由此使纸中的水分转移到毛毡上，从而将纸脱水；干燥部，其用于使经过了压榨部的纸隔着帆布与加热了的烘缸接触而进行干燥，成为纸；以及卷绕部，其将纸卷绕在被称为卷轴的棒上。
在抄纸机中，会采用监控系统对所制造的纸实施质量检查。
例如，已知有一种纸质量监控装置，具备：摄像头，其将行进的纸作为静止的二维图像输入；A/D转换器，其接受该摄像头的输出；存储器，其接受该A/D转换的输出；第1图像信号处理装置，其与该存储器连接，向该存储器发出调用指令并输入其信息，通过频率分析或标准偏差处理进行质地分析；第2图像信号处理装置，其根据该第1图像信号处理装置的调用指令，从上述存储器接收数字信息，进行纸的缺陷分析；第3图像信号处理装置，其同样从上述存储器接收数字信息，进行纸的条纹分析；运算装置，其接受上述第1至第3图像信号处理装置的输出以及抄纸机的射流速度、网速度及原料浓度的信号，进行该射流速度、网速度及原料浓度与质地指标和条纹之间的相关分析；以及显示装置，其与该运算装置连接并显示该运算装置的输出(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献：
专利文献1：日本专利特公平07－122616号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，包含上述专利文献1所述的监控装置的、监控纸的监控系统有一个问题：其虽然能够发现纸的缺陷，但是不能够发现装置的缺陷。即，由于纸的缺陷大多是由装置的缺陷引起的，如果不能监控装置的缺陷，就不能预防在纸上产生缺陷。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种通过对装置进行监控从而能够预防在纸上产生缺陷的监控系统。
用于解决问题的方案
本发明人们为解决上述课题进行了深入研究后发现，不是监控纸，而是在抄纸机的与纸直接或间接接触的部位和/或施加装置上设置用于监控的监控相机对装置进行监控，能够解决上述课题，从而完成了本发明。
本发明的第1方案为一种监控系统，其具有：用于造纸的抄纸机、用于在该抄纸机运转的同时对抄纸机的与纸直接或间接接触的部位施加药液的施加装置、用于设定该施加装置的施加条件的操作面板、用于对监控对象部位进行监控的监控相机以及经由网络与该监控相机连接的控制装置，所述监控系统的特征在于，监控对象部位是抄纸机的与纸直接或间接接触的部位和/或施加装置，控制装置具有使用由监控相机拍摄的影像对监控对象部位的状态进行量化的运算部、显示由该运算部进行量化后的检测数据的显示部以及存储检测数据的存储部。
根据第1方案所述的监控系统，本发明的第2方案是，控制装置经由网络与操作面板连接，控制装置还具有根据检测数据设定对施加条件进行修正而得到的修正施加条件的输入部以及将该修正施加条件向操作面板发送的输出部，通过由操作面板接收修正施加条件的数据，将操作面板中的施加条件变更为修正施加条件。
根据第1方案或第2方案所述的监控系统，本发明的第3方案是，存储部还存储发生了非稳定状态时的发生信息，运算部根据存储部中积累的检测数据及发生信息，设定有无发生非稳定状态的阈值，当超过该阈值时，在显示部上显示警告。
根据第2方案所述的监控系统，本发明的第4方案是，存储部还存储发生了非稳定状态时的发生信息和修正施加条件，运算部根据存储部中积累的检测数据、发生信息以及修正施加条件，设定有无发生非稳定状态的阈值和超过阈值时的修正施加条件，当超过该阈值时，在显示部上显示警告，并且将操作面板中的施加条件变更为修正施加条件。
根据第1方案至第4方案中的任一方案所述的监控系统，本发明的第5方案是，还具有用于检测纸的缺陷的缺陷检测相机，控制装置经由网络与缺陷检测相机连接，在显示部上显示基于由缺陷检测相机拍摄的影像的纸的缺陷信息。
根据第1方案至第5方案中的任一方案所述的监控系统，本发明的第6方案是，在存储部中预先存储有与纸的种类、原料、厚度对应的多种基准施加条件，将基准施加条件用作施加条件或修正施加条件。
发明效果
