CN111427302B - 一种环冷机台车轮子转速监测***及其监测方法 - Google Patents

一种环冷机台车轮子转速监测***及其监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环冷机台车轮子转速监测***及其监测方法，其包括：监控模块、信号传输中继站模块、中央处理控制模块、标志物模块。所述的监控模块用以实现对台车轮子的到位检测及监控拍摄；所述的信号传输中继站模块用以实现监控模块与中央处理控制模块的远程信号传输、台车速度信号的输入及报警信号的输出；所述的中央处理控制模块用以实现整个***的处理计算与控制决策；所述的标志物模块用以实现台车轮子的标记，方便轮子图像特征提取，及轮子编码。本发明利用机器视觉进行车轮转速监测，可在车轮受损停止转动前发现问题，并进行报警，从而将损失降低到最低。

Description

一种环冷机台车轮子转速监测***及其监测方法
技术领域
本发明涉及设备状态监测***及方法，更具体地说，涉及一种环冷机台车轮子转速监测***及其监测方法。
背景技术
环冷机车轮通常采用周期维护检修模式，更换周期一般为2年，但往往车轮还未到周期就状态劣化，环冷机台车装机量大，体积较大，负载沉重，两侧车轮的端部接触应力大，车轮的运行环境恶劣，易致使台车车轮轴承损坏卡死，车轮不转动，台车偏斜，轮子卡弯轨、卡曲轨，内圈卡密封板，连接板断等故障，检修过程不仅浪费大量的人力物力，还耽误生产时间。
环冷机台车故障事故频繁，且直接造成生产损失：累计停产100小时以上，产量损失约十几吨，经济损失直达千万元。因而尽早发现或预测出台车轮子在运行总出现或可能出现的故障，是非常有必要的。
目前，现有的几种环冷机台车轮子转速监测方法有：
1)接近距离传感器式车轮转速监测方法，传感器式的工作原理为检测车轮到传感器的距离，当距离发生变化时，说明轮子已经受损、松动；
2)磅压力式车轮转速监测方法，磅压力式的工作原理为受损车轮的轴承会损坏，产生间隙，当台车运行经过磅秤时，受损车轮承力小，磅秤上测出的重量小，当检测到某处车轮重量小而进行报警；
3)力矩式车轮转速监测方法，力矩式的工作原理为采用力矩测量设备测量车轮阻力矩，正常情况下，车轮轴承未受损，车轮阻力矩较小，当车轮轴承受损后，车轮阻力矩较大，当检测到车轮阻力矩过大时进行报警。
但是上述的三种方法都是当***产生报警时，环冷机台车车轮已损坏，均不能提前对受损车轮做出判断，之后必将被淘汰。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种环冷机台车轮子转速监测***及其监测方法，利用机器视觉进行车轮转速监测，可在车轮受损停止转动前发现问题，并进行报警，从而将损失降低到最低。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，一种环冷机台车轮子转速监测***，包括：
监控模块，用以实现对台车轮子到位状况的检测及监控拍摄；
中央处理控制模块，用以实现整个***的处理计算与控制决策；
信号传输中继站模块，用以实现监控模块与中央处理控制模块之间的远程信号传输、台车速度信号的输入及报警信号的输出；
标志物模块，用以实现台车轮子的标记，便于监控模块对轮子图像特征提取，及轮子编码。
所述的监控模块，包括：
接近开关，设于台车行进路线上，用以检测台车轮子是否达到监测范围内；
工业监控摄像头，用以对台车轮子进行监控拍摄；
补光灯，用以对工业监控摄像头拍摄时的补光。
所述的信号传输中继站模块，包括：
PLC模组，包括：可编程控制器、模拟输入单元，可编程控制器用以读取接近开关的开关信号及输出报警信号，模拟输入单元用以读取台车的模拟速度信号；
串口\网络转换器，用以将PLC模组的串口信号转换成可远程通信的网络信号；
光纤收发器，用以将PLC模组与工业监控摄像头的网络信号转换成光电信号；
光纤终端盒，用以将单模光纤接入光缆；
开关电源，用以串口\网络转换器、光纤收发器的供电。
所述的中央处理控制模块，包括：
图像处理计算器，与PLC模组、监控模块进行通信，通过对监控模块传输来的视频图像进行图像处理、特征提取，进而计算出台车轮子转速，并与PLC模组读取的台车轮子转速进行实时对比，得出转速的差值，当差值超过误差允许范围内便出发报警机制；
显示器，用以实时显示整个***的运行情况；
光纤收发器，用以将从信号传输中继站模块传输来的光电信号转换成图像处理计算器能直接处理的网络信号；
