CN113884515A - 数字射线检测集成控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数字射线检测集成控制系统，包括：过程控制模块、可视化监控模块、工艺设置模块、图像处理模块和质量管理模块；其中：过程控制模块通过与PLC进行通讯获取设备运行状态数据，可视化监控模块包括检测过程监控和检测结果可视化两个功能；工艺设置模块对检测过程的参数进行设置，图像处理模块对获取的数字图像进行图像校正、对比度调节的预处理，并将处理后的结果上传到评片平台；质量管理模块完成对检测结果的统计以及根据设备状态数据进行预测维护。本发明将数字射线检测过程中涉及的工艺设置、过程控制、可视化监控、图像处理、质量管理等过程集成在一个软件平台，将检测过程集中管控，提高了数字射线检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，具体地，涉及一种数字射线检测集成控制系统。
背景技术
计算机技术与数字探测器的发展推动了数字化射线检测的应用与普及，数字射线检测结果的载体是数字图像，可以有效提高检测速度，同时可以将检测结果直接进行数字化管理与大数据分析。随着射线技术的数字化，射线检测过程也向自动化智能化方向快速发展。射线检测过程涉及到射线机、成像板、工装夹具、机器人、辅助设备等的控制，是一个较为复杂的控制过程。
针对当前数字化射线检测过程的智能化控制，目前可以通过PLC、工控机等控制器完成，但是，目前上述控制存在分散、不便统一管理的问题。在完成一次检测任务的过程中，检测人员需要分别在射线机、成像板、机器人等设备的控制软件上进行操作，检测过程无法监控设备运行状态，检测过程出现问题后需要对设备逐一排查，影响检测效率，增大系统维护成本。
在公开号为CN102288624A的中国专利文献中，公开了一种管道环焊缝检测的管道环焊缝数字射线检测系统。工控机与通讯转换器由网线连接，通讯转换器通过cameralink电缆与面阵探测器连接；工控机由RS232与磁感应发射机连接，磁感应发射机通过发射电磁场信号，与磁感应接收机相连，给管内PLC发出曝光、前进、后退命令；PLC通过控制电缆与射线管和行走电机电磁阀相连；工控机也与伺服驱动器通过RS232通讯线相连，连有编码器的伺服驱动器与直流伺服电机连接，直流电源与伺服驱动器、直流伺服电机、编码器连接，为其供电；PLC的一输出接电源控制器的输入，电源控制器的输出接射线管，同时PLC有输出接射线管和管内爬行器启停控制电磁阀。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种数字射线检测集成控制系统。
根据本发明提供的一种数字射线检测集成控制系统，包括：过程控制模块、可视化监控模块、工艺设置模块、图像处理模块和质量管理模块；其中：
所述过程控制模块通过与PLC进行通讯获取设备运行状态数据，将状态数据传输给可视化监控模块，所述过程控制模块对设备状态数据进行监控，发现异常后通过控制PLC对检测过程进行紧急干预；
所述可视化监控模块包括检测过程监控和检测结果可视化两个功能；
所述工艺设置模块对检测过程的参数进行设置，对检测设备运行程序进行验证；
所述图像处理模块对获取的数字图像进行图像校正、对比度调节的预处理，并将处理后的结果上传到人工智能评片平台；
质量管理模块完成对检测结果的统计以及根据设备状态数据进行预测维护。
优选的，所述工艺设置模块设置对检测过程的工艺参数进行设置，设置完成后保存为工程文件；所述工艺设置模块可以对检测机器人运行程序进行编辑和下发，对控制程序进行在线验证。
优选的，所述过程控制模块与PLC通讯协议采用OPC UA，所述OPC UA 协议通过客户端/服务器模式进行通信及数据采集，所述服务器定义地址空间，并对外提供接口，所述客户端通过API调用服务，与服务器进行通信，浏览地址空间，从而读写与订阅数据。
优选的，所述可视化监控模块包括构建的设备三维模型，将采集到的设备运行状态数据输入到三维模型，所述三维模型实时显示设备的运行状态。
优选的，所述可视化监控模块的三维模型采用OpenGL可视化引擎,根据设备的物理装配关系和连杆坐标，在OpenGL中装配模型，并对模型进行渲染。
优选的，所述可视化监控模块根据解析出的数据刷新模型当前状态。