在本发明的监控系统中，由于在监控对象部位设置监控相机，将使用由该监控相机拍摄的影像对监控对象部位的状态进行量化而得到的检测数据显示在显示部上，因此能够监控运转过程中监控对象部位有无发生非稳定状态。另外，所谓发生了非稳定状态，是指监控对象部位没有处于稳定状态，即在监控对象部位产生了缺陷的状态。
据此，根据在监控对象部位产生的缺陷，能够预防在纸上产生缺陷。
另外，通过根据检测数据来调整药液的施加条件，能够提高造纸的成品率。
另外，通过根据检测数据来调整药液的施加条件，能够减少附着在装置上而残留的缺陷的数量，因此能够减轻维护装置所需的劳力。
这里，在本说明书中，当监控对象部位是抄纸机的与纸直接或间接接触的部位时，所谓“缺陷”是指附着在该部位上的树脂等污染物。当监控对象部位是施加装置时，所谓“缺陷”是指药液不能正确地施加到装置上，例如，施加装置的喷嘴部的堵塞。另外，所谓纸的缺陷，是指附着在纸上的树脂等污染物或是所谓的断纸。
在本发明的监控系统中，当控制装置经由网络与操作面板处于连接状态时，能够以与在显示部上显示的检测数据对应的方式，在控制装置的输入部任意设定修正施加条件。
另外，通过从输出部发送所设定的修正施加条件，能够快速将操作面板中的施加条件变更为修正施加条件。
在本发明的监控系统中，由于检测数据和发生信息被存储在存储部中，因此通过与当前的检测数据进行对照，能够预测非稳定状态的发生。
此时，通过由运算部设定有无发生非稳定状态的阈值，并当超过该阈值时在显示部上显示“发生了非稳定状态”的警告，由此不仅能够去除杂讯，还能够自动预测非稳定状态的发生。
另外，在上述基础上，当超过了阈值时，通过由运算部以与检测数据对应的方式设定修正施加条件，将操作面板中的施加条件变更为该修正施加条件，能够在发生了非稳定状态的情况下，以与非稳定状态对应的方式，将操作面板中的施加条件自动变更为修正施加条件。
在本发明的监控系统中，还具有用于检测纸的缺陷的缺陷检测相机，通过在显示部上显示从由该缺陷检测相机拍摄的影像中获取的纸的缺陷信息，能够对照检测数据和缺陷信息进行监控。
另外，根据所积累的这些数据，能够将阈值调整为适当的数据。
此时，存储部存储通过深度学习而对检测数据与缺陷信息的对应关系进行机器学习所得到的机器学习结果，当发生了纸的缺陷时，在显示部上显示与该缺陷对应的抄纸机的部位和/或施加装置，由此，能够快速识别出引发纸的缺陷的抄纸机的部位和/或施加装置。
在本发明的监控系统中，通过将与纸的种类、原料、厚度对应的多种基准施加条件用作施加条件或修正施加条件，能够预防由纸引发的故障。
附图说明
图1是用于说明本实施方式的监控系统的框图。
图2是示出本实施方式的监控系统中的抄纸机的侧视示意图。
图3是示出本实施方式的监控系统中的控制装置的构成的框图。
图4是示出在本实施方式的监控系统中显示在显示部上的图像的例子的图。
图5是示出本实施方式的控制装置中的稳定状态的施加条件和非稳定状态的修正施加条件的例子的表。
图6是示出当外侧帆布辊从图4所示的显示部上显示的图像的例子的状态变为非稳定状态时的图像的例子的图。
具体实施方式
以下，根据需要，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。
图1是示出本实施方式的监控系统的概略的系统图。
如图1所示，本实施方式的监控系统A具有：用于造纸的抄纸机1、用于在该抄纸机1运转的同时施加药液的施加装置2、用于设定该施加装置2的施加条件的操作面板3、用于对监控对象部位进行监控的监控相机4、经由网络与监控相机4连接的控制装置5、从与操作面板3连接的网关6经由网络连接的云服务器7以及经由网络与该云服务器7连接的操作者计算机8。
根据上述监控系统A，通过对装置进行监控，能够预防在纸上产生缺陷。
本实施方式的监控系统A用于用来造纸的抄纸机1。
图2是示出本实施方式的监控系统中的抄纸机的一部分的局部侧视示意图。
如图2所示，抄纸机1具有网部(未图示)、压榨部P、干燥部D、卷绕部(未图示)，在各部中对由多个导辊引导的纸X分别实施加工。
