CN116068956B - 基于plc的生产线过程监视系统及方法 - Google Patents

基于plc的生产线过程监视系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于PLC的生产线过程监视系统及方法，属于电数字数据处理技术领域，通过设计各个装置的联合方案，可针对性解决生产线车间设备与视频图像采集装置的障碍物问题，不再是粗暴地将摄像头固定安装在生产线车间内；并且，根据障碍物的实际分类识别情况，通过语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置进行对应克服，可全面有效地解决障碍物问题。通过各个装置之间的有序配合启动，可避免部分装置长时间处于无效动作状态，降低系统运行能耗；并且，由障碍物检测装置的检测结果触发障碍物分类识别装置、再由障碍物分类识别装置的识别结果触发后续针对性方案，可避免系统各个装置出现误动作。

Description

基于PLC的生产线过程监视系统及方法
技术领域
本发明属于电数字数据处理技术领域，具体涉及基于PLC的生产线过程监视系统及方法。
背景技术
信息智能制造技术应用与创新能力为信息的集成应用水平。目前的生产线车间的设备信息管理存在较多问题，如车间现场端和管理监视端存在数据脱节，管理人员无法实时获取生产线车间现场的生产数据，数据查找困难、沟通效率低下，而设备信息的维护与更新一直采用管理人员现场参观检查的传统方式，现有部分企业也采用摄像头采集视频图像数据的方式进行设备信息的维护与更新，但是也仅仅是粗暴地将摄像头固定安装在生产线车间内，存在较大的局限性。
因此，现阶段需设计基于PLC的生产线过程监视系统、方法及存储介质，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供基于PLC的生产线过程监视系统、方法及存储介质，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，现有部分企业也采用摄像头采集视频图像数据的方式进行设备信息的维护与更新，但是也仅仅是粗暴地将摄像头固定安装在生产线车间内，存在较大的局限性。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
基于PLC的生产线过程监视系统，包括视频图像采集装置、障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置、PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述视频图像采集装置、障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置连接；
所述视频图像采集装置用于采集生产线车间设备的视频图像数据；
所述障碍物检测装置用于检测生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间是否存在障碍物；
所述障碍物分类识别装置用于对障碍物进行分类识别；
所述语音警示装置用于通过语音的方式对位于生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间的工作人员进行警示；
所述摄像横移装置用于对所述视频图像采集装置进行横向移动调节；
所述摄像转动装置用于对所述视频图像采集装置进行转动调节。
进一步的，所述PLC控制器控制所述视频图像采集装置、障碍物检测装置常开，控制所述障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置常闭；
当所述障碍物检测装置检测到生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间存在障碍物时，所述PLC控制器控制所述障碍物分类识别装置开启；
当所述障碍物分类识别装置识别出障碍物为工作人员时，所述PLC控制器控制所述语音警示装置开启；
当所述障碍物分类识别装置识别出障碍物为生产线车间的其他相关设备时，所述PLC控制器控制摄像横移装置、摄像转动装置开启。
进一步的，还包括摄像纵移装置，所述PLC控制器与所述摄像纵移装置连接；
所述摄像纵移装置用于对所述视频图像采集装置进行纵向移动调节。
进一步的，所述PLC控制器控制所述摄像纵移装置常闭；
当所述摄像横移装置对所述视频图像采集装置进行横向移动调节完成后，若所述障碍物检测装置检测到生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间仍存在障碍物，则所述PLC控制器控制所述摄像纵移装置开启。
进一步的，还包括图像反光检测装置，所述图像反光检测装置与所述PLC控制器连接；
所述图像反光检测装置用于检测所述视频图像数据是否存在反光。
进一步的，所述PLC控制器控制所述图像反光检测装置常开；
当所述图像反光检测装置检测到所述视频图像数据存在反光时，所述PLC控制器控制所述摄像横移装置、摄像转动装置开启。
进一步的，还包括照明位置调节装置，所述照明位置调节装置与所述PLC控制器连接；
所述照明位置调节装置用于调节生产线车间内照明设备的位置。
进一步的，所述PLC控制器控制所述照明位置调节装置常闭；
当所述摄像横移装置对所述视频图像采集装置进行横向移动调节完成后，若所述图像反光检测装置检测到所述视频图像数据仍存在反光，则所述PLC控制器控制所述照明位置调节装置开启。
