有机涂层彩钢板生产线的在线监控系统及方法与流程

本发明涉及生产控制领域，尤其是涉及一种有机涂层彩钢板生产线的在线监控系统及方法。

背景技术：

1、随着工业技术的不断发展，有机涂层彩钢板在建筑、家电、汽车等领域得到了广泛应用。有机涂层彩钢板生产线是将有机涂料涂覆在钢板表面，经过烘烤固化等工艺制成彩钢板的生产线。然而，在生产过程中，由于各种因素的影响，如原材料质量、设备状态、工艺参数等，可能会导致产品质量出现波动，甚至出现不合格产品。

2、为了确保有机涂层彩钢板的质量稳定，提高生产效率，降低生产成本，需要对生产线进行实时监控。传统的监控方式主要依靠人工巡检和离线检测，存在着监控不及时、不准确、效率低下等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术方案监控不及时、效率低的问题，提供了一种有机涂层彩钢板生产线的在线监控系统及方法，通过对生产线的在线监控和预测分析，可以实现生产过程的信息化管理，提高生产管理的效率和水平。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种有机涂层彩钢板生产线的在线监控系统，该系统包括：在线监控模块，与在线监控模块相连的预测分析模块；

3、在线监控模块，用于根据数据监控指令采集有机涂层彩钢板生产线上的生产相关数据，判断生产相关数据是否为正常数据，若是，将生产相关数据发送至预测分析模块，否则，根据生产相关数据生成一级预警提示，其中，生产相关数据包括设备运行参数、产品工艺参数、能源消耗参数、生产环境参数和产品性能参数；

4、预测分析模块，用于构建预测分析模型，并将接收的生产相关数据输入预测分析模型，以获取预测分析模型输出的预测结果，当预测结果为预测异常时，根据生产相关数据生成二级预警提示。

5、可选的，在线监控模块，具体包括：设备状态监控单元、生产工艺监控单元、能源消耗监控单元、环境监控单元和产品性能监控单元；设备状态监控单元,用于通过传感器获取生产线上各目标设备的设备运行参数，判断设备运行参数是否符合对应的设备参数阈值范围，若是，确定设备运行参数为正常数据，否则，确定设备运行参数为异常数据，其中，设备运行参数包括设备温度、设备压力和设备转速；生产工艺监控单元,用于通过检测仪获取生产线上当前彩钢板的产品工艺参数，判断产品工艺参数是否符合对应的产品工艺参数阈值范围，若是，确定产品工艺参数为正常数据，否则，确定产品工艺参数为异常数据，其中，产品工艺参数包括基板力学性能、有机涂层厚度、生产线速度、涂料粘度、固化温度和烘干时间；能源消耗监控单元,用于获取生产线上的能源消耗参数，判断能源消耗参数是否符合对应的能源消耗参数阈值范围，若是，确定能源消耗参数为正常数据，否则，确定能源消耗参数为异常数据，其中，能源消耗参数包括水能源使用率、电能源使用率和燃气能源使用率；环境监控单元,用于通过传感器获取生产线上的生产环境参数，判断生产环境参数是否符合对应的生产环境参数阈值范围，若是，确定生产环境参数为正常数据，否则，确定生产环境参数为异常数据，其中，生产环境参数包括环境温度和环境湿度；产品性能监控单元,用于通过检测仪获取生产线上当前彩钢板的产品性能参数，判断产品性能参数是否符合对应的产品性能参数阈值范围，若是，确定产品性能参数为正常数据，否则，确定产品性能参数为异常数据，其中，产品性能参数包括色差值、光泽度和颜色均匀度。

6、可选的，在线监控模块，还用于当产品性能参数为正常数据时，确定产品性能参数与对应的标准性能参数的性能差值，当性能差值大于预设性能差阈值时，根据产品性能参数确定调整参数，根据调整参数对产品工艺参数进行反馈调节。