压榨部P具有用于吸收纸X的水分的毛毡11a、用于隔着毛毡11a进行压榨的压榨辊11以及用于引导毛毡11a的毛毡辊11b。另外，毛毡辊11b由位于毛毡11a内侧的内侧毛毡辊11b1和位于毛毡11a外侧的外侧毛毡辊11b2构成。
干燥部D具有帆布12a、用于隔着帆布12a加热干燥纸X的干燥辊12以及用于引导帆布12a的帆布辊12b。另外，帆布辊12b由位于帆布12a内侧的内侧帆布辊12b1和位于帆布12a外侧的外侧帆布辊12b2构成。
在监控系统A中，监控对象部位可以是抄纸机的与纸直接或间接接触的部位和/或施加装置。
具体而言，抄纸机的与纸直接或间接接触的部位可以举出网(未图示)、毛毡11a、外侧毛毡辊11b2、干燥辊12、帆布12a和外侧帆布辊12b2。而且，帆布12a的与纸X接触的面侧与外侧帆布辊12b2接触。
另外，施加装置可以举出喷嘴部(未图示)。
在抄纸机1中安装有多个施加装置2，该多个施加装置2用于在抄纸机1运转的同时向抄纸机的与纸直接或间接接触的部位施加药液。
例如，施加装置2以将药液吹送到抄纸机的与纸直接或间接接触的部位的方式，与所述部位分别对置安装。
施加装置2具有喷嘴部，能够从该喷嘴部排出药液。需要说明的是，只要能够从喷嘴部排出药液即可，不对其他的结构作特别限定，可以适当采用已知的结构。
不对所施加的药液作特别限定，可以举出防污剂、剥离剂等。
能够通过后述的操作面板3的分机3a，在操作面板3对各施加装置2中的施加条件进行设定(参照图1)。即，在操作面板3设定的施加条件被传递到分机3a，与该分机3a连接的施加装置2在该施加条件下运转。
在此，施加条件的项目可以举出所运转的施加装置、吹送的药液的种类、从喷嘴部吹送的药液的施加量等。而且此外，当施加装置的喷嘴部为扫描式时，施加条件的项目可以举出喷嘴部向纸宽方向的移动速度、使喷嘴部移动的范围等。
在抄纸机1中，安装有多个用于在抄纸机1运转的同时对其进行监视的监控相机4。
例如，监控相机4以能够进行监控的方式安装在监控对象部位上。
需要说明的是，由于这些监控对象部位会在抄纸机的运转过程中变得高温，因此优选监控相机4具有耐热性。
返回图1，监控相机4经由有线或无线的网络与控制装置5连接。因此，由监控相机4拍摄的监控对象部位的影像会被发送到控制装置5。
操作面板3经由有线或无线的网络与控制装置5连接。即，能够由控制装置5设定施加条件，并将其发送到操作面板3。需要说明的是，如后所述，当根据检测数据由控制装置5设定了对施加条件进行修正而得到的修正施加条件时，操作面板3中的施加条件会变更为修正施加条件。
图3是示出本实施方式的监控系统中的控制装置的结构的框图。
如图3所示，控制装置5具有将监控对象部位的状态进行量化的运算部S1、显示由运算部S1进行量化后的检测数据的显示部S2、存储检测数据的存储部S3、根据检测数据对修正了施加条件而得到的修正施加条件进行设定的输入部S4以及将修正施加条件向操作面板3发送的输出部S5。
在控制装置5中，运算部S1根据储存在存储部S3中的软件，使用由监控相机4拍摄的影像来对监控对象部位的状态进行量化。
具体而言，当监控对象部位是抄纸机的与纸直接或间接接触的部位时，对该部位的影像进行二值化，将其浓淡分为例如0～255的256等级进行量化。
另外，当监控对象部位是施加装置时，通过RGB(红绿蓝)分析，对喷嘴部和从喷嘴部吹送的药液进行量化。需要说明的是，通过观察蓝色的反射程度或红色的透射程度，能够识别出水的喷雾状态。
由此，能够得到对监控对象部位的状态进行量化后的检测数据。
然后，在控制装置5中，将所得到的检测数据显示在显示部S2上。此时，优选在显示检测数据的同时也显示监控对象部位的影像。
图4是示出在本实施方式的监控系统中在显示部上显示的图像的例子的图。
如图4所示，在控制装置5中，例如，在显示部S2上显示外侧帆布辊12b2的图像M1和施加装置2的喷嘴部的图像M2。
另外，显示针对将外侧帆布辊12B2的稳定状态进行二值化后的值对运转过程中的进行二值化后的值的变化量进行量化后的曲线P1以及针对施加装置2的喷嘴部的稳定状态的RGB的值对运转过程中的RGB值的变化量进行量化后的曲线P2。这些曲线P1、P2是由运算部S1获得的检测数据。