基于PLC的生产线过程监视方法，采用如上述的基于PLC的生产线过程监视系统进行基于PLC的生产线过程监视。
一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的基于PLC的生产线过程监视方法。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本方案其中一个有益效果在于，通过设计障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置的联合方案，可针对性解决生产线车间设备与视频图像采集装置的障碍物问题，不再是粗暴地将摄像头固定安装在生产线车间内；并且，根据障碍物的实际分类识别情况，通过语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置进行对应克服，可全面有效地解决障碍物问题。通过各个装置之间的有序配合启动，可避免部分装置（障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置）长时间处于无效动作状态，降低系统运行能耗；并且，由障碍物检测装置的检测结果触发障碍物分类识别装置、再由障碍物分类识别装置的识别结果触发后续针对性方案，可避免系统各个装置出现误动作。
附图说明
图1为本方案实施方式的系统结构示意图。
图2为本方案实施方式的系统运行原理示意图。
图3为本方案实施方式的系统另一种优化结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
如图1所示，提出基于PLC的生产线过程监视系统，包括视频图像采集装置、障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置、PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述视频图像采集装置、障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置连接；
所述视频图像采集装置用于采集生产线车间设备的视频图像数据；
所述障碍物检测装置用于检测生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间是否存在障碍物；
所述障碍物分类识别装置用于对障碍物进行分类识别；
所述语音警示装置用于通过语音的方式对位于生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间的工作人员进行警示；
所述摄像横移装置用于对所述视频图像采集装置进行横向移动调节；
所述摄像转动装置用于对所述视频图像采集装置进行转动调节。
上述方案中，通过设计障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置的联合方案，可针对性解决生产线车间设备与视频图像采集装置的障碍物问题，不再是粗暴地将摄像头固定安装在生产线车间内；并且，根据障碍物的实际分类识别情况，通过语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置进行对应克服，可全面有效地解决障碍物问题。
进一步的，如图2所示，所述PLC控制器控制所述视频图像采集装置、障碍物检测装置常开，控制所述障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置常闭；
当所述障碍物检测装置检测到生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间存在障碍物时，所述PLC控制器控制所述障碍物分类识别装置开启；
当所述障碍物分类识别装置识别出障碍物为工作人员时，所述PLC控制器控制所述语音警示装置开启；
当所述障碍物分类识别装置识别出障碍物为生产线车间的其他相关设备时，所述PLC控制器控制摄像横移装置、摄像转动装置（即，视频图像采集装置向左横移时，则摄像转动就向右，保障对生产线车间设备的摄像方向）开启。
上述方案中，通过视频图像采集装置、障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置之间的有序配合启动，可避免部分装置（障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置）长时间处于无效动作状态，降低系统运行能耗；并且，由障碍物检测装置的检测结果触发障碍物分类识别装置、再由障碍物分类识别装置的识别结果触发后续针对性方案，可避免系统各个装置出现误动作。
进一步的，如图3所示，还包括摄像纵移装置，所述PLC控制器与所述摄像纵移装置连接；
所述摄像纵移装置用于对所述视频图像采集装置进行纵向移动调节。
进一步的，所述PLC控制器控制所述摄像纵移装置常闭；
当所述摄像横移装置对所述视频图像采集装置进行横向移动调节完成后，若所述障碍物检测装置检测到生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间仍存在障碍物，则所述PLC控制器控制所述摄像纵移装置开启。
上述方案中，考虑到障碍物体积偏大时，若横向移动调节已经调节至极限后，视频图像采集装置仍无法避开障碍物时，则通过设计摄像纵移装置进行克服。
进一步的，还包括图像反光检测装置，所述图像反光检测装置与所述PLC控制器连接；
