冷軋帶鋼表面自動監測系統的研究

李寧

（山東鋼鐵集團日照有限公司自動化控制中心，山東日照，276805）

冷軋帶鋼表面自動監測系統的研究

李寧

（山東鋼鐵集團日照有限公司自動化控制中心，山東日照，276805）

冷軋帶鋼表面自動監測系統仍不完善，質量檢測技術、檢測精度、識別度扔存在問題，所以對冷軋帶鋼表面自動監測系統加以研究是必不可少的。根據系統的運行環境，設計冷軋帶鋼表面自動檢測系統，從軟件開發、硬件結構、分類算法等多個方面入手，改善自動監測系統的運行質量和監測水平。本文就此進行了詳細的說明和分析。

冷軋帶鋼；自動監測；系統

0 引言

隨著技術的發展，陳舊的監測系統和監測技術已經無法滿足各大鋼鐵企業的需求，所以冷軋帶鋼表面自動監測系統的研究日益受到關注。傳統的檢測方式存在很多漏洞，無法進行精細的質量評估和控制，自動監測系統改善了這一問題。國內外諸多鋼鐵企業都加大了自動監測系統的研究，并且獲得了一定的成果。本文主要對某鋼鐵公司的冷軋帶鋼表面自動監測系統進行設計的講解和說明，闡述了該系統能的運行原理和檢測內容。包括冷軋帶鋼表面折印、劃痕等，都能夠進行精確的監測，在很大程度上保障了冷軋帶鋼的質量。

1 自動監測系統的設計

該企業主要進行冷軋帶鋼產品的生產，主要有兩條生產線，分別是：軋制線和精整線。系統主要在精整線上安裝，具體位于矯直機與圓盤剪兩個設備的中間。檢測裝置位于生產線，主要由三部分組成，分別是：攝像頭、檢測橋、光源。為了實現檢測的全面性，該企業在是上表面和下表面分別放置了檢測裝置。攝像頭為CCD攝像頭，圖像采集方式為多攝像頭同步式。攝像頭位于帶鋼寬度方向，最好保障兩個相鄰攝像頭能夠采集不同的圖像，圖像之間不會存在間隙。從而實現物體檢測的全面性，且沒有任何重復。這就要求攝像頭具備一定的精確度，在技術上存在難度。所以，該系統中攝像頭的圖像采集會出現重疊，重疊圖像可以通過軟件進行后期的消除。

光源在監測系統中十分重要，光源會對圖像采集質量造成直接影響。光源的具體放置情況如圖1所示。系統采用的是LRD光源，這種光源的光為平行光。如果表面光滑，那么鋼板會對光源進行反射，攝像頭就無法對光源光進行采集，圖像的背景顏色為黑色。如果表面有缺陷，那么光鮮無法完全反射，會出現漫反射的現象，這種情況下攝像頭可以對光鮮進行采集，所以圖像中會出現亮部，這些亮部就是存在缺陷的區域。

圖1 光源放置位置

檢測橋的作用是對攝像頭和光源進行固定，檢測橋的底部會裝有輪子，地面有導軌，在系統維護的過程中可以把檢測橋抽走，不會影響生產線的正常工作。檢測橋的上下都要預留200毫米，方便攜帶。

之后，采集好的圖像會由攝像頭進行傳送，由并行計算系統進行接收，并對圖像進行分析和處理。該系統能夠實現所有圖像的分析和計算，為了降低硬件的使用成本，大部分計算方式都采用軟件模式。在對圖像進行處理和分析之后能夠獲得相應的缺陷信息，如缺陷位置、大小、等級等。

