摄像定尺系统在宽厚板连铸机的应用

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1、改造与更新技术版文章编号：1671-0711（2012）08-0049-03摄像定尺系统在宽厚板连铸机的应用李克，孟祥彬，江楠（山东莱钢集团自动化部，山东莱芜271104）摘要：介绍了摄像定尺测控原理及在宽厚板连铸机上的应用情况和取得的良好效果，分析了控制系统功能，并对使用中存在的问题进行了研究，提出了相应的改进措施。关键词：摄像定尺；图像；非接触；定尺系统中图分类号：TF341.6文献标识码：B莱钢宽厚板连铸机主要生产厚度200mm、250mm和-20~80℃，检测精度5mm，误差控制精度-10~10

2、mm,定尺300mm的板坯，长度为2.7~4.3m。由于宽厚板轧机横向轧制范围可任意调节。的需要以及对成材率的较高要求，因此对连铸板坯定尺的二、控制系统精度和系统连续生产的稳定性要求很高。宽厚板连铸机采该系统采用工业级高精度红外摄像机来采集图像，使用国产非接触式摄像定尺来进行大断面板坯切割，并在使用先进的图像处理技术，根据板坯的光谱特征和形状特征，用过程中对系统进行了相应的优化，提高了系统的稳定性采用基于神经网络的模糊识别算法，从图像中提取钢坯信和定尺精度。息，跟踪坯头位置，通过编码器计数和西门子FM3

3、50模板计一、系统配置算出切割车位置，并通过组建OPCServer把摄像定尺中的采宽厚板连铸机切割系统分为一切和二切两部分，采用集信号与上位机联网通信，由PLC发出信号自动控制火焰切两套摄像定尺系统进行检测。一切摄像定尺系统控制母坯割机切割，摄像定尺控制原理如图1所示。切割，由于母坯定尺范围较宽，故在一切区域安装三个摄像机，用于检测不同定尺的母坯坯头；二切区域安装两个摄像机，分别用于母坯进入后的辊道减速控制和坯头检测。1.软件部分该系统使用C++编写，运用先进的ImageCoreTM图象处图1摄像定尺控

4、制原理图理技术对钢坯头部分进行精确识别，依照从二级系统接收1.宽厚板坯测长原理来的定尺值，自动控制火焰切割机对热钢坯进行切割,检由于摄像机固定于生产现场，其采集的现场图像具有固测并显示铸坯运行状态。在系统中组建OPCServer，利用以定的可视范围，摄像头拍摄的板坯图像在长度上呈线性分太网与火焰切割机系统的S7-300PLC系统进行通信，控制布。每个像素对应一个现场实际位置，具体的对应关系可通火焰切割机，并接收来自二级系统的定尺值。过标定来确定，切割位置示意图见图2，宽厚板坯头部位于P2.硬件部分点，P

5、点的像素位置X可通过图像处理获得，P点到切割枪的系统分为摄像部分和主机部分。摄像部分采用工业级距离L(板坯长度)通过人工测量获得，这样就建立起一组板坯高精度红外摄像机、可变焦镜头、不锈钢摄像机防护罩、像素位置与板坯实际长度的对应关系（X，L）。多路镜头控制器、12V电源、双屏蔽双绝缘视频电缆等。主在辊道上只要标明不同两点的实际位置，就可以计算机部分选用研祥工控机(酷睿双核CPU、2G内存、320G硬出整条辊道上像素与实际位置的对应关系，两点标定如图3盘)、以太网卡、专用图像采集卡、专用I/O控制卡、19

6、"彩所示。因此，只要准确识别板坯头部，并提取其位置信息色液晶显示器。红外摄像定尺工作系统指标为：工作温度(像素位置与实际位置)，即可完成对板坯的长度测量，并实2012年08月中国设备工程49改造与更新技术版相关接口，完成两系统间的连接。通过“看门狗”，监控数据传输是否正常。火焰切割机PLC向摄像定尺系统发送大车位置、割枪位置、变频器状态等信息。来自二级系统的定尺值和铸流PLC的拉速等其他信息也通过火焰切割机PLC传到摄像定尺系统中。摄像定尺系统运行时，将实时跟踪热坯坯头，精确计图2切割位置示意图算头部距

7、离切割初始点的距离，并根据此值结合切割车的实际位置情况计算热坯长度，当坯子到达定尺值时向火焰切割机PLC发出主压信号并进行准确切割。通过OPC实现摄像定尺系统与连铸机自动控制系统的融合,为实现过程自动化控制起到了很好作用。三、软件功能该系统采用工业计算机控制，具有良好的人机界面，图3两点标定功能较为齐全，其主要功能有以下几点。现定尺切割控制。（1）自动和手动功能。在自动状态时，系统接受二级系2.连铸板坯头部识别的方法统发送的定尺值，控制火焰切割机进行切割。在手动状态由于切割后的板坯头部亮度与板坯其他地方

8、存在差异，时，操作员可在上位机上输入多组定尺值，当二级系统出根据板坯图像像素亮度值的差异比对就可以识别出板坯头现问题时，可通过人工输入定尺值进行铸坯切割。部。连铸板坯头部识别如图4所示，A、B两条线之间的图像（2）切割机的相关信息如大车位置、割枪位置、粒化水是板坯图像的一个检测区间。对检测区间内的每一行像素状态、变频器状态等显示在摄像定尺的监控电脑上。(Ll，L2，…，Ln)中前后相邻的亮度值（bm，bm+1）进行比较，（3）在摄像定尺系统