[实用新型]一种在线纸病检测系统

说明书

技术领域

    本实用新型及一种工业检测和机器视觉技术领域，尤其涉及一种在线纸病检测系统。 

背景技术

纸病检测系统（WIS）是目前已经被广泛接受的造纸过程检测系统之一，能够对纸张的生产过程进行实时的全面的监视、测量及控制。现代造纸机的特点是速度快，纸幅宽，较大的纸幅宽度都超过10米，速度能够高达1000米/分钟以上。在这种情况下，仅仅依靠人力进行纸病检测已不可能，因此需要一种基于“机器视觉”技术的智能在线检测技术来实现高精度，多种类的纸病检测。 

在现有技术中，机器视觉检测系统采用工业用高速线阵CCD相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布、亮度和颜色等信息转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标特征，如面积、数量、位置、长度等，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格(不合格)、有（无）等，实现自动识别功能。机器视觉技术将计算机的快速性、可靠性，以其自动化、客观、非接触和高精度的特点在众多工业生产领域取得了广泛的应用。 

然而在实际应用中，由于在线纸病检测系统控制程序较为复杂，所要实现的功能较多。如果能将在纸病检测系统的多项功能集中控制，减轻CPU工作负担，优化系统，减少布线，能够降低成本，提高纸病检测效率，改善工作环境。目前这一工作尚未见有相关报道。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种在线纸病检测系统，它具有减轻CPU负担，提高纸病检测效率，集成性高，减少布线，降低成本，提高控制器的开发效率，减轻工作人员的工作量的优点。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种在线纸病检测系统，包括纸辊设备、协调控制器、开关量控制器、若干相机、图像处理系统、管理服务器，所述协调控制器通过线路分别与纸辊设备、开关量控制器、若干相机、管理服务器相连接，并且相机通过线路与图像处理系统连接，图像处理系统通过线路与管理服务器连接。

协调控制器包括信号处理和转换模块、LED控制模块、数据接收发送模块、开关量控制模块、LVDS信号输出控制模块、LVDS接口、CAN总线接口，所述信号处理和转换模块分别与LED控制模块、数据接收发送模块、开关量控制模块、LVDS信号输出控制模块连接，并且数据接收发送模块与CAN总线接口连接，LVDS信号输出控制模块与LVDS接口连接。 

纸辊设备包括高速旋转编码器、打标机、可调节LED光源，高速旋转编码器安装在纸辊设备滚动轴上，打标机安装在与运动纸张平行的台架上，高速旋转编码器、打标机分别通过线路与协调控制器上的数据接收发送模块连接，可调节LED光源安装在运动纸张底部，并且通过线路与协调控制器上的LED控制模块连接。 

相机为高精度线阵扫描CCD相机，并且高精度线阵扫描CCD相机上设有LVDS接口、Gigabit Ethernet输出接口，高精度线阵扫描CCD相机安装在可调节LED光源和运动纸张的正上方造纸机的横梁上，相机和可调节LED光源在同一垂直平面内。 

图像处理系统包括若干台图像处理计算机，计算机上装有纸病检测软件，图像处理计算机分别通过千兆以太网与高精度线阵扫描CCD相机上的Gigabit Ethernet输出接口连接，并且高精度线阵扫描CCD相机上的LVDS接口通过线路与协调控制器上的LVDS接口连接。 

管理服务器通过CAN总线与协调控制器上的CAN总线接口连接。 

开关量控制器通过线路与协调控制器上的开关量控制模块连接。 

纸辊设备、协调控制器、开关量控制器、若干相机安装在工作室，图像处理系统、管理服务器安装在监控室。 

协调控制器：基于FPGA的协调控制器其作用在于集多项功能于一体，在纸病检测系统中起到一个连接和协调控制高精度线阵扫描CCD相机、LED光源、打标机、高速旋转编码器、图像处理系统、管理服务器的作用。 

图像处理系统：由若干台图像处理计算机组成，安装有纸病检测软件，对图像数据进行分析处理，检测分类各种纸病信息，并将信息发送给管理服务器。 

管理服务器：安装有用户应用软件，提供人机交互界面，接受图像处理系统和协调控制器发送的信号，根据系统运行状态，控制系统运行，储存并显示实习信息，具有相关历史记录的查询功能，并发送相关纸病信息和图像平均灰度值信息，分别根据不同的纸病信息和图像平均灰度值信息，控制打标器和LED光源。