2 自動監測系統的運行情況

2.1 功能模塊

監測系統主要有3個功能模塊，分別是：在線檢測、在線觀測、離線分析。

在線監測主要用于冷軋帶鋼表面缺陷的檢測，是最重要的一個模塊。帶卷列表是檢測模塊中的一個重要部分，它主要對當天的工作信息進行記錄，如鋼種、帶卷規格等等。點擊開始按鈕之后，檢測工作就會開始，系統會對帶卷是否加入進行判斷。如果加入了新的帶卷，系統會自動獲取帶卷信息，并且進行檢測。用戶可以對信息和檢測結果進行觀察。完成帶卷生產之后，系統檢測也會隨之停止，缺陷報告和質量評估結果會直接寫入數據庫，然后繼續下一個帶卷的檢測。

在線觀測模塊主要用于圖像的采集，方便攝像機和光源的調整。該模塊還會對處理后的圖像進行觀察，并且根據結果數據進行系統參數的調整，從而優化檢測結果。

離線分析模塊主要是調動數據庫中的歷史數據，對這些數據進行分析和同居。根據帶卷的編號和生產時間進行查詢，統計缺陷檢測結果，生成檢測報告，并且打印和存儲報告。除此之外，該模塊還可以對帶卷上的缺陷進行瀏覽，以此來保障檢驗結果的準確性。

2.2 使用情況

通過實際的使用和調整，使用情況主要有以下幾個方面：第一，雖然系統主要對三維缺陷進行檢測，但是在實際檢測的過程中，圖像背景存在相對亮度，二維缺陷的灰度值小于背景的會肚子，所以系統也可以對二維缺陷進行檢測，但是檢測效果無法與三維缺陷檢測效果相比；第二，圖像背景會受到帶卷表面狀態的影響，不僅是宏觀狀態，微觀狀態也會影響圖像背景。在使用的過程中，如果使用條件相同，那么同一個帶卷上表面背景圖像會和下表面的背景圖像有很大的差別；第三，系統防護。通常，精整線的環境良好，所以無需進行防護工作。實際使用過程中，系統能夠滿足環境要求，不論是鏡頭還是其他設備都沒有出現任何問題。但是要對鏡頭表面的雜物多加注意，如果雜物過多會影響鏡頭的使用，所以一定要對鏡頭進行定期的檢修和清理；第四，系統作用。由于缺少檢測設備，所以只能通過檢測人員的肉眼進行帶卷表面的檢查。這么做會在很大程度上影響工作效率，且檢查質量不高。實際使用的過程中，生產線的最高速度為每分鐘90米，但是這種運行速度也會導致缺陷的出現，如銹斑、邊折等問題。這些問題難以通過肉眼檢測和分辨，在一定速度下就更加無法分辨。所以，安裝自動監測系統是十分必要的，該系統能夠提升檢測工作的效率和質量，降低人力資源的投入，從而降低生產成本。

3 結語

冷軋帶鋼表面缺陷檢測系統的設計能夠提升檢測效率和質量，節省人力成本。其主要有以下幾個方面的特點，分別是：硬件、軟件設計獨特，能夠對表面缺陷進行在線監測；可以檢測二維和三維缺陷；可以通過軟件使用各種算法；軟件功能強大。

[1]李爍.冷軋帶鋼表面氧化色的研究[D].沈陽理工大學,2014.

[2]徐森,屈爾慶,陳海永,劉坤,孫鶴旭.冷軋帶鋼表面缺陷檢測系統設計[J].儀表技術與傳感器,2017（01）.

Research of automatic monitoring system of cold rolled strip steel surface

Li Ning
（Shandong steel group sunshine limited company automation control center, Rizhao Shandong, 276805）

At present, the automatic monitoring system is still imperfect, cold rolled steel strip surface quality detection technology, detection accuracy and recognition problems, so the automatic monitoring system for cold rolled steel strip surface study is necessary. Based on the operating conditions of a system, automatic test system, the design of cold rolled strip steel surface from software development, hardware structure, classification algorithm and so on several aspects to obtain, improve the quality of the operation of the automatic monitoring system and monitoring level. This paper gives a detailed description and analysis.

cold rolled strip steel; Automatic monitoring; system