JP6697132B1 - 監視システム - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、走行する紙を静止した二次元画像として取りこむビディオカメラと、同ビディオカメラの出力を受けるA/Dコンバータと、同A/Dコンバートの出力を受けるメモリと、同メモリに接続され、同メモリへ呼び出し指令を出してその情報を入力し、周波数分析や標準偏差処理による地合解析を行う第1の画像信号処理装置と、同第1の画像信号処理装置の呼び出し指令により上記メモリからディジタル情報を受けとり紙の欠陥の解析を行う第2の画像信号処理装置と、同じく上記メモリからディジタル情報を受けとり紙のストリークの解析を行う第3の画像信号処理装置と、上記第1ないし第3の画像信号処理装置の出力、ならびに抄紙機のジェット速度、ワイヤ速度、および原料濃度の信号を受け、同ジェット速度、ワイヤ速度および原料濃度と地合指標、およびストリークとの間の相関解析を行う演算装置と、同演算装置につながれその出力を表示する表示装置とを備える紙の品質モニタリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
これにより、監視対象部位に発生した欠点に基づいて、紙に欠点が発生することを予防することができる。
また、検出データに応じて、薬液の付与条件を調整することにより、紙の製造における歩留まりを向上させることができる。
また、検出データに応じて、薬液の付与条件を調整することにより、装置に付着し残存する欠点の量が少なくなるので、装置のメンテナンスに必要な労力を軽減することができる。
また、設定された訂正付与条件を出力部から送信することにより、操作盤における付与条件を訂正付与条件に速やかに変更することができる。
このとき、演算部が、非定常状態の発生の有無の閾値を設定し、該閾値を超えた場合、非定常状態が発生したとして警告が表示部に表示されるようにすることで、ノイズを除去できると共に、非定常状態の発生を自動で予測することができる。
また、これに加え、閾値を超えた場合、演算部が、検出データに対応するように訂正付与条件を設定し、操作盤における付与条件が当該訂正付与条件に変更されるようにすることで、非定常状態が発生した場合には、当該非定常状態に対応するように操作盤における付与条件を訂正付与条件に自動で変更することができる。
また、蓄積されるこれらのデータから、閾値を適切なものに調整することが可能となる。
このとき、記憶部が、検出データと、欠陥情報との対応関係をディープラーニングにより機械学習した機械学習結果を記憶し、紙の欠陥が発生した場合に、当該欠陥に対応する抄紙機の部位及び/又は付与装置が表示部に表示されるようにすることで、紙の欠陥の原因となる抄紙機の部位及び/又は付与装置を速やかに認識することができる。
図1は、本実施形態に係る監視システムの概略を示す系統図である。
図1に示すように、本実施形態に係る監視システムAは、紙を製造するための抄紙機1と、該抄紙機1を稼動させながら薬液を付与するための付与装置2と、該付与装置2の付与条件を設定するための操作盤3と、監視対象部位をモニタリングするための監視カメラ4と、該監視カメラ4とネットワークを介して接続された制御装置5と、操作盤3に接続されたゲートウェイ6からネットワークを介して接続されたクラウドサーバ7と、該クラウドサーバ7にネットワークを介して接続された作業者コンピュータ8とを有する。
上記監視システムAによれば、装置を監視することにより、紙に欠点が発生することを予防することができる。
図2は、本実施形態に係る監視システムにおける抄紙機の一部を示す部分概略側面図である。
図2に示すように、抄紙機1は、ワイヤーパート(図示しない)と、プレスパートPと、ドライヤーパートDと、リールパート(図示しない)とを有し、複数の案内ロールにより案内される紙Xが各パートにおいてそれぞれ加工が施される。
プレスパートPにおいては、紙Xの水分を吸収するためのフェルト11aと、当該フェルト11aを介してプレスするためのプレスロール11と、フェルト11aを案内するためのフェルトロール11bとを有する。また、フェルトロール11bは、フェルト11aの内側に位置する内側フェルトロール11b1と、フェルト11aの外側に位置する外側フェルトロール11b2とからなる。
ドライヤーパートDにおいては、カンバス12aと、当該カンバス12aを介して紙Xを加熱乾燥するためのドライヤーロール12と、カンバス12aを案内するためのカンバスロール12bとを有する。また、カンバスロール12bは、カンバス12aの内側に位置する内側カンバスロール12b1と、カンバス12aの外側に位置する外側カンバスロール12b2とからなる。