7、可选的，预测分析模块具体包括：测试分组生成单元和模型构建单元；测试分组生成单元，用于获取历史生产数据，并确定各历史生产数据的采集时间，按照采集时间将各历史生产数据进行升序排序生成样本序列，根据样本序列生成测试分组，并确定测试分组对应的目标时间，其中，测试分组中包括指定数量的相邻历史生产数据；模型构建单元，用于搭建时序神经网络结构，并确定神经网络结构的初始参数，将测试分组输入神经网络结构以获取对应的目标时间的生产数据样本值，并确定目标时间的生产数据真实值，确定生产数据样本值和生产数据真实值的平方误差，根据平方误差和初始参数确定最终参数，根据最终参数生成预测分析模型；其中，时序神经网络结构的前向过程为：

8、；其中，和表示时刻，表示输入的测试分组，表示样本在时间处的记忆，表示输入的权重，表示此刻输入的测试分组的权重，表示输出的测试分组权重。

9、可选的，系统还包括：与在线监控模块相连的表面缺陷检测模块；表面缺陷检测模块，用于根据指定时间采集生产线上原始钢板的灰度图像，对灰度图像进行灰度投影以确定灰度平均值，并确定灰度图像中各个像素点与灰度平均值的灰度差值，判断灰度差值是否大于预设灰度差阈值，若是，生成三级预警提示，否则，根据预设时间生成数据监控指令，并将数据监控指令发送至在线监控模块。

10、可选的，系统还包括：与表面缺陷检测模块相连的产品定位模块；表面缺陷检测模块，还用于将数据监控指令发送至产品定位模块；产品定位模块，用于通过摄像装置获取生产线图像，并基于钢板识别模型对生产线图像进行检测，以识别出其中的目标彩钢板，通过目标跟踪算法对目标彩钢板进行定位，当检测出目标彩钢板超出预设区域范围时，生成四级预警提示，其中，定位包括位置定位和角度定位；其中，角度定位公式为：

11、；其中，n1表示生产线基准面，n2表示目标彩钢板上表面，n1⋅n2=a1a2+b1b2+c1c2，，，a1、b1和c1表示生产线基准面法向量坐标，a2、b2和c2表示目标彩钢板上表面法向量坐标，表示生产线基准面与目标彩钢板上表面之间的夹角。

12、可选的，系统还包括：与产品定位模块相连的生产效率确定模块；产品定位模块，还用于获取各预设定位点，并确定目标彩钢板到达各预设定位点的时间戳，并将各时间戳发送至生产效率确定模块；生产效率确定模块，用于确定指定周期内接收的时间戳数量，并根据时间戳数量和时间戳确定生产线的生产效率。

13、可选的，系统还包括：与在线监控模块、预测分析模块、表面缺陷检测模块和产品定位模块相连的用户终端；用户终端，用于接收预警提示，并根据预警提示采用指定方式进行报警，其中，预警提示包括一级预警提示、二级预警提示、三级预警提示和四级预警提示。

14、可选的，系统还包括：与用户终端和在线监控模块相连的存储模块；在线监控模块，还用于将生产相关数据发送至存储模块；存储模块，用于接收生产相关数据并存储；用户终端，还用于获取用户输入的数据查询指令，并将数据查询指令发送至存储模块；存储模块，用于基于数据查询指令对生产相关数据进行筛选以获取目标查询数据，并将目标查询数据反馈至用户终端。

15、第二方面，本公开实施例还提供了一种有机涂层彩钢板生产线的在线监控方法，该方法包括：

16、通过在线监控模块根据数据监控指令采集有机涂层彩钢板生产线上的生产相关数据，判断生产相关数据是否为正常数据，若是，将生产相关数据发送至预测分析模块，否则，根据生产相关数据生成一级预警提示，其中，生产相关数据包括设备运行参数、产品工艺参数、能源消耗参数、生产环境参数和产品性能参数；

17、通过预测分析模块构建预测分析模型，并将接收的生产相关数据输入预测分析模型，以获取预测分析模型输出的预测结果，当预测结果为预测异常时，根据生产相关数据生成二级预警提示。

18、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

19、因此，本发明有如下有益效果：

20、1.通过在线监控模块对生产相关数据进行检测并进行异常预警，为生产优化提供依据。

21、2.通过预测分析模块对生产相关数据进行预测分析，实现提前监控预警，排除生产安全隐患。

22、3.通过对彩钢板进行定位，可以减少设备故障，并进行生产效率分析，可以使用户更直观的掌握生产流程。