液体类包装生产线的集成联动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种液体类包装生产线的集成联动系统，包括：总控系统；所述总控系统包括：至少一摄像机和产品计数模块，所述摄像机设置在生产线上，用于采集包装瓶视频帧；所述产品计数模块，根据所述包装瓶视频帧进行分析处理获取生产线上产品数量；所述总控系统还包括拥塞分配模块，用于根据各生产线产品数量获取实际产品流量，并根据实际产品流量和生产线人工对应的预计流量分析计算，调配各生产线运送电机的运行速度。本发明专利技术实现总控系统对各生产线远程统一管理，提高系统整体生产效率，降低管理成本。

Integrated linkage system for liquid packaging production line

The invention discloses an integrated linkage system for a liquid packaging production line, including a general control system, which comprises at least one camera and a product counting module, which are arranged on the production line for collecting video frames of the packaging bottle, and a product counting module which is based on the video frame entry of the packaging bottle. The total control system also includes a congestion allocation module, which is used to obtain the actual product flow according to the product quantity of each production line, and to adjust the running speed of the conveying motor of each production line according to the actual product flow and the predicted flow of the production line. The invention realizes the remote and unified management of each production line by the general control system, improves the overall production efficiency of the system and reduces the management cost.

【技术实现步骤摘要】
液体类包装生产线的集成联动系统
本专利技术涉及一种生产管理系统，特别涉及一种液体类包装生产线的集成联动系统。
技术介绍
国内灌装机生产企业规模小,且很多生产企业主要还是靠引进国外的技术和生产线,或在此基础上对同类产品进行仿造。国内24工位的饮料灌装机，对于500mlPET瓶灌装速度为12000BPH（瓶/小时），单个封盖头的工作效率为1500~1800BPH，且灌装的容量误差较大，与国外产品有较大的差距。公司现阶段研发销售的酒品自动灌装生产线为满足不同酒类品牌的包装对瓶型多样化的需求，在机电设计上针对多种瓶型进行了兼容，在洗瓶、烘干、灌装、上盖、杂质检测等工位上均采用独立PLC控制，现有系统在机械装配制造与流水线设计上已达到国内先进水平，由于节约成本的考虑，目前使用到多个品牌不同型号的PLC控制器，各控制器之间相互通信的开发存在一定难度，需要人工对生产线进行速度同步调整、生产线各节点启停等操作，提高生产效能并避免发生事故造成物料浪费。同时，酒品生产厂家为了提升市场竞争力，同时推广多种品牌和型号的酒产品，造成包装规格多样化，包装工艺流程无法统一的，为满足用户需求，包装生产线设计上均配置多组人工操作环节，如上瓶、贴标、装箱等工作。人工环节的引入，造成系统整体同步以及异常处理需要人为干预，一旦生产线有速度适配操作以及制动复位操作，均需要大量时间进行调整同步，耗费时间以及管理成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的产品灌装生产线各工位独立控制和“机器—人工”半自动化的不足，提供一种液体类包装生产线的集成联动系统。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种液体类包装生产线的集成联动系统，包括：总控系统；所述总控系统包括：至少一摄像机和产品计数模块，所述摄像机设置在生产线上，用于采集包装瓶视频帧；所述产品计数模块，根据所述包装瓶视频帧进行分析处理获取生产线上产品数量；所述总控系统还包括拥塞分配模块，用于根据各生产线产品数量获取实际产品流量，并根据实际产品流量和生产线人工对应的预计流量分析计算，调配各生产线运送电机的运行速度。优选地，所述产品计数模块包括：视频帧图像预处理模块，用于将摄像机获取的原始视频帧中的图像进行灰度处理和高斯滤波，得到处理图像；ROI检测区选取模块，用于基于Opencv的ROI功能从处理图像中选取ROI检测区；瓶口识别模块，用于绘制出现在ROI检测区中的包装瓶瓶口圆形形状；检测模块，用于根据每个所述包装瓶瓶口圆形形状与在ROI检测区中间设置的一条绊线相交则产品数量计数加1。优选地，所述ROI检测区设置为矩形。优选地，所述总控系统，还包括包装瓶质量检测模块，用于计算机视觉技术与卷积神经网络技术识别包装瓶残次品。优选地，所述总控系统，还包括包装瓶瓶型识别模块，用于基于surf算法和模板匹配算法对生产线包装瓶瓶型的识别。优选地，所述包装瓶瓶型识别模块还连接有告警模块，所述告警模块用于识别包装瓶瓶型错放其他瓶型的生产线时发出告警。