DE60038326T2

DE60038326T2 - Prozessüberwachungssystem

Info

Publication number: DE60038326T2
Application number: DE60038326T
Authority: DE
Inventors: Mika Valkonen; Jorma Snellman; Juha Toivonen
Original assignee: Honeywell Oy
Current assignee: Honeywell Oy
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2000224447A; EP1022906A1; US6809756B1; JP4786777B2; FI990120A0; FI106086B; ATE390018T1; FI990120A; EP1022906B1; DE60038326D1; CN1262482A; CN1145103C; ES2301475T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Überwachung eines Prozesses, wobei die Anlage umfasst:

– eine Reihe von Kameras zum Abbilden verschiedener Positionen in einem gegenwärtig überwachten Prozess;
– digitale Bildprozessoren zum Speichern der von den Kameras empfangenen digitalen Bildinformationen und zum Analysieren jeder kameraspezifischer Bildinformation, um auf dem Abweichungswert in verschiedenen aufeinander folgenden Bildern beruhende Bildabweichungsdaten vorzusehen;
– einen Bildschirm, der zwecks Analyse zum Auswählen von aus verschiedenen Kamerapositionen gespeicherten Bildern verwendet werden kann, während der Bildschirm zum Anzeigen eines Bildabweichungsdiagramms verwendet wird, das die Bildabweichungsdaten von Bildern vor und nach dem zu analysierenden Bild darstellt;
– Standardisierungsvorrichtungen zum Standardisieren der Ausgabewerte der Bildabweichungsdaten von verschiedenen Kamerapositionen, damit sie miteinander vergleichbar sind; und
– Komparatorelemente für einen wechselseitigen Vergleich zwischen den standardisierten Bildabweichungswerten aus verschiedenen Kamerapositionen.

In einer besonderen Anwendung der Erfindung umfasst der Prozess die Papierherstellung, und das überwachte Objekt umfasst eine sich in einer Papiermaschine bewegende Papierbahn.
Die Veröffentlichung WO 98/46826 zeigt eine Anlage zur Überwachung des Zustands einer Rolle in einer Papiermaschine. Die Rollenoberfläche wird durch elektronische Kameras überwacht, wovon jede in ihrem Speicher ein Zeilenscan-Multipixel-Bild der Rollenoberfläche über die axiale Richtung der Rolle speichert. Im Fall einer Betriebsstörung, die durch eine plötzliche Änderung des Zeilenscan-Helligkeitsprofils angezeigt wird, löst der Steuerprozessor der Kamera einen Alarm aus. Es gibt keine Anordnung zum Auswählen der Kameraposition mit der stärksten Bildabweichung. Diese vorbekannte Anlage ist nicht zum Anzeigen von Bildern für den Anwender gedacht.
In vielen Anwendungen ist es hingegen ein Problem, wenn der Anwender angehalten ist, mehrere verschiedene Kamerapositionen zu überprüfen und diese miteinander zu vergleichen, bevor er in der Lage ist, die die größte Abweichung darstellenden Bilddaten und ein damit übereinstimmendes Bildabweichungsdiagramm zu ermitteln.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Anlage an die Hand zu geben, dadurch gekennzeichnet, dass das die größte Abweichung darstellende Bildabweichungsdiagramm und damit übereinstimmende Bilddaten einer Kameraposition automatisch zum Anzeigen in einem Analysefenster ausgewählt werden können. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung auf der Grundlage der in beiliegendem Anspruch 1 dargelegten kennzeichnenden Merkmale verwirklicht. Eine beispielhafte Ausführung der Erfindung wird nun ausführlicher bezugnehmend auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Anlage in einem Ablaufdiagramm und
2 ein auf einem Computerbildschirm der Anlage vorhandenes Analysefenster, mittels dessen der Anwender in der Lage ist, einen Prozessabweichungsvorfall zu analysieren.
Eine Bildquelle im Ablaufdiagram von 1 umfasst eine Videokamera 1, die ständig eine Videobild eines gegenwärtig überwachten Objekts erzeugt. Die Bildinformationen werden in einem digitalen Signalprozessor 2 oder einem DSP-Prozessor (digitaler Signalprozessor) verarbeitet. Die Signalprozessoren entsprechen gebräuchlichen Mikroprozessoren, beinhalten aber u. a. die Leistung der Gleitpunktzahltechnologie und Adressformate für einfachere Adressierung.
Ferner unterscheidet sich der DSP in Bezug auf seine Architektur, die für große Datenmengen mit sich bringende Aufgaben ausgelegt wurde und wobei das Multiplizieren mit ganzen Zahlen und Datenübertragungen statistisch maßgebliche Vorgänge sind, stark von dem herkömmlichen Prozessor. Die DSP-Prozessoren sind in der Lage, mehrere unterschiedliche und simultane Berechnungsroutinen in Verbindung mit Bildanalyse durchzuführen, deren Ergebnisse automatisch auf das Überwachen von in Bildinformationen auftretenden Änderungen oder Abweichungen angewandt werden können.
Die Anlage schließt eine Anzahl von Videokameras 1 zum Abbilden verschiedener Positionen eines gegenwärtig überwachten Prozesses ein. Jede Kamera ist mit ihrem eigenen separaten Bildprozessor 2 zum Speichern von digitalen Bildinformationen pro Kamera versehen. Die Signalprozessoren 2 werden zum Analysieren jeder kameraspezifischen Bildinformation benutzt, um Bildabweichungsdaten auf der Grundlage des Abweichungswerts bei mehreren aufeinander folgenden Bildern vorzusehen. Von dem Signalprozessor 2 werden die Bilddaten und die Bildabweichungsdaten zu einem analysierenden Computer mit einer Anzeige oder einem Bildschirm 11, der genauer in 2 gezeigt wird, übertragen.
Die Symbole 7, die in 2 veranschaulicht werden, können zum Auswählen von an verschiedenen Kamerapositionen gespeicherten Bildern zwecks Analyse benutzt werden. Das Bildabweichungsdiagramm 8 wird, übereinstimmend mit den Bildabweichungsdaten von Bildern vor und nach dem zu analysierenden Bild, unten auf dem Bildschirm dargestellt. Ein mit Bezugszeichen 9 gekennzeichneter gleitender Pfeil zeigt den Punkt entlang des Bildabweichungsdiagramms 8, an dem sich ein angezeigtes Bild 10 befindet. Der gleitende Pfeil 9 kann zum wahlweisen Anzeigen eines entlang des Diagramms 8 vorhandenen Bilds benutzt werden. Die Bilddaten, die von jeder Kameraposition gespeichert sind, können einige Hundert Bilder umfassen. Prozessabhängig können die jederzeit gespeicherten Bilddaten eine Dauer aufweisen, die von einigen Sekunden bis zu mehreren Minuten reicht, und das Speichern kann auf einem FIFO-Prinzip (zuerst herein, zuerst hinaus) erfolgen.
Weil das Bildmaterial von allen Kamerapositionen für das Zusammenstellen des Bildabweichungsdiagramms 8 verwendet wird, das unten in 2 ersichtlich ist, können die Bildabweichungsdiagramme der verschiedenen Kamerapositionen durch Standardisierung vergleichbar gemacht werden und miteinander verglichen werden, wodurch das die größte Abweichung darstellende Bildabweichungsdiagramm und die damit übereinstimmenden Bilddaten einer Kameraposition automatisch zum Anzeigen in dem Analysefenster des Bildschirms 11 ausgewählt werden können. Zwecks dieser Automatisierung ist die Anlage mit standardisierenden Vorrichtungen 3 zum Standardisieren der Ausgabewerte der Bildabweichungsdaten von verschiedenen Kamerapositionen versehen, damit sie miteinander vergleichbar sind. Ein Vergleich zwischen den Bildabweichungswerten von verschiedenen Kamerapositionen wird mittels Vergleichselementen 4 ausgeführt. Auswahlelemente 5 empfangen Bilddaten von verschiedenen Kamerapositionen und wählen, unter der Steuerung der Komparatorelemente 4, die die stärkste Abweichung darstellendende Bilddaten 6 und das entsprechende Bildabweichungsdiagramm 8 zur Anzeige auf dem Bildschirm 11 aus. Ein Bild 10 ist eines von vielen in den Bilddaten enthaltenen Bildern. Das Diagramm 8 und die gleitende Anzeige 9 können verwendet werden, um genau diese mit der Stelle der größten Bildabweichung verbundenen Bilder 10 zu überprüfen. Im beispielhaften Fall von 2 stellt das Bild 10 auf dem Bildschirm 11 ein in einer Papierbahn entstandenes Loch dar.
Natürlich ist die automatisierte Auswahl der Erfindung so beschaffen, dass der Benutzer seinen Wünschen entsprechend Bilddaten zur Analyse aus jeglicher Kameraposition auswählen kann. Es ist jedoch häufig nützlich, wenn der Benutzer ganz zu Beginn der Analyse weiß, welche Kameraposition die größte Bildabweichung erzeugt hat, wodurch die Analyse von dieser bestimmten Kameraposition aus begonnen werden kann.