光纤终端盒，用以将单模光纤接入光缆；
USB、HDMI延长器，用以图像处理计算器与显示器之间的远程操作显示。
所述的标志物模块，包括：
号码牌，用以对台车轮子进行编码；
轮子标志物，用以辅助工业监控摄像头捕捉轮子特征。
所述的接近开关具有四个，均为扩散反射型红外光电传感器，所述的补光灯的功率为30w，补光距离为1m。
所述的可编程控制器为欧姆龙CP1E，所述的模拟输入单元为CP1W，所述的串口\网络转换器为ZLAN5103，RS232转网线，所述的光纤收发器为TL-FC311A一光四电，所述的开关电源为DC12V5A。
所述的图像处理计算器为PC，所述的USB、HDMI延长器为EKL-USB、EKL-HDMI延长器。
所述的号码牌为磨砂材质，所述的轮子标志物为铷磁铁。
另一方面，一种环冷机台车轮子转速监测方法，当台车轮子进入接近开关范围内时，工业监控摄像头开始对台车轮子进行视频拍摄，图像处理计算器通过调用SDK开发包的接口读入视频信号，并对视频文件进行处理，提取其中的轮子特征及轮子编号，并进行转速计算，多组计算求取转速平均值，之后将转速平均值与PLC模组读取的台车实际转速进行实时对比，计算误差，当转速误差超过允许范围，触发报警机制，报警机制设有慢速、不转、掉轮三种，工作人员根据报警机制对台车轮子进行相应处理。
在上述的技术方案中，本发明所提供的一种环冷机台车轮子转速监测***及其监测方法，利用机器视觉的方法对台车轮子进行监测，以实现对台车轮子在运行中出现的故障的***，降低维护成本，并且能及时发现环冷机台车轮子转速的异常劣化趋势，大大减少了环冷机台车轮子故障对生产造成的影响，采用周期维护检修模式进行科学智能化设备管理。
附图说明
图1是本发明实施例的***示意图；
图2是本发明实施例的***接线图；
图3是本发明实施例的光纤收发器接线图；
图4是本发明实施例的PLC模组接线图；
图5是本发明实施例的***运行流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
请结合图1至图4所示，本发明所提供的一种环冷机台车轮子转速监测***，包括：
监控模块1，用以实现对台车轮子2到位状况的检测及监控拍摄。
中央处理控制模块2，用以实现整个***的处理计算与控制决策。
信号传输中继站模块3，用以实现监控模块1与中央处理控制模块2之间的远程信号传输、台车速度信号的输入及报警信号的输出。
标志物模块，用以实现台车轮子2的标记，便于监控模块1对台车轮子2图像特征提取，及轮子编码。
较佳的，所述的监控模块1具有内外圈共两套模块，每套监控模块1均包括：
接近开关11，设于台车行进路线上，用以检测台车轮子2是否达到监测范围内，该接近开关11具有四个，均为扩散反射型红外光电传感器，可在300～1000mm内调节检测距离。
工业监控摄像头12，用以对台车轮子2进行监控拍摄，工业监控摄像头12为海康威视户外监控摄像头，防水防尘等级为IP67。
补光灯13，用以对工业监控摄像头12拍摄时的补光，补光灯13状态为常亮，功率为30w，补光距离为1m。
较佳的，所述的信号传输中继站模块3，包括：
PLC模组31，包括：可编程控制器、模拟输入单元，可编程控制器用以读取接近开关11的开关信号及输出报警信号，模拟输入单元用以读取台车的模拟速度信号(4～20mA电流信号)；可编程控制器为欧姆龙CP1E，模拟输入单元为CP1W。
串口\网络转换器32，用以将PLC模组31的串口信号转换成可远程通信的网络信号；串口\网络转换器为ZLAN5103，RS232转网线。
光纤收发器33，用以将PLC模组31与工业监控摄像头12的网络信号转换成光电信号；光纤收发器为TL-FC311A一光四电。
光纤终端盒，用以将单模光纤接入光缆。
开关电源，用以串口\网络转换器32、光纤收发器33的供电；开关电源为DC12V5A。
较佳的，所述的中央处理控制模块2，包括：
图像处理计算器，与PLC模组31、监控模块1进行通信，通过对监控模块1传输来的视频图像进行图像处理、特征提取，进而计算出台车轮子2转速，并与PLC模组32读取的台车轮子1转速进行实时对比，得出转速的差值，当差值超过误差允许范围内便出发报警机制；图像处理计算器为PC。
显示器，用以实时显示整个***的运行情况。
光纤收发器，用以将从信号传输中继站模块3传输来的光电信号转换成图像处理计算器能直接处理的网络信号。
光纤终端盒，用以将单模光纤接入光缆。
