马钢热轧精整线钢卷缺陷的早期发现技术

2018-07-05唐政

冶金动力 2018年7期

唐政

（马钢股份有限公司第四钢轧总厂，安徽马鞍山 243000）

引言

随着冶金工艺水平的提高，客户对热轧带钢表面质量的要求越来越严格。表面质量已成为直接决定带材产品价格乃至各企业竞争的重要指标。基于机器视觉的带钢表面缺陷在线监测系统(Surface Inspection System，以下简称SIS系统)，可以有效地实现带钢表面缺陷的监测和缺陷识别。

目前，国内钢铁企业的平整生产线在未配置SIS系统的情况下，多采用传统的人工目视检查缺陷的方式。该方式存在很多缺点：无法适应高速机组、检查表面缺陷效率低下且容易造成检测人员眼睛疲劳，无法满足现代化生产的需要。

自2016年底开始，马钢四钢轧技术团队开始着手研究平整机缺陷预览系统的实现。本研究课题的特点是在不新增SIS系统的前提下，能经济有效地取得上游工序（主轧线）的带钢缺陷监测结果，实现多套表检系统的共享访问，并对平整线上线钢卷的缺陷自动预警、预览功能等，有助于缺陷的早期发现以减少客户投诉。

1 平整机缺陷预览系统架构

热轧精整线缺陷预览系统由缺陷预览终端、控制柜及相关接口程序组成。预览终端提供人机接口，显示缺陷信息；控制柜采集平整机组运行信号，实现带钢缺陷的自动预览；同时，缺陷预览系统包含接口程序，获取平整机生产计划。系统架构如图1所示。

图1 热轧精整缺陷预览系统典型架构

1.1 网络设计

网络拓扑采用星形结构。核心交换机作为数据采集与分发中心，主轧线SIS系统通过光纤接入核心交换机，再由该交换机通过光纤将信号送到各平整线，实现了各系统间数据的高速传输。该方案提供了较高的扩展性，后期如需添加访问终端，从核心交换机引出光纤信号即可实现对多套SIS系统的访问。

为了降低预览系统对工厂网络的负载影响，同时解决表检系统IP地址冲突的问题，建议为预览系统重新分配网段，使该网段与工厂网络分开，如此建立起各系统间物理上的连接。

1.2 数据整合与共享访问

因各主轧线的表检系统相互独立，而平整线原料钢卷来自不同主轧线，为了实现共享访问，需要整合多套SIS系统的数据。数据分为两类:一类是数据库记录;一类是缺陷图片。技术上需区别对待。

首先，在一套SIS系统中创建链接数据库，通过视图表连接各SIS系统数据，缺陷预览终端通过链接数据库实现对数据的共享访问。该方案物理上不增加数据库和表，仅通过逻辑链接实现共享访问，不影响表检系统性能。其次，通过软件编程，桥接两套系统的缺陷图像，实现图像共享访问，见图2。

通过上述方案，多套表检系统以一套逻辑系统对外，为外部访问提供了统一的接口。

图2 共享访问方案

1.3 获取平整线生产计划

缺陷预览系统按照计划调用热轧钢卷数据与实际生产钢卷匹配，并读取缺陷数据。平整L2通过人机交互程序，读取平整L2生产计划，并供操作人员选择上线钢卷信息，如选择头尾、上下表面是否翻转，头尾，边部切除距离等。服务端程序建立到缺陷预览终端的连接，通过电文方式传递平整线钢卷生产计划。

1.4 采集机组运行信号

为了实现缺陷自动预览功能，缺陷预览系统需要采集平整机运行信号。一类是换卷信号，通常用干接点开关量信号，用于控制钢卷预览开始与停止；另一类是速度信号，通常用模拟量信号，用于实时跟踪缺陷位置。

1.5 缺陷信息自动预警和预览

平整生产线钢卷上线，触发换卷信号，预览系统根据生产计划在链接数据库读取缺陷数据，并读取缺陷图像。根据读取到的数据，对存在的严重缺陷的类型和位置弹窗警告，提醒操作人员注意。操作人员正常启动平整机，预览系统读取速度信号，自动计算转换后的缺陷位置，并展示缺陷图片。

2 应用实例

本文以马钢热轧精整线为例，介绍该系统的组成和主要功能。马钢第四钢轧总厂有2250热轧和1580热轧两条热轧主轧线，各配置了一套SIS系统，用于检测主轧线的带钢表面质量。两套SIS系统相互独立，暂未与其他系统通信。另外，四钢轧有两条热轧精整线，原料卷同时来自两条主轧线，对钢卷缺陷进行检查、切除、修复等，目的是消除产品缺陷、保证产品质量，对维护马钢品牌形象起到重要作用。两条热轧精整机主要技术参数如表1所示。