一种智能纺纱打包生产线故障检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，包括数据采集模块、控制模块、故障检测模块、存储模块、状态显示模块和信息传输模块，所述控制模块通过所述信息传输模块与所述数据采集模块、故障检测模块、存储模块和状态显示模块分别连接；所述数据采集模块用于实时采集各纱筒的传送状态及其进行单纱包装前后的图像，并由所述故障检测模块进行分析，检测故障原因。通过上述方式，本发明专利技术能够对打包生产线上各环节的传送状态进行实时监测，及时发现故障并自动分析，便于及时采取措施，降低故障的影响；本发明专利技术还能够对单纱包装前后的纱筒进行图像采集与分析，进一步检测翻转和单纱包装环节的故障，提高其故障检出率，保证产品包装质量。

【技术实现步骤摘要】
一种智能纺纱打包生产线故障检测系统
本专利技术涉及纺纱故障检测
，特别是涉及一种智能纺纱打包生产线故障检测系统。
技术介绍
近年来，随着纺织行业智能化、数字化进程的不断加快，越来越多的数字化智能纺纱设备被应用于纺纱生产，而纺纱打包过程作为纺纱生产环节的最后一道工序，也逐渐由传统的人工打包发展为自动化智能打包，大幅提高了打包效率。然而，打包生产线上的各自动化设备在长期运转过程中，不可避免地会发生故障，如果没有得到及时的检测和处理，则会影响打包质量及生产效率，进而影响企业的信誉及经济效益。因此，对智能纺纱打包生产线进行故障检测对纺纱企业具有重要意义。目前，智能纺纱打包生产线主要包括单纱称重、选择性翻转、单纱包装、整袋包装、整袋称重及喷码等环节，各环节相互配合、有序进行，才能保障打包过程顺利进行，若其中任一环节发生故障，都会影响打包生产线的整体运转。当前对纺纱打包生产线的故障检测主要通过监测各主要设备的运行参数和纱筒的重量来进行，该方法主要用于检测由主要设备非正常运行引起的故障，并对重量不符合要求的纱筒进行筛选，但对于由其他零部件损坏、运行环境变化或操作管理不当等因素引起的故障则难以检测，整体故障检出率较低。同时，智能纺纱打包生产线中选择性翻转和单纱包装环节由于操作过程相对繁琐、涉及机械部件较多且较易受影响等原因，通常具有较高的故障率和较低的故障检出率，因此需要由人工进行进一步故障检测。但人工进行故障检测则存在成本高、效率低的问题，且单调的检测工作也容易使工人疲劳，产生误判，使得检测结果不够准确。因此，当前仍有必要研发一种更为全面、准确的智能纺纱打包生产线故障检测系统，以及时检出故障，降低故障对打包生产线及产品包装效果的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，通过对打包生产线上各环节的传送状态进行实时监测，及时发现故障并自动进行分析，便于及时采取措施，降低故障对打包生产线的影响；并通过对单纱包装前后的纱筒产品进行图像采集与分析，进一步检测翻转和单纱包装环节的故障，提高其故障检出率，保证产品包装质量。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，包括数据采集模块、控制模块、故障检测模块、存储模块、状态显示模块和信息传输模块，所述控制模块通过所述信息传输模块与所述数据采集模块、故障检测模块、存储模块和状态显示模块分别连接；所述数据采集模块包括传送状态采集单元和图像采集单元，分别用于实时采集各纱筒的传送状态及其进行单纱包装前后的图像；所述故障检测模块用于对所述数据采集模块采集的信息进行分析，检测故障是否发生并分析故障原因；所述存储模块用于对历史数据以及系统运行过程中各模块采集、传输的信息进行分类存储。进一步地，所述传送状态采集单元包括若干个光电传感器，所述光电传感器设置于每条传送带的一侧，高度与纱筒中部一致，且不随传送带移动，用于采集打包生产线各环节的传送带上纱筒的传送状态信息，并传输至所述控制模块；所述图像采集单元包括若干个由工业相机和光源组成的图像采集装置，所述图像采集装置设置于打包生产线上单纱包装环节前部和后部的传送带两侧，且不随传送带移动，分别用于对单纱包装前和单纱包装后的纱筒进行图像采集，并传输至所述控制模块。进一步地，所述故障检测模块包括传送状态分析单元、图像分析单元、故障识别单元、特征提取单元和故障分析单元；所述传送状态分析单元和所述图像分析单元的一端分别与所述控制模块连接，用于对输入控制模块的传送状态信息和图像信息进行分析；所述传送状态分析单元和所述图像分析单元的另一端与所述故障识别单元、特征提取单元和故障分析单元依次连接，用于检测并分析故障；所述故障识别单元和所述故障分析单元分别与所述控制模块连接，用于输出故障识别及分析结果。进一步地，所述传送状态分析单元包括信号识别层、时间检测层和参数计算层；所述信号识别层用于识别并区分设置于不同环节的光电传感器发出的信号，并将其分别传输至所述时间检测层；所述时间检测层用于检测各光电传感器发出信号的持续时长及两次发出信号间的间隔时长，并将其分别传输至所述参数计算层；所述参数计算层用于对各环节内纱筒的传送速度及相邻纱筒间的间距进行计算，将其传输至所述故障识别单元，并对单纱包装环节内纱筒的传送频率进行计算，将其传输至所述控制模块。进一步地，所述图像分析单元包括图像识别层、图像处理层、大小头检测层和包装检测层；所述图像识别层用于识别并区分设置于不同位置的图像采集单元发出的信号，并将其分别传输至所述图像处理层；所述图像处理层用于将模拟信号转换为数字信号，并对其进行滤波去噪及灰度化处理，得到单纱包装前后纱筒的灰度图像；所述大小头检测层用于对单纱包装前的灰度图像进行边缘提取，并比较上下边缘中像素点的个数；所述包装检测层用于将单纱包装前后的灰度图像进行差分，识别图像灰度的变化情况。进一步地，所述故障识别单元包括参数匹配层、翻转识别层、包装匹配层和统计输出层；所述参数匹配层、翻转识别层和包装匹配层分别用于接收所述参数计算层、大小头检测层和包装检测层输出的结果，并将其与设定的标准状态进行对比，判断是否存在故障，并将结果输出至所述统计输出层；所述统计输出层用于接收并统计所述参数匹配层、翻转识别层和包装匹配层输入的判断结果，当结果均为不存在故障时，则将正常指令输出至控制模块，否则将统计结果输出至特征提取单元。进一步地，所述特征提取单元用于接收所述统计输出层输出的故障结果，并提取其中的故障元素，组成特征向量，再将其传输至故障分析单元；所述故障分析单元用于接收所述特征提取单元输出的特征向量，并根据训练好的模型对其进行故障分析。进一步地，所述控制模块包括主控制单元和图像采集频率控制单元，所述主控制单元于所述数据采集模块、故障检测模块、存储模块和状态显示模块分别连接，用于协调控制各模块的运行；所述图像采集频率控制单元与所述主控制单元和图像采集单元分别连接，用于接收主控制单元发出的指令，对所述图像采集单元的图像采集频率进行控制。进一步地，所述状态显示模块包括显示单元和反馈单元，所述显示单元用于接收所述控制模块传输的信息，并在显示屏上进行显示，所述显示屏上设有多组信号灯，每组信号灯对应打包生产线中的一个环节；所述打包生产线中，翻转环节和单纱包装环节对应的每组信号灯包括红、黄、绿三色，分别用于表示传送故障、其他故障和正常状态，其他环节对应的每组信号灯包括红、绿两色，分别用于表示传送故障和正常状态；所述反馈单元用于接收对故障的反馈信息，并传输至控制模块。进一步地，所述信息传输模块包括工业以太网和以太网交换机，所述数据采集模块、故障检测模块和状态显示模块分别利用以太网交换机与所述控制模块通过工业以太网连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的智能纺纱打包生产线故障检测系统能够对打包生产线上各环节的传送状态进行实时监测，及时发现故障并自动进行分析，便于及时采取措施，降低故障对打包生产线的影响；同时，本专利技术还能够对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，其特征在于：包括数据采集模块、控制模块、故障检测模块、存储模块、状态显示模块和信息传输模块，所述控制模块通过所述信息传输模块与所述数据采集模块、故障检测模块、存储模块和状态显示模块分别连接；所述数据采集模块包括传送状态采集单元和图像采集单元，分别用于实时采集各纱筒的传送状态及其进行单纱包装前后的图像；所述故障检测模块用于对所述数据采集模块采集的信息进行分析，检测故障是否发生并分析故障原因；所述存储模块用于对历史数据以及系统运行过程中各模块采集、传输的信息进行分类存储。/n