USB、HDMI延长器，用以图像处理计算器与显示器之间的远程操作显示；USB、HDMI延长器为EKL-USB、EKL-HDMI延长器。
较佳的，所述的标志物模块，包括：
号码牌4，用以对台车轮子2进行编码；号码牌为磨砂材质，不产生镜面反射。
轮子标志物5，用以辅助工业监控摄像头捕捉轮子特征；轮子标志物为铷磁铁(40*20*3)，颜色应与轮子2颜色存在较大反差，便于工业监控摄像头12对轮子标志物5的捕捉，且便于安装。
请结合图5所示，本发明还提供了一种环冷机台车轮子转速监测方法，在应用时，首先开启***，启动环冷机台车轮子转速监测软件，开始转速监测，当台车轮子2进入接近开关范围内时，工业监控摄像头12开始对台车轮子2进行视频拍摄，图像处理计算器通过调用已有的海康威视SDK开发包的接口读入视频信号，并对视频文件进行处理，提取其中的轮子特征及轮子编号，并进行转速计算，多组计算求取转速平均值，之后将转速平均值与PLC模组31读取的台车实际转速进行实时对比，计算误差，当转速误差超过允许范围，触发报警机制，报警机制设有慢速、不转、掉轮三种，工作人员根据报警机制对台车轮子进行相应处理。
综上所述，本发明利用机器视觉进行车轮转速监测，可在车轮受损停止转动前发现问题，并进行报警，以实现对台车轮子在运行中出现的故障的***。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种环冷机台车轮子转速监测***，其特征在于，包括：
监控模块，用以实现对台车轮子到位状况的检测及监控拍摄；
中央处理控制模块，用以实现整个***的处理计算与控制决策；
信号传输中继站模块，用以实现监控模块与中央处理控制模块之间的远程信号传输、台车速度信号的输入及报警信号的输出；
标志物模块，用以实现台车轮子的标记，便于监控模块对轮子图像特征的提取，及轮子的编码，
所述的监控模块，包括：
接近开关，设于台车行进路线上，用以检测台车轮子是否达到监测范围内；
工业监控摄像头，用以对台车轮子进行监控拍摄；
补光灯，用以对工业监控摄像头拍摄时的补光，
所述的信号传输中继站模块，包括：
PLC模组，包括：可编程控制器、模拟输入单元，可编程控制器用以读取接近开关的开关信号及输出报警信号，模拟输入单元用以读取台车的模拟速度信号；
串口\网络转换器，用以将PLC模组的串口信号转换成可远程通信的网络信号；
光纤收发器，用以将PLC模组与工业监控摄像头的网络信号转换成光电信号；
光纤终端盒，用以将单模光纤接入光缆；
开关电源，用以串口\网络转换器、光纤收发器的供电，
所述的中央处理控制模块，包括：
图像处理计算器，与PLC模组、监控模块进行通信，通过对监控模块传输来的视频图像进行图像处理、特征提取，进而计算出台车轮子转速，并与PLC模组读取的台车轮子转速进行实时对比，得出转速的差值，当差值超过误差允许范围内便出发报警机制；
显示器，用以实时显示整个***的运行情况；
光纤收发器，用以将从信号传输中继站模块传输来的光电信号转换成图像处理计算器能直接处理的网络信号；
光纤终端盒，用以将单模光纤接入光缆；
USB、HDMI延长器，用以图像处理计算器与显示器之间的远程操作显示。
2.如权利要求1所述的一种环冷机台车轮子转速监测***，其特征在于：所述的标志物模块，包括：
号码牌，用以对台车轮子进行编码；
轮子标志物，用以辅助工业监控摄像头捕捉轮子特征。
3.如权利要求1所述的一种环冷机台车轮子转速监测***，其特征在于：所述的接近开关具有四个，均为扩散反射型红外光电传感器，所述的补光灯的功率为30w，补光距离为1m。
4.如权利要求1所述的一种环冷机台车轮子转速监测***，其特征在于：所述的可编程控制器为欧姆龙CP1E，所述的模拟输入单元为CP1W，所述的串口\网络转换器为ZLAN5103，RS232转网线，所述的光纤收发器为TL-FC311A一光四电，所述的开关电源为DC12V5A。
5.如权利要求1所述的一种环冷机台车轮子转速监测***，其特征在于：所述的图像处理计算器为PC，所述的USB、HDMI延长器为EKL-USB、EKL-HDMI延长器。
6.如权利要求2所述的一种环冷机台车轮子转速监测***，其特征在于：所述的号码牌为磨砂材质，所述的轮子标志物为铷磁铁。