优选地，所述总控系统还设置有至少一通信前置机，所述通信前置机连接至各生产线PLC控制器，用于各生产线PLC控制器相互通信，统一管理。所述总控系统还包括人工生产效率分析模块，所述人工生产效率分析模块用于收集人工生产时间和生产量数据信息，并统计分析人工生产效率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、通过总控系统控制下的各生产线控制系统集成联动，实现总控系统对各生产线远程统一管理和分配，提高系统整体生产效率，降低管理成本，同时减少和避免因自动化程度不高造成的原料浪费，提升产品竞争力，对企业和行业发展具有重要的意义；2、通过对所述总控系统和生产线控制系统的PLC控制器设置统一通信协议，整合各生产线多个品牌不同型号的PLC控制器，提高本专利技术集成联动系统的系统稳定性和实用性，提高生产效能。附图说明：图1是本专利技术所述的集成联动系统的系统框图。图2是本专利技术所述的集成联动系统的产品计数模块框图。图3是本专利技术所述的集成联动系统的产品计数模块计数流程图。图4是本专利技术所述的集成联动系统的包装瓶质量检测流程图。图5是本专利技术所述的集成联动系统的包装瓶瓶型识别流程图。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。如图1所示，一种液体类包装生产线的集成联动系统，包括：总控系统；所述总控系统包括：至少一摄像机和产品计数模块，所述摄像机设置在生产线上，用于采集包装瓶视频帧；所述产品计数模块，根据所述包装瓶视频帧进行分析处理获取生产线上产品数量；所述总控系统还包括拥塞分配模块，用于根据各生产线产品数量获取实际产品流量，并根据实际产品流量和生产线人工对应的预计流量分析计算，调配各生产线运送电机的运行速度。进一步可知，拥塞分配模块也可在生产线产品堆积时，设置一提醒模块，用于提示管理人员对人工进行调配，以解决暂时的产品堆积，本专利技术优选对生产线运送电机的控制具有更高的自动化生产效率。通过总控系统对各生产线集成联动控制，实现总控系统对各生产线远程统一管理和分配，提高系统整体生产效率，降低管理成本，同时减少和避免因自动化程度不高造成的原料浪费，提升产品竞争力，对企业和行业发展具有重要的意义。如图2-3所示，具体地，所述产品计数模块包括：视频帧图像预处理模块，用于将摄像机获取的原始视频帧中的图像进行灰度处理和高斯滤波，得到处理图像；ROI检测区选取模块，用于基于Opencv的ROI功能从处理图像中选取ROI检测区；本实施例中，优选将ROI检测区设置为矩形，具体地，本实施例中ROI检测区选取通过获取鼠标事件实现：在ROI区域的选取过程中，检测到的鼠标事件包括鼠标左键按下、鼠标在左键按下的状态移动、鼠标左键弹起；根据鼠标左键的点击获取到ROI检测区的起点，拖动鼠标直到完成区域的绘制，松开左键，系统将记录区域的起点以及区域的大小；根据获得的矩形区域，绘制出区域的轮廓；在轮廓绘制的过程中，将区域平均分割成多行，该行数根据生产线中包装瓶排列的行数确定，每一行分别用于测量生产线的每一行包装瓶。瓶口识别模块，用于绘制出现在ROI检测区中的包装瓶瓶口圆形形状；包装瓶瓶口圆形形状绘制的过程中，帧率处于每秒10帧左右，本实施例使用OpenMP为检测到的瓶口绘制圆形，将该过程并行化，加快程序的处理速度，保证系统的稳定性；检测模块，用于根据每个所述包装瓶瓶口圆形形状与在ROI检测区中间设置的一条绊线相交则产品数量计数加1；所述绊线的位置处于矩形ROI检测区的中间，将矩形ROI检测区平均分成左右两个形状一样的矩形；具体地，包装瓶经过绊线的过程中，检测模块会检测到视频在连续的几帧或几十帧里，都存在瓶口和绊线的相交线，当瓶子完全经过后，相交线消失，如果系统在对每一行的检测中发现，视频中区域内的状态从没有相交线，变成连续几帧都存在相交线，到最后的相交线消失，那么系统就判定为有一个瓶子经过。由于生产线环境的因素，摄像机拍摄的视频会受到影响，视频的图像可能会在某些帧上发生模糊的现象，导致瓶口无法被霍夫圆变化检测出来，本实施例采用阈值的方法，对判定进行改进，阈值检测的内容是，判断异常计数是否超过规定数值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体类包装生产线的集成联动系统，其特征在于，包括：总控系统；所述总控系统包括：至少一摄像机和产品计数模块，所述摄像机设置在生产线上，用于采集包装瓶视频帧；所述产品计数模块，根据所述包装瓶视频帧进行分析处理获取生产线上产品数量；所述总控系统还包括拥塞分配模块，用于根据各生产线产品数量获取实际产品流量，并根据实际产品流量和生产线人工对应的预计流量分析计算，调配各生产线运送电机的运行速度。

【技术特征摘要】
1.一种液体类包装生产线的集成联动系统，其特征在于，包括：总控系统；所述总控系统包括：至少一摄像机和产品计数模块，所述摄像机设置在生产线上，用于采集包装瓶视频帧；所述产品计数模块，根据所述包装瓶视频帧进行分析处理获取生产线上产品数量；所述总控系统还包括拥塞分配模块，用于根据各生产线产品数量获取实际产品流量，并根据实际产品流量和生产线人工对应的预计流量分析计算，调配各生产线运送电机的运行速度。2.如权利要求1所述的集成联动系统，其特征在于，所述产品计数模块包括：视频帧图像预处理模块，用于将摄像机获取的原始视频帧中的图像进行灰度处理和高斯滤波，得到处理图像；ROI检测区选取模块，用于基于Opencv的ROI功能从处理图像中选取ROI检测区；瓶口识别模块，用于绘制出现在ROI检测区中的包装瓶瓶口圆形形状；检测模块，用于根据每个所述包装瓶瓶口圆形形状与在ROI检测区中间设置的一条绊线相交则产品数量计数加1。3.如权利要求2所述的集成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫华，周琳琳，张意，李涛，刘哲，黄悦凯，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51