ICS 77.010 CCS H07 YB 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/TXXXXXXXXX 钢板轮廓在线检测系统技术要求 Technical requirements for the online detection system of steel plate outline （报批稿） XXXX-XX-XX发布 XXXX-XX-XX实施 发布 中华人民共和国工业和信息化部 YB/T XXXXX—XXXX 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本文件起草单位：山东钢铁股份有限公司、东北大学、河北普阳钢铁有限公司、沈阳建筑大学、冶 金工业信息标准研究院、福建大东海实业集团有限公司、首钢股份公司迁安钢铁公司、方同舟控股有限 公司。 本文件主要起草人：周平、李旭、杨恒、曹剑钊、郭龙鑫、黄少文、李涛、丁敬国、赵新华、海智 莉、赵晶晶、霍宪刚、牛现利、李晓、肖坤、张志杰、王毅。 I YB/T XXXXX—XXXX 钢板轮廓在线检测系统技术要求 1范围 本文件规定了钢铁企业钢板轮廓在线检测系统的系统架构、检测原理、基本要求、数据要求、系统 性能要求、系统功能要求。 本文件适用于钢铁企业热轧产线钢板轮廓在线检测系统的设计和开发。 规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T40659一2021智能制造机器视觉在线检测系统通用要求 3术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4缩略语 下列缩略语适用于本文件。 DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem） DMS：数据管理系统（DatabaseManagementSystem） MES:制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem） PCS：过程控制系统（ProcessControlSystem） PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController） QMS：质量管理系统（QualityManagementSystem） SCADA：数据采集与监视控制系统（SupervisoryControlAndDataAcquisition） 5 系统架构 钢板轮廓在线检测系统包括感知模块和分析模块。其中，感知模块主要涉及高速成像装置，分析模 块主要涉及系统的参数配置、数据采集、数据处理、数据输出和数据存储等部分。钢板轮廓在线检测系 统架构见图1，系统应能与热轧产线系统进行数据交互，包括但不限于SCADA、PLC、DCS、PCS、 MES、QMS、DMS等企业内部系统，数据接口应符合8.4的要求。 钢板轮廓在线检测系统信息流转过程如下： a）高速成像装置将检测和识别的钢板轮廓结果、冷却防护等辅助装置运行情况发送至数据采集模 块，完成感知数据的采集： b) 参数配置模块接收热轧产线系统中的各项检测要求，完成相机参数、通讯参数以及其他相关参 数设置，并将配置完成的数据发送到数据采集、数据处理和数据输出模块； c） 数据采集模块从高速成像装置和产线系统中采集各类数据，将其转化为可被计算机处理的数据 信息，发送到数据处理模块和数据存储模块； 2 YB/T XXXXX—XXXX 数据处理模块接收采集模块的数据，通过多种算法对相关数据进行分析和处理，构建模型完成 钢板轮廓图像的拼接和位移补偿修正，并输出轮廓检测结果至数据输出和数据存储模块； e） 数据输出模块按照约定的形式和接口要求，完成轮廓检测结果显示，同时传输至存储模块进行 存储，并上传至产线系统为智能应用提供数据支撑； 数据存储模块将检测结果和相关过程数据统一存储在本地或产线系统云端数据库中，以满足检 f 测数据管理、查询、追溯的需求，同时为数据处理模块提供样本数据。 产线自动化、信息化系统 产线系统 MES OMS PCS PLC 参数 相机参数通讯参数 配置 钢板数据 钢板长度 钢板轮房 轮廊检测 数 数钢板宽度 速度数据 据 据 图像拼接 头尾变形区长度 采 图像数据 处 够刀弯 分析模块 位移补偿 位置数据 轮脚数据 线检测系统 数据 存储 感知模块 高速成像装置 注：虚线框的内容不在本文件规定范围内。 图1钢板轮廓在线检测系统架构 6检测原理 沿钢板运动方向布置多组高速成像装置。成像装置主要由相机和测速装置等组成，用来实现钢板图 像数据的采集。