基于机器视觉的环冷机台车车轮状态监测系统

发布时间：2020-08-13 13:04

【摘要】：环形冷却机是烧结工艺中的冷却用承载,是钢铁冶金的重要设备之一。环冷机粗犷的工况使得台车车轮的轴承容易变形和磨损,导致车轮从车轴脱落,严重影响生产效率,威胁人员安全。因此研究车轮状态预警机制并实现自动化监测具有重要的意义。轴承失效的过程中,车轮在铁轨上由纯滚动变成滑动,转速降低。利用这一特征,针对台车车轮的转速测量进行研究。论文的主要工作包括:1.根据技术指标和系统需求设计总体网络架构。摄像机和传感器在线采集数据,下位机PLC协调控制,中心服务器实现图像的实时处理和报警机制。2.基于张正友法对相机进行分步标定,消除畸变并扩展对滚动车轮的采样范围;应用改进的直方图均衡和霍夫直线检测,排除光照变化和投影的影响;提出一种自适应阈值的Canny算法,并应用到霍夫圆变换中,提取车轮的旋转区域。3.提出一种基于图像特征匹配的转速测量方法。应用ORB算法对连续两帧中车轮上的标志物进行特征匹配,对筛选后的匹配点对估计仿射变换矩阵,获得滚动的瞬时转速和瞬时速度,并以此判断车轮的滚动/滑动状态。当滑动量超过阈值时触发报警。基于轮廓提取和模版法提取和识别的车轮序号,以准确地记录车轮的状态,实现精准报警。4.基于速度积分和光电开关的掉轮检测。利用光电开关检测车轮信号,根据台车的行进速度预测车轮到达时刻,通过冗余机制检测掉轮故障。基于上述算法和思想,研发基于机器视觉的环冷机台车车轮状态监测系统,实现对车轮状态的在线检测、故障预测与故障跟踪。本系统在宝钢炼铁厂4#烧结机上成功验证。瞬时转速检测耗时在300ms以内,误差小于5%,平均转速误差小于2%,综合故障检出率达99.5%。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TF31
【图文】：

量熔融体及固化反应使散状物料粘结成块状烧结矿。烧结的流程包括配料、一次逡逑混合、二次混合、点火烧结、除尘与抽风、轧碎与冷却［２］。典型的烧结工艺流程如逡逑图１．１所示。逡逑ｉ邋梓转石邋ｉ逦？逦Ｈｉ逡逑震高！邋Ｉ邋ｇ逦｜邋Ｉ邋抛sE逡逑｜埃坫生料逡逑ｍｎ邋N＾逡逑ＩＩ逦热隹空气逡逑［ｊ邋櫝逦ｎ，逦＾逦麟机逦＿ａ逡逑□邋［ＦＩ逦Ｖ逦…＇NB逦ｓ逡逑１１１逦ｏｏｔｏｉ＾ｎ逡逑＋邋粉＾

本文编号：2792038