[发明专利]一种智能纺纱打包生产线故障检测系统

权利要求书

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；

所述传送状态采集单元包括六个光电传感器，分别设置于单纱称重、翻转、单纱包装、整袋包装、整袋称重及喷码环节的传送带一侧，高度与纱筒中部一致，且不随传送带移动，用于采集纱筒在各环节的传送状态信息，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；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用于计算出各环节中纱筒的传送速度、相邻纱筒间的间距以及单纱包装环节内纱筒的传送频率。

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。

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。

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。

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。

6.根据权利要求5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。