另外，当树脂等污染物附着在外侧帆布辊12b2上时，由于会比稳定状态下的颜色更黑，所以进行二值化后的值会发生变化。另外，当在施加装置2的喷嘴部发生了堵塞时，药液(特别是水)的散布区域会发生变化，所以稳定状态的蓝色的反射或红色的透射程度状态会发生变化。
这样，在监控系统A中，由于至少会在显示部S2上显示由运算部S1进行量化后的检测数据，因此能够监控运转过程中的装置有无发生非稳定状态。另外，所谓非稳定状态，是指产生缺陷等而不稳定的状态。
由此，可以根据装置中产生的缺陷来预防在纸上产生缺陷。
另外，通过根据检测数据来调整药液的施加条件，能够提高造纸的成品率。
另外，通过根据检测数据来调整药液的施加条件，能够减少附着在装置上残留的缺陷的数量，所以能够省去进入高温的抄纸机内部进行维护的麻烦。即，能够极大地减轻维护装置所需的劳力。
返回图3，在控制装置5中，通过输入部S4，输入施加条件。需要说明的是，还能够以与检测数据对应的方式适当地输入修正了施加条件而得到的修正施加条件。由此设定(修正)施加条件。需要说明的是，修正施加条件的项目与施加条件的项目相同。
然后，由输出部S5将所设定的(修正)施加条件向操作面板3发送。
此时，当操作面板3接收到(修正)施加条件信息时，施加条件会快速变更为修正施加条件。
图5是示出本实施方式的控制装置中的稳定状态的施加条件和非稳定状态的修正施加条件的例子的表。
例如，在操作面板中设定了稳定状态的施加条件时，在发生了非稳定状态的情况下，能够自动变更为非稳定状态的施加条件(修正施加条件)。
返回图3，在控制装置5中，在存储部S3中存储监控对象部位的图像、检测数据以及修正施加条件。
另外，也可以在存储部S3中预先存储与纸的种类、原料、厚度对应的多种基准施加条件。这些基准施加条件是根据经验法则而任意设定的。通过将该基准施加条件用作施加条件或修正施加条件，能够预防由纸引发的故障。
在控制装置5中，在存储部S3中还存储发生了非稳定状态时的发生信息。
在此，发生信息是指所发生的缺陷的位置、时间、场所的信息。
在监控系统A中，通过将积累在存储部S3中的监控对象部位的图像及检测数据的变化经过与发生信息进行对照，能够预测非稳定状态的产生，并且能够预防所产生的缺陷扩大。
例如，在监控系统A中，运算部S1能够根据存储、积累在存储部S3中的检测数据以及发生信息，设定有无发生非稳定状态的阈值。
具体而言，运算部S1将时序性的检测数据中发生了非稳定状态时的值设定为阈值。需要说明的是，该阈值也能够任意变更。
由此，能够防止由于检测数据的杂讯而被确定为不稳定状态。另外，在抄纸机1的运转过程中，当检测数据的数值超过了阈值时(包括在纸宽方向上一部分超过阈值时)，能够视为发生了非稳定状态而在显示部S2上显示警告。即，能够自动预测非稳定状态的发生。
图6是示出当外侧帆布辊从图4所示的显示部上显示的图像的例子的状态变为非稳定状态时的图像的例子的图。
如图6所示，在外侧帆布辊的曲线P1a中，当检测数据超过预先设定的阈值时，在图像M1a上显示“警告”。
需要说明的是，该警告除了在显示部S2上显示之外，还能够发送到操作者计算机8，除此之外，还能够发送到其他计算机或手机等通信终端。
在本实施方式的监控系统A中，优选还具有用于检测纸的缺陷的缺陷检测相机(未图示)，控制装置5经由网络与缺陷检测相机连接，使用由缺陷检测相机拍摄的影像在显示部上显示纸的缺陷信息。
需要说明的是，纸的缺陷信息中包括纸上产生缺陷的位置、缺陷的形状、缺陷的尺寸、缺陷的数量等。
此时，能够通过对照检测数据和缺陷信息来进行监控。
另外，根据积累在存储部S3中的这些数据，能够将阈值调整为适当的数据。
在本实施方式的监控系统A中，存储部S3能够存储通过深度学习而对检测数据和缺陷信息的对应关系进行了机器学习的机器学习结果。由此，当纸产生缺陷时，能够根据机器学习结果来推定与该缺陷的缺陷信息对应的抄纸机的部位和/或施加装置，并将其显示在显示部上。
由此，能够快速识别出导致纸的缺陷的抄纸机的部位和/或施加装置。