优选的，所述可视化监控模块将经过人工智能评片平台检测出的缺陷位置在三维模型中可视化展示。
优选的，所述图像处理模块完成成像板采集图像的预处理，包括底噪音校正、增益校正、坏点校正、亮度对比度调节的操作，预处理之后的图像数据传输到人工智能评片平台，进行缺陷检测判读。
优选的，所述质量管理模块接受人工智能评片平台传输的评片结果，进行统计分析；所述质量管理模块通过机器学习算法，用于检测工序参数的控制和检测设备预测性的维护，根据检测设备衰减趋势进行诊断和预测。
优选的，所述集成控制系统采用QT 5框架搭建。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明将数字射线检测过程中涉及的工艺设置、过程控制、可视化监控、图像处理、质量管理等过程集成在一个软件平台，将检测过程集中管控，提高了数字射线检测效率；
2、本发明利用三维可视化手段对检测过程进行实时监控，利用采集到的设备状态数据驱动三维模型，做到物理实体与三维模型的实时映射，操作人员可以直观的对检测过程进行监控，与视频监控相比，本发明的监控信息更为全面，细节完整，为检测人员提供足够的判断依据；
3、本发明利用结合检测结果数据，进行质量分析和管理，主要包括质量跟踪、缺陷管理、关重件跟踪等功能，为改善和提高组织的管理水平和优化工艺提供理论依据。同时利用机器学习算法，应用在关键工序参数控制和关键设备预测性维护中，根据衰减趋势进行诊断和预测，降低检测设备的维护成本；
4、本发明可以与上层信息系统进行交互，可以利用人工智能评片平台进行检测图像判读，串联起整个检测流程，有利于检测过程一体化管理。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为数字射线检测集成控制系统功能架构；
图2为数字射线检测集成控制系统通讯架构。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明介绍了一种数字射线检测集成控制系统，该集成控制系统采用QT 5框架搭建。如图1所示，该系统包括五大模块，分别为：过程控制模块、可视化监控模块、工艺设置模块、图像处理模块和质量管理模块。
过程控制模块通过与PLC的通讯，间接控制射线检测设备，过程控制模块通过与PLC进行通讯获取设备运行状态数据，将状态数据传输给可视化监控模块，过程控制模块对设备状态数据进行监控，发现异常后通过控制PLC对检测过程进行紧急干预。可视化监控模块包括检测过程监控和检测结果可视化两个功能；工艺设置模块对检测过程的参数进行设置，对检测设备运行程序进行验证；图像处理模块对获取的数字图像进行图像校正、对比度调节的预处理，并将处理后的结果上传到人工智能评片平台；质量管理模块完成对检测结果的统计以及根据设备状态数据进行预测维护。下面分别对每个部分详细描述：
(1)工艺设置模块：
工艺设置模块主要包括工艺参数设置和工艺仿真两部分功能。工艺设置模块设置对检测过程的工艺参数进行设置，设置完成后保存为工程文件；工艺设置模块可以对检测机器人运行程序进行编辑和下发，对控制程序进行在线验证，实现虚拟调试的功能，降低新工艺编制的时间和成本。
(2)过程控制模块：
数字射线检测过程涉及到的设备主要有工业机器人、射线机、成像板、外部轴、传感器等，设备的运行逻辑控制有PLC控制器完成。过程控制系统通过与PLC控制器进行通讯对检测过程进行监控和干预。PLC向集成控制系统传输设备的运行状态数据，实现对设备的实时监控，综控平台向PLC控制器发送控制命令，包括启停、查询等。
过程控制模块与PLC通讯协议采用OPC UA，OPC UA协议通过客户端/服务器模式进行通信及数据采集，服务器定义地址空间，并对外提供接口，客户端通过API调用服务，与服务器进行通信，浏览地址空间，从而读写与订阅数据。图2所示为OPC UA客户端与服务器之间交互架构。
(3)可视化监控模块：
可视化监控模块包括检测过程监控和检测结果可视化两个功能，检测过程监控通过构建机器人、工装夹具等三维模型，借助运动分析模块，利用采集到的数据实时驱动模型运动，同时对关键数据进行分析和显示，构建实体设备与虚拟模型的实时映射。操作人员直接观测软件界面就可以对检测过程进行实时监控。