7.一种用于如权利要求1-6任一项所述的环冷机台车轮子转速监测***的监测方法，其特征在于：当台车轮子进入接近开关范围内时，工业监控摄像头开始对台车轮子进行视频拍摄，图像处理计算器通过调用SDK开发包的接口读入视频信号，并对视频文件进行处理，提取其中的轮子特征及轮子编号，并进行转速计算，多组计算求取转速平均值，之后将转速平均值与PLC模组读取的台车实际转速进行实时对比，计算误差，当转速误差超过允许范围，触发报警机制，报警机制设有慢速、不转、掉轮三种，工作人员根据报警机制对台车轮子进行相应处理。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101482370A (zh) * 2009-02-10 2009-07-15 中冶长天国际工程有限责任公司 一种用于环冷机台车的支承梁
JP2009276257A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Jfe Steel Corp 台車の車輪軸受部の異常判定方法
CN201965244U (zh) * 2010-12-15 2011-09-07 武汉钢铁(集团)公司 一种环冷机台车轮在线检测装置
CN102358505A (zh) * 2011-06-28 2012-02-22 太原理工大学 一种输送带纵向撕裂在线监测预警装置
CN105115301A (zh) * 2015-09-16 2015-12-02 广东韶钢松山股份有限公司 一种烧结环冷机台车轮脱落的警示***
CN206310935U (zh) * 2016-11-11 2017-07-07 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种用于环冷机打滑检测保护装置
CN108332564A (zh) * 2018-04-03 2018-07-27 河钢股份有限公司承德分公司 环冷机打滑检测装置
CN108534560A (zh) * 2017-03-05 2018-09-14 上海梅山钢铁股份有限公司 环冷机台车轮状态跟踪检测***及控制方法
CN208139866U (zh) * 2018-02-28 2018-11-23 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 用于检测车轮脱落的装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009276257A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Jfe Steel Corp 台車の車輪軸受部の異常判定方法
CN101482370A (zh) * 2009-02-10 2009-07-15 中冶长天国际工程有限责任公司 一种用于环冷机台车的支承梁
CN201965244U (zh) * 2010-12-15 2011-09-07 武汉钢铁(集团)公司 一种环冷机台车轮在线检测装置
CN102358505A (zh) * 2011-06-28 2012-02-22 太原理工大学 一种输送带纵向撕裂在线监测预警装置
CN105115301A (zh) * 2015-09-16 2015-12-02 广东韶钢松山股份有限公司 一种烧结环冷机台车轮脱落的警示***
CN206310935U (zh) * 2016-11-11 2017-07-07 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种用于环冷机打滑检测保护装置
CN108534560A (zh) * 2017-03-05 2018-09-14 上海梅山钢铁股份有限公司 环冷机台车轮状态跟踪检测***及控制方法
CN208139866U (zh) * 2018-02-28 2018-11-23 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 用于检测车轮脱落的装置
CN108332564A (zh) * 2018-04-03 2018-07-27 河钢股份有限公司承德分公司 环冷机打滑检测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
烧结环冷机防打滑和防掉轮***实践应用;宋向阳;《中国科技纵横》;20140531(第09期);第91-93页 *

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