通过融合应用多种算法，对采集的图像数据进行各类图像噪声干扰滤除、钢板边缘轮廓 特征识别提取、图像拼接处理和位移补偿等，计算出精确的钢板头部、尾部和侧边轮廓数据，最终输出 完整的钢板轮廓信息并在上位机显示。 高速成像装置的安装位置应综合考虑设备的安全性、尺寸、通风、散热、防尘，以及人工操作和维 护的便携性等多种因素。推荐采用3组高速成像装置进行钢板轮廓检测，对宽厚板热轧产线来说宜安装 在矫直机后冷床前（见图2）。其中，中间组负责获取钢板整体轮廓数据，前后两组沿钢板运动方向同 侧排列，用来消除测量过程中因钢板跳动、倾斜等原因产生的图像畸变。 3 YB/T XXXXX—XXXX 高速成像装置 高速成像装置 高速成像装置 上位机 钢板运动方向 图2高速成像装置安装位置示意图 7基本要求 7.1高速成像装置 7.1.1高速成像装置应满足以下要求： a）应能以较高的采集速度捕获钢板全部轮廓图像； b）应具备足够的图像分辨率，单个像素对应的物理尺寸应不大于1mm； 应具有较高灵敏度，能在不同光照条件下准确捕捉图像； C d）应能在恶劣环境条件下持续稳定工作，并保持成像的一致性和准确性； e）J 应能适应不同工作环境和场景，满足不同规格和表面质量钢板的稳定在线检测。 7.1.2高速成像装置的光源应能提供均匀光照，应具备大于5000h稳定可靠运行水平，以确保钢板表面 整体亮度均匀一致。 7.1.3高速成像装置安装位置应避开强光、强辐射、强电磁场、强振动、腐蚀性气体、严重粉尘和落渣 等影响检测的各类干扰因素，以保证系统稳定工作和检测人员可靠观察。 7.1.4高速成像装置的辅助设备应包括耐高温耐粉尘的冷却防护装置、相机镜头清洁吹扫装置，具体要 求如下： a) 高速成像装置的工作温度应不高于65°℃C，应安装独立的冷却防护装置，推荐使用风冷式工 业冷水机； b）相机镜头清洁吹扫装置应能实现镜头自清洁功能，可使用压缩空气吹扫进行清洁。压缩空气 应使用仪表气，流量应不低于3m3/min，压力应不低于0.3MPa。 7.1.5应在装置安装完成后或装置与辊道相对物理位置发生变化时，对高速成像装置进行标定操作，以 保证高速成像装置检测准确性。标定过程可采用自制标定器或采用实物钢板来完成。 7.2基础条件 7.2.1现场供电电源、冷却用循环水和通讯网络等基础条件应能满足系统稳定、可靠和高效运行的需求。 7.2.2现场供电电源宜为380V±10%、50±0.5Hz或220V±10%、50±0.5Hz。电源容量宜根据系统容量自 行确定。 7.2.3冷却用循环水宜为工业净环水，管网压力宜为0.4~0.6MPa。 4 YB/T XXXXX—XXXX 7.2.4通讯网络环境及带宽应能满足系统与产线系统的数据交换需求。 8数据要求 8.1数据采集 8.1.1应采集钢板移动过程中的速度数据、图像数据、位置数据， 8.1.2速度数据应包括钢板运行的正向速度和负向速度，采集精度应小于采集速度的0.05% 8.1.3图像数据应能涵盖全部的钢板边缘数据，两像素点在实际坐标系下的间隔应不大于1mm。 8.1.4应在钢板到达采集区时自动触发位置数据采集，钢板位置数据识别精度应不大于±1mm。 8.2数据处理 8.2.1系统应建立钢板轮廓识别模型，采用机器学习算法实现轮廓图形的识别检测。图像预处理和模型 训练应符合GB/T40659一2021中5.3的有关规定。 8.2.2模型应充分考虑温度变化、钢板波浪和就曲等对轮廓识别带来的影响，通过温度和位移补偿等不 断迭代优化模型构建过程并输出轮廓识别结果，以提升模型的适应性和自学习能力，从而保证钢板轮廓 的准确识别。 8.2.3当钢板在轨道上出现水平打滑或上下震额等位移变化时，应能准确识别异常变化并完成轮廓图像 校正，识别误差应不大于2mm。 8.2.4应能完成钢板轮廓特征的图像信息提取、匹配和拼接，同时对轮廓图像的各类畸变进行校正和去 噪处理，满足提取清晰钢板边缘的目标要求 8.2.5应能合成钢板全部轮廓数据点，通过数据点绘制实际钢板轮廓形状，并显示钢板长度、宽度、镰 刀弯和头尾形状等信息。 8.3数据存储 8.3.1非视频和图像类数据的存储时间应不低于3个月。 8.3.2图像类数据的存储时间应不低于6个月。 8.3.3视频数据宜以图片格式进行计算和存储，存储时间应不低于6个月。 8.4数据接口 系统应能通过通讯参数配置实现与产线系统的数据交互，数据接口应符合以下要求： a）应支持多种数据服务、通讯协议和接口，如超文本传输协议（HTTP）、传输控制协议/互连网 络协议（TCP/IP）等； b）应能从SCADA、PLC、DCS、PCS、MES、QMS、DMS等产线系统和控制端获取实时数据： c）应能将系统数据通过数据接口发送给产线系统： d）应