返回图1，在本实施方式的监控系统A中，能够经由网关6向云服务器发送非稳定状态的图像、量化后的检测数据。
此时，通过从操作者计算机8、手机等通信终端与该云服务器连接，能够识别出装置处于非稳定状态。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。
在本实施方式的监控系统A中，施加装置2以能够向毛毡11a、外侧毛毡辊11b2、干燥辊12、帆布12a以及外侧帆布辊12b2吹送药液的方式安装在与毛毡11a、外侧毛毡辊11b2、干燥辊12、帆布12a以及外侧帆布辊12b2分别对置的位置上，但是并不限于这些位置。
另外，也不对施加装置2的数量进行限定。
在本实施方式的监控系统A中，在操作面板3设定的施加条件被传递到分机3a，与该分机3a连接的施加装置2在该施加条件下运转，但分机3a并非必须的。
另外，当由控制装置5代替操作面板3来设定施加条件时，也可以从控制装置5向分机3a直接传递施加条件。
在本实施方式的监控系统A中，监控相机4以与干燥辊12、帆布12a、外侧帆布辊12b2以及施加装置2的喷嘴部对置的方式安装，但并不限定于这些位置。
在本实施方式的监控系统A中，在图4及图6中，在显示部S2上显示有外侧帆布辊12b2的图像及曲线P1以及施加装置2的图像及曲线P2，但只要当监控对象部位进一步增加时能够进行系统化来切换并显示多个频道即可。
在本实施方式的监控系统A中，经由网关6与云服务器7连接，但这并非必须的。
在本实施方式的监控系统A中，存储部通过深度学习而对检测数据和缺陷信息的对应关系进行机器学习，但不限于此，也可以采用回归分析、多元回归分析、MT法、决策树、相关分析等分析方法。
【产业上的可利用性】
本发明的监控系统A是用于对用来造纸的抄纸机进行监控的监控系统。
根据本发明的监控系统A，通过对装置进行监控，不仅能够预防装置产生缺陷，而且能够预防在纸上产生缺陷。
附图标记说明
1：抄纸机
11：压榨辊
11a：毛毡
11b：毛毡辊
11b1：内侧毛毡辊
11b2：外侧毛毡辊
12：干燥辊
12a：帆布
12b：帆布辊
12b1：内侧帆布辊
12b2：外侧帆布辊
2：施加装置
3：操作面板
3a：分机
4：监控相机
5：控制装置
6：网关
7：云服务器
8：操作者计算机
A：监控系统
D：干燥部
M1、M1a、M2：图像
P：压榨部
P1、P1a、P2：曲线
S1：运算部
S2：显示部
S3：存储部
S4：输入部
S5：输出部
X：纸。

Claims (3)

1.一种监控系统，其具有用于造纸的抄纸机、用于在该抄纸机运转的同时对所述抄纸机的与所述纸直接或间接接触的部位施加药液的施加装置、用于设定该施加装置的施加条件的操作面板、用于对监控对象部位进行监控的监控相机以及经由网络与该监控相机连接的控制装置，
所述监控系统的特征在于，
所述监控对象部位是所述抄纸机的外侧帆布辊，
所述控制装置具有使用由所述监控相机拍摄的影像通过二值化对所述外侧帆布辊的状态进行量化的运算部、显示由该运算部针对稳定状态二值化处理后的值对运转过程中的进行二值化处理后的值的变化量进行量化后的检测数据的显示部以及存储所述检测数据的存储部。
2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，
所述存储部还存储发生了非稳定状态时的发生信息和修正施加条件，
所述运算部根据积累在所述存储部中的所述检测数据、所述发生信息以及所述修正施加条件，设定有无发生所述非稳定状态的阈值和超过阈值时的所述修正施加条件，
当超过该阈值时，在所述显示部上显示警告，并且将所述操作面板中的所述施加条件变更为所述修正施加条件。
3.根据权利要求1或2所述的监控系统，其特征在于，
还具有用于检测纸的缺陷的缺陷检测相机，
所述控制装置经由网络与所述缺陷检测相机连接，
在所述显示部上显示基于由所述缺陷检测相机拍摄的影像的所述纸的缺陷信息。
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