所述图像反光检测装置用于检测所述视频图像数据是否存在反光。
进一步的，所述PLC控制器控制所述图像反光检测装置常开；
当所述图像反光检测装置检测到所述视频图像数据存在反光时，所述PLC控制器控制所述摄像横移装置、摄像转动装置开启。
上述方案中，考虑到生产线车间内照明设备的照明方向与视频图像采集装置的摄像方向问题，可能会导致视频图像数据存在反光现象，所以，通过图像反光检测装置、摄像横移装置、摄像转动装置的配合方案进行克服。
进一步的，还包括照明位置调节装置，所述照明位置调节装置与所述PLC控制器连接；
所述照明位置调节装置用于调节生产线车间内照明设备的位置。
进一步的，所述PLC控制器控制所述照明位置调节装置常闭；
当所述摄像横移装置对所述视频图像采集装置进行横向移动调节完成后，若所述图像反光检测装置检测到所述视频图像数据仍存在反光，则所述PLC控制器控制所述照明位置调节装置开启。
上述方案中，考虑到摄像横移装置、摄像转动装置执行后，若仍无法克服反光现象，则通过照明位置调节装置调节生产线车间内照明设备的位置进一步克服。
基于PLC的生产线过程监视方法，采用如上述的基于PLC的生产线过程监视系统进行基于PLC的生产线过程监视。
一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的基于PLC的生产线过程监视方法。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于PLC的生产线过程监视系统，其特征在于，包括视频图像采集装置、障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置、PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述视频图像采集装置、障碍物检测装置、障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置连接；
所述视频图像采集装置用于采集生产线车间设备的视频图像数据；
所述障碍物检测装置用于检测生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间是否存在障碍物；
所述障碍物分类识别装置用于对障碍物进行分类识别；
所述语音警示装置用于通过语音的方式对位于生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间的工作人员进行警示；
所述摄像横移装置用于对所述视频图像采集装置进行横向移动调节；
所述摄像转动装置用于对所述视频图像采集装置进行转动调节；
所述PLC控制器控制所述视频图像采集装置、障碍物检测装置常开，控制所述障碍物分类识别装置、语音警示装置、摄像横移装置、摄像转动装置常闭；
当所述障碍物检测装置检测到生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间存在障碍物时，所述PLC控制器控制所述障碍物分类识别装置开启；
当所述障碍物分类识别装置识别出障碍物为工作人员时，所述PLC控制器控制所述语音警示装置开启；
当所述障碍物分类识别装置识别出障碍物为生产线车间的其他相关设备时，所述PLC控制器控制摄像横移装置、摄像转动装置开启。
2.根据权利要求1所述的基于PLC的生产线过程监视系统，其特征在于，还包括摄像纵移装置，所述PLC控制器与所述摄像纵移装置连接；
所述摄像纵移装置用于对所述视频图像采集装置进行纵向移动调节。
3.根据权利要求2所述的基于PLC的生产线过程监视系统，其特征在于，所述PLC控制器控制所述摄像纵移装置常闭；
当所述摄像横移装置对所述视频图像采集装置进行横向移动调节完成后，若所述障碍物检测装置检测到生产线车间设备与所述视频图像采集装置之间仍存在障碍物，则所述PLC控制器控制所述摄像纵移装置开启。
4.根据权利要求3所述的基于PLC的生产线过程监视系统，其特征在于，还包括图像反光检测装置，所述图像反光检测装置与所述PLC控制器连接；
所述图像反光检测装置用于检测所述视频图像数据是否存在反光。
5.根据权利要求4所述的基于PLC的生产线过程监视系统，其特征在于，所述PLC控制器控制所述图像反光检测装置常开；
当所述图像反光检测装置检测到所述视频图像数据存在反光时，所述PLC控制器控制所述摄像横移装置、摄像转动装置开启。
6.根据权利要求5所述的基于PLC的生产线过程监视系统，其特征在于，还包括照明位置调节装置，所述照明位置调节装置与所述PLC控制器连接；
所述照明位置调节装置用于调节生产线车间内照明设备的位置。
7.根据权利要求6所述的基于PLC的生产线过程监视系统，其特征在于，所述PLC控制器控制所述照明位置调节装置常闭；
当所述摄像横移装置对所述视频图像采集装置进行横向移动调节完成后，若所述图像反光检测装置检测到所述视频图像数据仍存在反光，则所述PLC控制器控制所述照明位置调节装置开启。
8.基于PLC的生产线过程监视方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的基于PLC的生产线过程监视系统进行基于PLC的生产线过程监视。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如权利要求8所述的基于PLC的生产线过程监视方法。
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