冷轧带钢表面自动监测系统的研究

李宁

（山东钢铁集团日照有限公司自动化控制中心，山东日照，276805）

冷轧带钢表面自动监测系统的研究

李宁

（山东钢铁集团日照有限公司自动化控制中心，山东日照，276805）

冷轧带钢表面自动监测系统仍不完善，质量检测技术、检测精度、识别度扔存在问题，所以对冷轧带钢表面自动监测系统加以研究是必不可少的。根据系统的运行环境，设计冷轧带钢表面自动检测系统，从软件开发、硬件结构、分类算法等多个方面入手，改善自动监测系统的运行质量和监测水平。本文就此进行了详细的说明和分析。

冷轧带钢；自动监测；系统

0 引言

随着技术的发展，陈旧的监测系统和监测技术已经无法满足各大钢铁企业的需求，所以冷轧带钢表面自动监测系统的研究日益受到关注。传统的检测方式存在很多漏洞，无法进行精细的质量评估和控制，自动监测系统改善了这一问题。国内外诸多钢铁企业都加大了自动监测系统的研究，并且获得了一定的成果。本文主要对某钢铁公司的冷轧带钢表面自动监测系统进行设计的讲解和说明，阐述了该系统能的运行原理和检测内容。包括冷轧带钢表面折印、划痕等，都能够进行精确的监测，在很大程度上保障了冷轧带钢的质量。

1 自动监测系统的设计

该企业主要进行冷轧带钢产品的生产，主要有两条生产线，分别是：轧制线和精整线。系统主要在精整线上安装，具体位于矫直机与圆盘剪两个设备的中间。检测装置位于生产线，主要由三部分组成，分别是：摄像头、检测桥、光源。为了实现检测的全面性，该企业在是上表面和下表面分别放置了检测装置。摄像头为CCD摄像头，图像采集方式为多摄像头同步式。摄像头位于带钢宽度方向，最好保障两个相邻摄像头能够采集不同的图像，图像之间不会存在间隙。从而实现物体检测的全面性，且没有任何重复。这就要求摄像头具备一定的精确度，在技术上存在难度。所以，该系统中摄像头的图像采集会出现重叠，重叠图像可以通过软件进行后期的消除。

光源在监测系统中十分重要，光源会对图像采集质量造成直接影响。光源的具体放置情况如图1所示。系统采用的是LRD光源，这种光源的光为平行光。如果表面光滑，那么钢板会对光源进行反射，摄像头就无法对光源光进行采集，图像的背景颜色为黑色。如果表面有缺陷，那么光鲜无法完全反射，会出现漫反射的现象，这种情况下摄像头可以对光鲜进行采集，所以图像中会出现亮部，这些亮部就是存在缺陷的区域。

图1 光源放置位置

检测桥的作用是对摄像头和光源进行固定，检测桥的底部会装有轮子，地面有导轨，在系统维护的过程中可以把检测桥抽走，不会影响生产线的正常工作。检测桥的上下都要预留200毫米，方便携带。

之后，采集好的图像会由摄像头进行传送，由并行计算系统进行接收，并对图像进行分析和处理。该系统能够实现所有图像的分析和计算，为了降低硬件的使用成本，大部分计算方式都采用软件模式。在对图像进行处理和分析之后能够获得相应的缺陷信息，如缺陷位置、大小、等级等。

2 自动监测系统的运行情况

2.1 功能模块

监测系统主要有3个功能模块，分别是：在线检测、在线观测、离线分析。

在线监测主要用于冷轧带钢表面缺陷的检测，是最重要的一个模块。带卷列表是检测模块中的一个重要部分，它主要对当天的工作信息进行记录，如钢种、带卷规格等等。点击开始按钮之后，检测工作就会开始，系统会对带卷是否加入进行判断。如果加入了新的带卷，系统会自动获取带卷信息，并且进行检测。用户可以对信息和检测结果进行观察。完成带卷生产之后，系统检测也会随之停止，缺陷报告和质量评估结果会直接写入数据库，然后继续下一个带卷的检测。

在线观测模块主要用于图像的采集，方便摄像机和光源的调整。该模块还会对处理后的图像进行观察，并且根据结果数据进行系统参数的调整，从而优化检测结果。

离线分析模块主要是调动数据库中的历史数据，对这些数据进行分析和同居。根据带卷的编号和生产时间进行查询，统计缺陷检测结果，生成检测报告，并且打印和存储报告。除此之外，该模块还可以对带卷上的缺陷进行浏览，以此来保障检验结果的准确性。

2.2 使用情况

通过实际的使用和调整，使用情况主要有以下几个方面：第一，虽然系统主要对三维缺陷进行检测，但是在实际检测的过程中，图像背景存在相对亮度，二维缺陷的灰度值小于背景的会肚子，所以系统也可以对二维缺陷进行检测，但是检测效果无法与三维缺陷检测效果相比；第二，图像背景会受到带卷表面状态的影响，不仅是宏观状态，微观状态也会影响图像背景。在使用的过程中，如果使用条件相同，那么同一个带卷上表面背景图像会和下表面的背景图像有很大的差别；第三，系统防护。通常，精整线的环境良好，所以无需进行防护工作。实际使用过程中，系统能够满足环境要求，不论是镜头还是其他设备都没有出现任何问题。但是要对镜头表面的杂物多加注意，如果杂物过多会影响镜头的使用，所以一定要对镜头进行定期的检修和清理；第四，系统作用。由于缺少检测设备，所以只能通过检测人员的肉眼进行带卷表面的检查。这么做会在很大程度上影响工作效率，且检查质量不高。实际使用的过程中，生产线的最高速度为每分钟90米，但是这种运行速度也会导致缺陷的出现，如锈斑、边折等问题。这些问题难以通过肉眼检测和分辨，在一定速度下就更加无法分辨。所以，安装自动监测系统是十分必要的，该系统能够提升检测工作的效率和质量，降低人力资源的投入，从而降低生产成本。

3 结语

冷轧带钢表面缺陷检测系统的设计能够提升检测效率和质量，节省人力成本。其主要有以下几个方面的特点，分别是：硬件、软件设计独特，能够对表面缺陷进行在线监测；可以检测二维和三维缺陷；可以通过软件使用各种算法；软件功能强大。

[1]李烁.冷轧带钢表面氧化色的研究[D].沈阳理工大学,2014.

[2]徐森,屈尔庆,陈海永,刘坤,孙鹤旭.冷轧带钢表面缺陷检测系统设计[J].仪表技术与传感器,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