一种基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法技术

本发明专利技术属于钢板冷却技术领域，公开了一种基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法，所述基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却系统包括：图像采集模块、温度检测模块、操作控制模块、主控模块、无线通信模块、服务器、冷却模块、喷水模块、冷却模拟控制模块、缺陷检测模块、显示模块。本发明专利技术通过冷却模拟控制模块为系统测试、学习算法调试及闭环回路控制等提供了良好的模拟环境，节省了在线调试时间和生产调试的费用，大大降低了上线风险；同时，通过缺陷检测模块利用检测模型预测计算出缺陷的类别和位置，能够使检测结果更为精确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法
本专利技术属于钢板冷却
，尤其涉及一种基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法。
技术介绍
钢板是用钢水浇注，冷却后压制而成的平板状钢材；是平板状，矩形的，可直接轧制或由宽钢带剪切而成；钢板按厚度分，薄钢板＜4毫米(最薄0.2毫米)，中厚钢板4～60毫米，特厚钢板60～115毫米。钢板按轧制分，分热轧和冷轧。薄板的宽度为500～1500毫米；厚的宽度为600～3000毫米；薄板按钢种分，有普通钢、优质钢、合金钢、弹簧钢、不锈钢、工具钢、耐热钢、轴承钢、硅钢和工业纯铁薄板等；按专业用途分，有油桶用板、搪瓷用板、防弹用板等；按表面涂镀层分，有镀锌薄板、镀锡薄板、镀铅薄板、塑料复合钢板等。然而，现有对钢板在线固溶的轧后快速冷却效果差，调试时间及调试费用大，大的工艺改进还将涉及到系统结构的变化，这些都会给产线的调试带来风险，甚至可能带来一定的损失；同时，对钢板人工质检方式，即依赖于行业专家肉眼观察生产环境中的照片给出判断；检测精度较低。综上所述，现有技术存在的问题是：现有对钢板在线固溶的轧后快速冷却效果差，调试时间及调试费用大，大的工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法，其特征在于，所述基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法包括以下步骤：步骤一，摄像器采用具有时效动态性的算法采集冷却钢板图像数据；使用特普勒图像特征算法提取冷却钢板图像特征；温度传感器检测冷却钢板的温度数据；操作控制按键操作钢板冷却设备；步骤二，采用空间域融合方法对采集的图像信息进行分解变换，无线发射器将采集的图像信息发送到服务器进行存储；步骤三，冷凝器对冷却钢板的水进行降温操作；喷洒器将冷却的水喷洒到钢板冷却；步骤四，确定热弹塑性应力、应变关系，通过冷却模拟控制模块利用模拟程序模拟对钢板的冷却操作；所述热弹塑性应力、应变关系在弹性区域内，...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法，其特征在于，所述基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法包括以下步骤：步骤一，摄像器采用具有时效动态性的算法采集冷却钢板图像数据；使用特普勒图像特征算法提取冷却钢板图像特征；温度传感器检测冷却钢板的温度数据；操作控制按键操作钢板冷却设备；步骤二，采用空间域融合方法对采集的图像信息进行分解变换，无线发射器将采集的图像信息发送到服务器进行存储；步骤三，冷凝器对冷却钢板的水进行降温操作；喷洒器将冷却的水喷洒到钢板冷却；步骤四，确定热弹塑性应力、应变关系，通过冷却模拟控制模块利用模拟程序模拟对钢板的冷却操作；所述热弹塑性应力、应变关系在弹性区域内，全应变增量d{ε}表示为：d{ε}＝d{ε}e+d{ε}T＝d{ε}e+{α}dT；式中，{α}表示线膨胀系数向量，d{ε}e表示弹性应变增量，d{ε}T表示温度应变增量；将虎克定律进行微分得到：解出d{σ}得到：上式表示温度对材料性质在弹性区域内的影响程度关系；在弹性区域内，全应变增量分解为：d{ε}＝d{ε}e+d{ε}p+d{ε}T；式中，d{ε}p表示塑性应变增量，d{ε}e表示弹性应变增量，d{ε}T表示温度应变增量；得出等效塑性应变增量塑性区的应力-应变的增量关系为：式中，[D]ep是常温下的弹塑性矩阵；步骤五，利用图像处理程序根据采集的图像进钢板缺陷检测；所述缺陷检测具体包括：(1)提取多个样本的HOG特征，得到样本的HOG特征矩阵H；(2)对H用PCA降维构造超完备字典D；(3)对于待检测钢板Blockij，i＝1，2，...，n，n表示待检测的钢板的个数；(4)对每个Blockij，计算其HOG特征，并用PCA进行降维，得到将为后的特征向量HPij；(5)将HPij输入到稀疏表示分类器SRC中计算与H矩阵中正常钢板的误差，Blockij对应误差较小的类别，判断Blockij是否存在缺陷；步骤六，通过显示模块利用显示器显示采集的钢板图像数据信息及温度数据。2.如权利要求1所述的基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法，其特征在于，采用具有时效动态性的算法，算法表达式描述如下：式中，h，f，j，h′，f′，j′都表示图像分析模块动态点，在进行采集图像与物联网图像信息交互时，完成对物联网图像的提取与图像特征分析，存储终端采集数据与调取物联网资源数据，分析并回馈结果给终端；特征采集模块，在提取图像特征时，使用特普勒图像特征算法，表达式为：整合图像模块，设计两个通道，通道一的功能是输入数字信号，这一环节是单向，通道二完成数字信号向图像信号的转换，基于数字信号向图像信号的转换，表达式为：获取到信号在转换时的一个排列结构，根据这个排列结构，完成图像整合。3.如权利要求1所述的基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法，其特征在于，采用空间域融合方法对采集的图像信息进行分解变换，进行融合的图像两幅源图像分别为A和B，源图像大小为M×N，融合后的得到的图像为F，图像A和B的加权平局融合表示为：F(m，n)＝wA(m，n)A(m，n)+wB(m，n)B(m，n)；式中，A(m，n)为源图像A在坐标(m，n)点处的灰度值，B(m，n)为源图像B在坐标(m，n)点处的灰度值，m＝1，2，…，Mn＝1，2，…，N；wA和wB为加权系数，wA+wB＝1；有N个含有噪声的图像gi(m，n)：gi(m，n)＝f(m，n)+ηi(m，n)；式中，i＝1，2，…，N；f(m，n)为源图像在点(m，n)处的像素值；ηi(m，n)为图像在点(m，n)处的不相关、零均值随机噪声；对N个图像进行融合，得到的图像为：那么：的均值：式中，为g在点(m，n)处的方差，为η在点(m，n)处的方差；融合后的图像F在(m，n)处的标准差为：4.如权利要求2所述的基于物联网的钢板在线固溶的轧后快速冷却方法，其特征在于，冷却模拟方法如下：(1)主控模块将优化设定计算的控制量通过TCP/IP网络下发到PLC的数据接收模块；(2)PLC的数据收集模块将控制信号和实测数据通过TCP/IP网络上传给主控模块；(3)PLC通过与冷却设备模拟装置的开关信号、模拟钢板运动的变频电机、位置检测仪表及电动调节开关、模拟温度测量仪表的连接，模拟钢板的冷却效果，对模拟冷却钢板的位置进行跟踪；(4)PLC根据钢板位置信号启动优化设定模型的计算功能，接收主控模块的设定控制量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张曦，
申请(专利权)人：湖南有色金属职业技术学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43