具体的には、紙と直接的又は間接的に接する抄紙機の部位としては、ワイヤー(図示しない)、フェルト11a、外側フェルトロール11b2、ドライヤーロール12、カンバス12a及び外側カンバスロール12b2が挙げられる。因みに、外側カンバスロール12b2には、カンバス12aの紙Xと接する面側が接することになる。
また、付与装置の中では、ノズル部(図示しない)が挙げられる。
例えば、付与装置2は、紙と直接的又は間接的に接する抄紙機の部位に薬液を吹き付け可能となるように、それぞれに対向するように取り付けられる。
付与する薬液としては、特に限定されないが、汚染防止剤、剥離剤等が挙げられる。
例えば、監視カメラ4は、監視対象部位にモニタリング可能となるように取り付けられる。
なお、これらの監視対象部位は、抄紙機の稼働中は極めて高温となるため、監視カメラ4は、耐熱性を有するものであることが好ましい。
操作盤3は、有線又は無線のネットワークを介して制御装置5に接続されている。すなわち、制御装置5で付与条件を設定し、それを操作盤3に送信することが可能となっている。なお、後述するように、検出データに基づいて、制御装置5で付与条件を訂正した訂正付与条件を設定した場合は、操作盤3における付与条件が訂正付与条件に変更されることになる。
図3に示すように、制御装置5は、監視対象部位の状態を数値化する演算部S1と、演算部S1で数値化した検出データを表示する表示部S2と、検出データを記憶する記憶部S3と、検出データに基づいて、付与条件が訂正された訂正付与条件を設定する入力部S4と、該訂正付与条件を操作盤3に送信する出力部S5と、を有する。
具体的には、監視対象部位が、紙と直接的又は間接的に接する抄紙機の部位である場合は、その部位の映像を二値化し、その濃淡を例えば0〜255の256段階に分けて数値化している。
また、監視対象部位が、付与装置である場合は、ノズル部及びノズル部から吹き付けられる薬液を、RGB解析することにより数値化している。なお、青の反射度合、若しくは赤の透過度合を見ることにより水の噴霧状態を認識することができる。
これらのことにより、監視対象部位の状態を数値化した検出データが得られる。
そして、制御装置5においては、得られた検出データが表示部S2に表示される。このとき、検出データと同時に、監視対象部位の映像も表示することが好ましい。
図4に示すように、制御装置5において、例えば、表示部S2には、外側カンバスロール12b2の画像M1と、付与装置2のノズル部の画像M2とが表示される。
また、外側カンバスロール12b2の定常状態を二値化した値に対し、稼働中における二値化した値の変化量を数値化したプロファイルP1と、付与装置2のノズル部の定常状態のRGBの値に対し、稼働中におけるRGB値の変化量を数値化したプロファイルP2とが表示される。これらのプロファイルP1及びプロファイルP2が、演算部S1により得られる検出データである。
ちなみに、外側カンバスロール12b2にピッチ等の汚染物が付着すると定常状態における色よりも黒っぽくなるため二値化した値が変化する。また、付与装置2のノズル部に目詰まりが発生すると薬液(特に水)の散布領域が変化するので、定常状態の青色の反射、若しくは赤の透過度合状態が変化する。
これにより、装置に発生した欠点に基づいて、紙に欠点が発生することを予防することができる。
また、検出データに応じて、薬液の付与条件を調整することにより、紙の製造における歩留まりを向上させることができる。
また、検出データに応じて、薬液の付与条件を調整することにより、装置に付着し残存する欠点の量を少なくすることができるので、高温となっている抄紙機の内部に侵入してメンテナンスをする手間が省ける。すなわち、装置のメンテナンスに必要な労力を極めて軽減することができる。
そして、設定された(訂正)付与条件は、出力部S5により、操作盤3に送信される。
このとき、操作盤3が(訂正)付与条件情報を受信すると、付与条件が訂正付与条件に速やかに変更される。
例えば、操作盤において、定常状態の付与条件を設定していたところ、非定常状態が発生した場合、非定常状態の付与条件(訂正付与条件)に自動で変更することができる。
また、記憶部S3には、紙の種類、原料、厚さに応じた複数種類の基準付与条件が予め記憶されていてもよい。かかる基準付与条件は、経験則に基づいて、任意に設定される。当該基準付与条件を、付与条件又は訂正付与条件として用いることにより、紙に起因するトラブルが発生することを未然に防ぐことができる。
ここで、発生情報とは、発生した欠点の位置、時間、場所の情報を意味する。