【技术特征摘要】
20200120 CN 20201006404271.一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，其特征在于：包括数据采集模块、控制模块、故障检测模块、存储模块、状态显示模块和信息传输模块，所述控制模块通过所述信息传输模块与所述数据采集模块、故障检测模块、存储模块和状态显示模块分别连接；所述数据采集模块包括传送状态采集单元和图像采集单元，分别用于实时采集各纱筒的传送状态及其进行单纱包装前后的图像；所述故障检测模块用于对所述数据采集模块采集的信息进行分析，检测故障是否发生并分析故障原因；所述存储模块用于对历史数据以及系统运行过程中各模块采集、传输的信息进行分类存储。


2.根据权利要求1所述的一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，其特征在于：所述传送状态采集单元包括若干个光电传感器，所述光电传感器设置于每条传送带的一侧，高度与纱筒中部一致，且不随传送带移动，用于采集打包生产线各环节的传送带上纱筒的传送状态信息，并传输至所述控制模块；所述图像采集单元包括若干个由工业相机和光源组成的图像采集装置，所述图像采集装置设置于打包生产线上单纱包装环节前部和后部的传送带两侧，且不随传送带移动，分别用于对单纱包装前和单纱包装后的纱筒进行图像采集，并传输至所述控制模块。


3.根据权利要求2所述的一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，其特征在于：所述故障检测模块包括传送状态分析单元、图像分析单元、故障识别单元、特征提取单元和故障分析单元；所述传送状态分析单元和所述图像分析单元的一端分别与所述控制模块连接，用于对输入控制模块的传送状态信息和图像信息进行分析；所述传送状态分析单元和所述图像分析单元的另一端与所述故障识别单元、特征提取单元和故障分析单元依次连接，用于检测并分析故障；所述故障识别单元和所述故障分析单元分别与所述控制模块连接，用于输出故障识别及分析结果。


4.根据权利要求3所述的一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，其特征在于：所述传送状态分析单元包括信号识别层、时间检测层和参数计算层；所述信号识别层用于识别并区分设置于不同环节的光电传感器发出的信号，并将其分别传输至所述时间检测层；所述时间检测层用于检测各光电传感器发出信号的持续时长及两次发出信号间的间隔时长，并将其分别传输至所述参数计算层；所述参数计算层用于对各环节内纱筒的传送速度及相邻纱筒间的间距进行计算，将其传输至所述故障识别单元，并对单纱包装环节内纱筒的传送频率进行计算，将其传输至所述控制模块。


5.根据权利要求4所述的一种智能纺纱打包生产线故障检测系统，其特征在于：所述图像分析单元包括图像识别层、图像处理层、大小头检测层和包装检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：田青，胡曼，
申请(专利权)人：武汉裕大华纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42