ซอฟต์แวร์ตรวจตะกรันในน้ำเหล็กด้วยกล้องความร้อน FLIR สำหรับอุตสาหกรรมเหล็ก
Slag Carry Over Report คือซอฟต์แวร์ต้นแบบบน Linux ที่รับภาพจากกล้องถ่ายภาพความร้อน FLIR แล้วแสดงสัดส่วนตะกรัน (Slag) กับน้ำเหล็กในลำน้ำเหล็กเป็นตัวเลขและกราฟแบบเรียลไทม์ โปรแกรมเปิดไฟแจ้งเตือนเมื่อตะกรันถึงระดับที่ผู้ใช้ตั้งไว้ และบันทึกวิดีโอไว้ดูย้อนหลัง เราพัฒนาซอฟต์แวร์นี้และทดสอบการทำงานร่วมกับกล้อง FLIR
- อุตสาหกรรม
- การผลิตทั่วไป
- ขอบเขตงาน
- ซอฟต์แวร์ Slag Carry Over Report วัดสัดส่วนตะกรันกับน้ำเหล็กในลำน้ำเหล็กระหว่างเท ตามข้อกำหนด 6 ข้อ · ข้อมูลเข้า: ภาพจากกล้องถ่ายภาพความร้อน FLIR ผ่านพอร์ต IEEE 1394a · ประมวลผล: ซอฟต์แวร์ C++ กับ OpenCV บน Linux วิเคราะห์สีภาพอินฟราเรดของน้ำเหล็ก แยกน้ำเหล็กกับตะกรันตามเกณฑ์ที่ผู้ใช้ปรับจากแถบเลื่อนใต้ฮิสโทแกรม และหาสัดส่วนแบบเรียลไทม์ · แสดงผล: หน้าจอ wxWidgets มีกราฟสัดส่วน กราฟตะกรันตามเวลา ไฟแจ้งเตือนเมื่อตะกรันถึงระดับที่ตั้งไว้ และไฟสถานะบันทึกวิดีโอ · บันทึก: วิดีโอสำหรับดูย้อนหลัง และข้อมูลที่ผู้ใช้กรอก ข้อกำหนดให้บันทึกค่าได้ไม่น้อยกว่า 50 ชั่วโมง · สิ่งที่เราสร้างและทดสอบ: ซอฟต์แวร์และแบบหน้าจอ ทดสอบการรับภาพและการแสดงผลกับกล้อง FLIR
สรุปสั้น
- Slag Carry Over Report คือซอฟต์แวร์ต้นแบบบน Linux ที่รับภาพจากกล้องถ่ายภาพความร้อน FLIR ผ่านพอร์ต IEEE 1394a แล้วแสดงสัดส่วนตะกรันกับน้ำเหล็กแบบเรียลไทม์
- ซอฟต์แวร์แยกน้ำเหล็กกับตะกรันจากสีของภาพอินฟราเรด และให้ผู้ใช้ปรับเกณฑ์ได้จากแถบเลื่อนใต้ฮิสโทแกรม
- หน้าจอแสดงกราฟสัดส่วน กราฟตะกรันตามเวลา ไฟแจ้งเตือนเมื่อตะกรันถึงระดับที่ตั้งไว้ และไฟสถานะบันทึกวิดีโอ
- ข้อกำหนดของต้นแบบระบุให้บันทึกค่าได้ไม่น้อยกว่า 50 ชั่วโมงและเปิดดูย้อนหลังได้ พร้อมช่องกรอกหมายเลขการหลอม (Heat Number)
- เราทดสอบต้นแบบกับกล้อง FLIR ทั้งการรับภาพ การแสดงกราฟ และไฟแจ้งเตือน ส่วนเกณฑ์แยกตะกรันต้องตั้งจากภาพการเทน้ำเหล็กจริงของหน้างานก่อนเปิดใช้ไฟแจ้งเตือน
โจทย์หน้างาน
ตะกรันที่ลอยบนผิวน้ำเหล็กอาจไหลปนออกมากับลำน้ำเหล็กระหว่างเท เรียกว่า Slag Carry Over โจทย์ของต้นแบบคือวัดสัดส่วนตะกรันกับน้ำเหล็กจากภาพความร้อนแบบเรียลไทม์ แสดงเป็นตัวเลขและกราฟ และแจ้งเตือนเมื่อตะกรันถึงระดับที่ตั้งไว้
สิ่งที่เราทำ
เราพัฒนาซอฟต์แวร์ Slag Carry Over Report ด้วย C++ บน Linux รับภาพจากกล้อง FLIR ผ่านพอร์ต IEEE 1394a ซอฟต์แวร์วิเคราะห์สีของภาพอินฟราเรดเพื่อแยกน้ำเหล็กกับตะกรัน โดยผู้ใช้ปรับเกณฑ์ได้จากแถบเลื่อนใต้ฮิสโทแกรม แล้วแสดงกราฟสัดส่วน กราฟตะกรันตามเวลา ไฟแจ้งเตือน และบันทึกวิดีโอ
ผลทดสอบกับชิ้นงานจริง
ภาพหน้าจอโปรแกรมยืนยันว่าต้นแบบรับภาพจากกล้อง FLIR และแสดงกราฟสัดส่วนน้ำเหล็กกับตะกรัน กราฟตามเวลา ไฟแจ้งเตือน และไฟสถานะบันทึกวิดีโอได้ ผลนี้เป็นการทดสอบซอฟต์แวร์กับกล้อง FLIR ส่วนเกณฑ์แยกน้ำเหล็กกับตะกรันต้องตั้งจากภาพการเทน้ำเหล็กจริงของหน้างาน