Claims

Anlage zum Überwachen eines Prozesses, welche umfasst: – eine Reihe von Kameras (1) zum Abbilden verschiedener Positionen in einem gegenwärtig überwachten Prozess; – digitale Bildprozessoren (2) zum Speichern der von den Kameras empfangenen digitalen Bildinformationen und zum Analysieren jeder kameraspezifischer Bildinformation, um auf dem Abweichungswert in verschiedenen aufeinander folgenden Bildern beruhende Bildabweichungsdaten vorzusehen; – einen Bildschirm (11), der zwecks Analyse zum Auswählen von aus verschiedenen Kamerapositionen gespeicherten Bildern (10) verwendet werden kann, während der Bildschirm (11) zum Anzeigen eines Bildabweichungsdiagramms (8) verwendet wird, das die Bildabweichungsdaten von Bildern vor und nach dem zu analysierenden Bild (10) darstellt; – Standardisierungsvorrichtungen (3) zum Standardisieren der Ausgabewerte der Bildabweichungsdaten von verschiedenen Kamerapositionen, damit sie miteinander vergleichbar sind; und – Komparatorelemente (4) für einen wechselseitigen Vergleich zwischen den standardisierten Bildabweichungswerten aus verschiedenen Kamerapositionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage umfasst: – Auswahlelemente zum Auswählen der Kameraposition mit der stärksten Bildabweichung für die automatische Anzeige; wobei die Auswahlelemente (5) mit den digitalen Bildprozessoren (2) zum Empfangen von Bilddaten aus verschiedenen Kamerapositionen in Verbindung stehen und die Komparatorelemente (4) dafür ausgelegt sind, die Auswahlelemente (5) so zu steuern, dass die die größte Abweichung darstellenden Bilddaten und ein damit übereinstimmendes Bildabweichungsdiagramm (8) für eine automatisierte Anzeige auf dem Bildschirm (11) ausgewählt werden.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der überwachte Prozess Papierherstellung ist und das Objekt der Überwachung eine sich in einer Papiermaschine bewegende Papierbahn ist.