基于Labview機器視覺的制品加工爐流量計識別監控系統

金詩博　門武斌

摘? 要：該系統是基于物聯網與圖像分析處理等相關技術的一種工業物聯網解決方案，系統面向智能制造工業加工產品中的生產參數監控問題。設計一款基于人工智能圖像分析以及工業物聯網系統相結合的產品生產過程中加工參數的氣體流量監控的設計方案。通過PLC控制工業相機在軌道中運動，定時獲取現場的37塊傳統氣體流量計儀表，對于傳統的流量計采用基于Labview圖像處理方法，分析出流量計的儀表讀數。通過該系統的設計和建立，解決以往人工操作的反復性和帶來的粗大誤差等問題，使勞動成本大大降低。

關鍵詞：機器視覺? 監控系統? 流量計識別? 制品加工爐

中圖分類號：TP391.4 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）08（a）-0034-02

視覺檢測與儀表圖像分析是現代智能制造中檢測任務環節的重要策略，隨著現代檢測技術的發展，傳統的檢測技術已經無法滿足現代檢測的需要。還由于成本原因，一些老的工業儀表，在一些中小加工企業中不便于進行升級。因此，該系統采用基于Labview視覺檢測和圖像處理方式，并采用工業物聯網的解決方案和模式，將機械式儀表進行圖像分析，完成數據采集部分。數據傳輸和處理部分，采用網絡通信的方式，以及數據管理方式進行整合，通過系統運行大大地縮短檢測時間，提高工業運行效率。

1? 該系統研究背景

某工業現場33臺加工設備，其中該設備的氣體流量值以及流量異常，是該設備的加工生產中一個重要參數。如果出現異常，會造成制品的品質下降。并且，現場原有方式存在點檢時間長、人員讀數誤差異大、實時性差以及缺乏日報管理和歷史異常查詢等問題。

所以針對上述問題，該文講述了一種流量計識別監控系統，監控33臺加工設備的37個氣體流量計，實現了采用機器視覺方式對加工期間的流量計參數進行監控、并完成數據存儲、預警設計和預警等功能。

2? 系統設計

通過PLC控制工業攝像機在軌道運動，定時獲取37塊傳統流量計儀表的讀數。在檢測端設有一臺監控主機作為信息傳輸的客戶端主機，系統示意圖如圖1所示。

檢測端監控主機部署Labview以及圖像檢測工具包，采用基于Labview機器視覺系統功能，結合IMAQ Vision圖像處理開發包，極大地縮短系統項目的開發周期，檢測速率可以達到傳統人工方式的2～3倍，檢測效果如圖2所示。

檢測原理為：（1）通過步進電機精確控制相機運行到被識別的儀表前面時，通過Labview程序設定好的ROI區域，識別流量計指針的位置，如圖2的劃橫線處。（2）由于流量計存在刻度不均勻以及識別不清晰的情況，所以該系統采用識別出指針在圖片中的像素點位置信息。（3）再將各刻度示數和像素位置信息通過非線性的分段線性化方法得出計算算法。（4）再將指針位置的像素信息，通過上述得出計算算法后得出準確值。

通過這樣原理方式，大大提高對于這種非線性刻度以及刻度圖像不清晰的情況的儀表示數識別準確度。

監控客戶端主機與服務器軟件系統通過網絡通信方式進行信息交互，實時將監控主機檢測到的流量計數據進行實時上傳服務器并匯總、存儲，預警設置和管理。數據查詢功能，如圖3所示。

3? 結語

該系統設計是基于物聯網與圖像分析處理等相關技術，系統面向智能制造工業加工產品生產參數監控使用。通過該系統的設計和建立，解決以往人工操作的反復性和帶來的粗大誤差等問題，使勞動成本大大降低。

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