徐穎彬

摘 要：連鑄板坯的在線長度檢測、定尺切割是煉鋼連鑄生產中必不可少的環(huán)節(jié)，連鑄板坯成材率和板坯切割精度有機聯(lián)系，必須實現(xiàn)自動化切割。因此，本文分析了圖像處理技術及其在煉鋼連鑄生產中的應用，全面、深入探討了基于圖像處理技術的連鑄板坯自動切割系統(tǒng)設計，順利實現(xiàn)自動化切割的同時保證連鑄板坯質量。

關鍵詞：圖像處理技術;連鑄板坯;自動切割系統(tǒng);設計

在新時代下，我國鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，鋼鐵仍然是不可忽視的關鍵性原材料，能夠客觀折射我國綜合實力以及工業(yè)水平。鋼鐵需求量大幅度增加的同時質量要求也明顯提高，傳統(tǒng)連鑄機要在測量輥以及連鑄板坯間的摩擦力作用下實現(xiàn)驅動，極易受到板坯變形、現(xiàn)場高溫等因素影響，維護復雜化、控制精度不高等，很難滿足當下連鑄板坯切割要求，要在應用圖像處理技術過程中高效設計連鑄板坯自動切割系統(tǒng)，在自動化切割中提升測量以及控制精準度，確保連鑄板坯滿足煉鋼連鑄生產要求，最大化提高連鑄板坯合格率。

一、圖像處理技術的連鑄板坯自動切割系統(tǒng)設計

在設計過程中，設計人員要根據(jù)煉鋼連鑄生產要求以及連鑄板坯切割具體情況，在應用圖像處理技術基礎上優(yōu)化設計圖像處理系統(tǒng)，比如，采集作業(yè)現(xiàn)場連鑄板坯圖像的傳感器，實時處理圖像的計算機設備。圖像處理系統(tǒng)軟件建立在WINDOWS 2000操作系統(tǒng)平臺上，應用其中的傳感器為CCD攝像機WAT-902B，借助圖像采集卡G300、輸入輸出卡，實時處理圖像，數(shù)字輸入以及輸出信號采用的是PC-6402光隔開關量輸入輸出卡，確保繼電器順利驅動，和PLC系統(tǒng)有效連接。與此同時，在傳感器CCD攝像機作用下，圖像處理系統(tǒng)可以動態(tài)化攝取連鑄板坯圖像，再借助高速圖像采集卡，獲取數(shù)字化圖像，合理化操作計算機設備，結合實時采集到的作業(yè)現(xiàn)場連鑄板坯各方面數(shù)據(jù)信息，對圖像進行針對性處理，精準識別板坯的邊緣，準確計算連鑄板坯長度等。長度達到設定數(shù)值范圍后，及時向切割機PLC控制系統(tǒng)傳輸對應的開關量信號，向切割設備控制系統(tǒng)實時發(fā)出相關的切割指令，動態(tài)控制連鑄板坯切割全過程。在此過程中，控制卡是圖像處理系統(tǒng)、連鑄板坯切割機二者間的接口設備，接收來自主機的多個指令，減速、主壓、報警等，將其轉化為繼電器開關信號的同時實施傳輸。

二、圖像處理技術作用下的連鑄板坯切割系統(tǒng)設計

（1）整體設計。在圖像處理技術作用下，設計者要圍繞連鑄板坯切割要求，科學化設計一、二級自動切割控制系統(tǒng)，動態(tài)化處理煉鋼連鑄生產線作用下的控制模型以及一級自動化控制系統(tǒng)采集的各類信號，在物料跟蹤基礎上向一級自動切割控制系統(tǒng)傳達關鍵性的連鑄板坯切割控制設定數(shù)值。在此過程中，連鑄板坯切割一級自動切割控制系統(tǒng)設計中利用C/S結構，包括多個模型，質量判定、拉速優(yōu)化，接收、執(zhí)行物料跟蹤數(shù)據(jù)存儲、板坯切割計劃等指令，生成板坯號、控制板坯輸出等，也體現(xiàn)在控制切割輥道、監(jiān)控連鑄切割、設定切割長度等。連鑄板坯切割二級自動切割控制系統(tǒng)設計中以太網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議等應用其中，在服務器SCSI總線作用下，和一級自動切割控制系統(tǒng)順利通訊。相應地，下面便是基于圖像處理技術的板坯連鑄自動切割系統(tǒng)結構圖。

（2）具體設計。圖像處理系統(tǒng)在RS-485作用下，和設計的基礎自動化系統(tǒng)PCU4通訊，通訊指令為切割機預壓縮、開始切割等，在標準化的TCP/IP協(xié)議等作用下，和自動化控制系統(tǒng)順利通訊，比如，接收連鑄板坯切割長度的規(guī)定數(shù)值，切割小車位置、攝像機光圈的大小等。系統(tǒng)中的優(yōu)化模型會以連鑄板坯切割計劃為基點，自動進行優(yōu)化切割運算，將切割的下一塊連鑄板坯長度數(shù)值實時傳輸給設計的圖像處理系統(tǒng)，以此為基點，自動化檢測連鑄板坯，達到規(guī)定數(shù)值之后，傳輸給切割機。連鑄板坯自動化切割結束之后，自動切割控制系統(tǒng)及時存儲切割長度，結合來自圖像處理系統(tǒng)的切割信息數(shù)據(jù)，修正接縫位置的同時自動切割優(yōu)化模型，下一輪切割計算順利展開。在此過程中，自動切割控制系統(tǒng)會向圖像處理系統(tǒng)實時傳輸關于切割機的位置信息，隨時動態(tài)控制切割誤差，跟蹤澆鑄中冷卻信息，借助圖像處理系統(tǒng)，傳輸?shù)綌z像機光圈，高效控制連鑄板坯切割各個環(huán)節(jié)，促使連鑄板坯圖像信息更加精準，保證板坯切割質量。

（3）基于圖像處理技術的連鑄板坯自動切割效果。應用圖像處理技術之前，連鑄板坯切割精度僅為±80mm，穩(wěn)定性不高，很難滿足板坯精度要求。但在基于圖像處理技術的連鑄板坯自動切割系統(tǒng)作用下，連鑄板坯產量大幅度增加的同時精準度明顯提高。以收集的300塊連鑄板坯為例，切割計劃長度為9240mm，下限長度為9200mm，上限長度為9280mm，借助Minitab軟件，進行規(guī)范化統(tǒng)計分析。圖像處理技術作用下的連鑄板坯自動切割效果明顯，系統(tǒng)投用率達到100%，自動切割過程中精準度比較穩(wěn)定，板坯切割過程能力較高，控制精度為±20mm，連鑄板坯符合率超過99%，降低切割成本的同時經濟效益明顯提升。

三、結語

總而言之，圖像處理技術在實現(xiàn)連鑄板坯自動化切割方面優(yōu)勢作用明顯，要在把握煉鋼連鑄生產工藝要求、流程、重難點等基礎上科學化應用圖像處理技術，科學化設計連鑄板坯自動切割系統(tǒng)，使其運行更加安全、可靠，最大化發(fā)揮優(yōu)勢作用的同時保證自動切割質量，全面提升煉鋼連鑄生產經濟效益。

參考文獻：

[1]張成志.非直線板坯火切機控制系統(tǒng)在一次切割機中的應用[J].自動化應用，2018，（7）：22-24.