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固体料位测量一直是个难题,很难有一个准确可靠的最佳测量方式。测量的方法很多,如超声波式,雷达式,重锤式料位计,各有各的缺陷,很难做到连续、准确的测量。研制一种能满足工厂要求的自动检测料位的系统装置,以达到自动、准确、可靠地测量料位,对于减轻劳动强度、提高综合自动化水平具有重要的现实意义。本文在传统机械式重锤料位计的基础上,采用最新图像识别技术、PLC控制技术研制了一种新的智能料面测量系统(以下简称NHLM系统),较好地解决了传统重锤料位计到位信号不稳定,易产生缠绳、埋锤、丢锤的问题,提高了系统的自动化水平。特别是图像识别技术的应用,可以很方便地代替人眼,实现实时监控料位计钢丝绳在运动中的形状变化,自动分析及判断出重锤的到位情况,解决了重锤到位信号不可靠问题。此外,本系统所采用的图像采集平台可以使工作人员很方便地在控制室实时观测到料位计的内部运行情况,对排除故障,维护现场机械正常工作有着重要的优势。主要研究内容如下:
⑴机械式重锤料位计结构的改装:改装后的料位计能为图像采集模块提供合理的空间环境及控制平台,并且为原料料面的高度计算提供了结构数据支持。
⑵图像识别模块的设计:在VC平台上,完成图像的采集,图像的存取,显示,图像的滤波平滑去噪,图像的二值化和目标图像的提取识别。此模块的运用,可以实现对重锤料位计工作状态的实时监控及判断,提高了系统的管理能力及其控制的可靠性和灵活性。
⑶计算机与单片机串口通信模块的设计:通过数据电平转换,实现了上位机和下位机的通信,使数据可以实时传递,系统更加流畅高效。单片机控制系统把图像信号转化为开关信号,传输给PLC控制模块进行识别。
⑷设计PLC自动控制模块:该模块能实现信号的自动检测和系统的自动控制,我们根据料位计独特的机械结构,总结归纳出料面高度的精确计算公式,该模块根据此公式可计算出料位的高度,有效地提高了系统的精度,自动化水平和控制的可靠性。
⑸通过整个系统的实验,介绍了试验结果,并对其结果进行了分析。结果表明,系统精度可达到0mm~50mm,完全可满足生产需求,且系统性能可靠。此结果论证了系统方案的正确性和可行性,并为图象识别技术在工业生产中的应用提供了参考依据。