監視システムAにおいては、記憶部S3に蓄積された監視対象部位の画像及び検出データの変化の経緯と、発生情報とを照らし合わせることにより、非定常状態の発生を予測することができ、また、発生した欠点が拡大することを未然に防ぐことができる。
具体的には、演算部S1が、経時的な検出データの中で、非定常状態が発生した際の値を閾値と設定する。なお、かかる閾値は任意に変更することも可能である。
これにより、検出データのノイズにより非定常状態と判断されてしまうことを防止することができる。また、抄紙機1の稼働中に、検出データの数値が閾値を超えた場合(紙の幅方向において一部が閾値を超えた場合を含む)、非定常状態が発生したとして警告が表示部S2に表示されるようにすることができる。すなわち、非定常状態の発生を自動で予測することができる。
図6に示すように、外側カンバスロールのプロファイルP1aにおいて、検出データが予め設定した閾値を超えた場合、画像M1aに「警告」が表示されるようになっている。
なお、当該警告は、表示部S2に表示することに加え、作業者コンピュータ8に送信することができ、それ以外にも、別のコンピュータや携帯電話等の通信端末に送信することも可能である。
なお、紙の欠陥情報には、紙に対して欠陥が発生した位置、欠陥の形状、欠陥のサイズ、欠陥の数等が含まれる。
この場合、検出データと欠陥情報とを照らし合わせて、監視することができる。
また、記憶部S3に蓄積されるこれらのデータから、閾値を適切なものに調整することが可能となる。
これにより、紙の欠陥の原因となる抄紙機の部位及び/又は付与装置を速やかに認識することが可能となる。
この場合、作業者コンピュータ8や携帯電話等の通信端末から、当該クラウドサーバに接続することで、装置が非定常状態になっていることを認識することができる。
また、付与装置2の数も限定されない。
また、操作盤3の代わりに制御装置5で付与条件の設定を行う場合、制御装置5から、子機3aに直接付与条件が伝達されるようにしてもよい。
本発明の監視システムAによれば、装置を監視することにより、装置だけでなく、紙に欠点が発生することを予防することが可能となる。
11・・・プレスロール
11a・・・フェルト
11b・・・フェルトロール
11b1・・・内側フェルトロール
11b2・・・外側フェルトロール
12・・・ドライヤーロール
12a・・・カンバス
12b・・・カンバスロール
12b1・・・内側カンバスロール
12b2・・・外側カンバスロール
2・・・付与装置
3・・・操作盤
3a・・・子機
4・・・監視カメラ
5・・・制御装置
6・・・ゲートウェイ
7・・・クラウドサーバ
8・・・作業者コンピュータ
A・・・監視システム
D・・・ドライヤーパート
M1,M1a,M2・・・画像
P・・・プレスパート
P1,P1a,P2・・・プロファイル
S1・・・演算部
S2・・・表示部
S3・・・記憶部
S4・・・入力部
S5・・・出力部
X・・・紙
Claims (3)
- 紙を製造するための抄紙機と、該抄紙機を稼動させながら、前記紙と直接的又は間接的に接する前記抄紙機の部位に薬液を付与するための付与装置と、該付与装置の付与条件を設定するための操作盤と、監視対象部位をモニタリングするための監視カメラと、該監視カメラとネットワークを介して接続された制御装置と、を有する監視システムであって、
前記監視対象部位が、前記抄紙機のドライヤーロール、カンバス、又はカンバスロールであり、
前記制御装置が、前記監視カメラで撮影した映像を用いて前記監視対象部位の状態を二値化により数値化する演算部と、該演算部で定常状態の二値化した値に対し稼働中の二値化した値の変化量を数値化した検出データを表示する表示部と、前記検出データを記憶する記憶部とを有する監視システム。 - 前記記憶部が、非定常状態が発生した場合の発生情報と、訂正付与条件とを更に記憶するものであり、
前記記憶部に蓄積された前記検出データ、前記発生情報及び前記訂正付与条件から、前記演算部が、前記非定常状態の発生の有無の閾値と、閾値を超えた場合の前記訂正付与条件とを設定し、
該閾値を超えた場合、警告が前記表示部に表示されると共に、前記操作盤における前記付与条件が前記訂正付与条件に変更される請求項1記載の監視システム。 - 紙の欠陥を検出する欠陥検出カメラを更に有し、
前記制御装置が前記欠陥検出カメラとネットワークを介して接続されており、
前記欠陥検出カメラで撮影した映像による前記紙の欠陥情報が前記表示部に表示される請求項1又は2記載の監視システム。
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