检测过程监控的可视化引擎使用OpenGL,根据物理装配关系和连杆坐标，在OpenGL中装配模型，并对模型进行渲染，增强视觉效果。检测过程监控的数据通讯，根据解析出的数据刷新模型当前状态。检测结果可视化功能将经过人工智能评片平台检测出的缺陷位置在三维模型中可视化展示，协助检测人员直观看到缺陷位置。
(4)图像处理模块：
图像处理模块主要完成成像板采集图像的预处理，包括底噪音校正、增益校正、坏点校正、亮度对比度调节等操作，预处理之后的图像数据传输到人工智能评片平台，进行缺陷检测判读。
(5)质量管理模块：
质量管理模块接受人工智能评片平台传输的评片结果，进行统计分析；质量管理模块通过机器学习算法，用于检测工序参数的控制和检测设备预测性的维护，根据检测设备衰减趋势进行诊断和预测。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种数字射线检测集成控制系统，其特征在于，包括：过程控制模块、可视化监控模块、工艺设置模块、图像处理模块和质量管理模块；其中：
所述过程控制模块通过与PLC进行通讯获取设备运行状态数据，将状态数据传输给可视化监控模块，所述过程控制模块对设备状态数据进行监控，发现异常后通过控制PLC对检测过程进行紧急干预；
所述可视化监控模块包括检测过程监控和检测结果可视化两个功能；
所述工艺设置模块对检测过程的参数进行设置，对检测设备运行程序进行验证；
所述图像处理模块对获取的数字图像进行图像校正、对比度调节的预处理，并将处理后的结果上传到人工智能评片平台；
质量管理模块完成对检测结果的统计以及根据设备状态数据进行预测维护。
2.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述工艺设置模块设置对检测过程的工艺参数进行设置，设置完成后保存为工程文件；所述工艺设置模块可以对检测机器人运行程序进行编辑和下发，对控制程序进行在线验证。
3.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述过程控制模块与PLC通讯协议采用OPC UA，所述OPC UA 协议通过客户端/服务器模式进行通信及数据采集，所述服务器定义地址空间，并对外提供接口，所述客户端通过API调用服务，与服务器进行通信，浏览地址空间，从而读写与订阅数据。
4.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述可视化监控模块包括构建的设备三维模型，将采集到的设备运行状态数据输入到三维模型，所述三维模型实时显示设备的运行状态。
5.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述可视化监控模块的三维模型采用OpenGL可视化引擎,根据设备的物理装配关系和连杆坐标，在OpenGL中装配模型，并对模型进行渲染。
6.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述可视化监控模块根据解析出的数据刷新模型当前状态。
7.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述可视化监控模块将经过人工智能评片平台检测出的缺陷位置在三维模型中可视化展示。
8.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述图像处理模块完成成像板采集图像的预处理，包括底噪音校正、增益校正、坏点校正、亮度对比度调节的操作，预处理之后的图像数据传输到人工智能评片平台，进行缺陷检测判读。
9.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述质量管理模块接受人工智能评片平台传输的评片结果，进行统计分析；所述质量管理模块通过机器学习算法，用于检测工序参数的控制和检测设备预测性的维护，根据检测设备衰减趋势进行诊断和预测。
10.根据权利要求1所述的数字射线检测集成控制系统，其特征在于：所述集成控制系统采用QT 5框架搭建。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220104 |
|
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