ที่มาของโจทย์
โจทย์ของงานนี้คือวัดว่าในลำน้ำเหล็กที่กำลังเทมีตะกรันปนออกมามากน้อยเพียงใด แล้วแสดงเป็นตัวเลขและกราฟแบบเรียลไทม์ ข้อมูลที่ใช้คือภาพจากกล้องถ่ายภาพความร้อน (Thermal Camera) ซึ่งบอกอุณหภูมิของแต่ละจุดในภาพเป็นสี แบบหน้าจอของงานนี้ใช้ชื่อว่า Minimize Slag Carry Over Program คือมีเป้าหมายให้ตะกรันไหลปนน้อยที่สุด
Slag Carry Over คืออะไร
ตะกรัน (Slag) คือสิ่งเจือปนที่ลอยอยู่บนผิวน้ำเหล็กหลอมเหลว เมื่อเทน้ำเหล็กออกจากเตาหรือภาชนะ ตะกรันบางส่วนอาจไหลปนออกมากับลำน้ำเหล็ก การไหลปนนี้เรียกว่า Slag Carry Over
ข้อกำหนดและข้อจำกัด
ต้นแบบนี้ต้องทำงานตามข้อกำหนด 6 ข้อ และต้องรับภาพจากกล้อง FLIR ผ่านพอร์ต IEEE 1394a (FireWire) บนระบบปฏิบัติการ Linux ข้อกำหนดทั้ง 6 ข้อมีดังนี้
- วิเคราะห์สีของภาพอินฟราเรดของน้ำเหล็ก
- หาสัดส่วนตะกรันกับน้ำเหล็ก
- ทำงานแบบเรียลไทม์
- ตั้งค่าให้แจ้งเตือนเมื่อตะกรันถึงระดับที่กำหนด
- บันทึกค่าได้ไม่น้อยกว่า 50 ชั่วโมง และเปิดดูย้อนหลังได้
- บันทึกข้อมูลพื้นฐานที่ผู้ใช้กรอก
ซอฟต์แวร์แยกตะกรันออกจากน้ำเหล็กในภาพความร้อนได้อย่างไร
ซอฟต์แวร์แยกตะกรันออกจากน้ำเหล็กด้วยการวิเคราะห์สีของภาพอินฟราเรด แล้วจัดแต่ละส่วนของภาพเป็นน้ำเหล็ก (Steel) หรือตะกรัน (Slag) ตามเกณฑ์ที่ผู้ใช้ตั้ง เกณฑ์ทั้งสองปรับได้จากแถบเลื่อนใต้ฮิสโทแกรม (กราฟการกระจายค่าสีของภาพ) ผู้ใช้จึงเห็นการกระจายค่าสีของภาพจริงก่อนตั้งเกณฑ์
เราเขียนซอฟต์แวร์ด้วย C++ ใช้ไลบรารี OpenCV (ประมวลผลภาพ) และ wxWidgets (หน้าจอโปรแกรม) ขั้นตอนการทำงานมีดังนี้
- 1
รับภาพความร้อนแบบเรียลไทม์
กล้อง FLIR ส่งภาพเข้าคอมพิวเตอร์ Linux ผ่านพอร์ต IEEE 1394a
- 2
แยกน้ำเหล็กกับตะกรัน
ซอฟต์แวร์วิเคราะห์สีของภาพอินฟราเรด แล้วแยกส่วนของภาพเป็น Steel หรือ Slag ตามเกณฑ์ที่ผู้ใช้ตั้ง
- 3
หาสัดส่วนและแนวโน้ม
ซอฟต์แวร์หาสัดส่วนตะกรันกับน้ำเหล็ก และติดตามค่าตะกรันตามเวลา (Slag / Time) เพื่อให้เห็นช่วงที่ตะกรันปนออกมามากขึ้น
- 4
แจ้งเตือนและบันทึก
โปรแกรมแจ้งเตือนบนหน้าจอเมื่อตะกรันถึงระดับที่ตั้งไว้ และบันทึกวิดีโอไว้ดูย้อนหลัง
สิ่งที่เราสร้างและทดสอบ
เราพัฒนาซอฟต์แวร์ต้นแบบ Slag Carry Over Report พร้อมแบบหน้าจอที่กำหนดองค์ประกอบของโปรแกรม แล้วทดสอบกับกล้อง FLIR หน้าจอโปรแกรมมีองค์ประกอบดังนี้
- ภาพความร้อนสดจากกล้อง FLIR พร้อมกรอบวัดและค่าอุณหภูมิสูงสุด ต่ำสุด และเฉลี่ย
- ฮิสโทแกรมพร้อมแถบเลื่อนเกณฑ์ Steel และ Slag
- กราฟแท่งสัดส่วนน้ำเหล็กกับตะกรัน และกราฟตะกรันตามเวลา
- ไฟแจ้งเตือน (Alarm) ไฟสถานะบันทึกวิดีโอ (Recording) และปุ่ม Video
- ช่องกรอกหมายเลขการหลอม (Heat Number) น้ำหนัก และหมายเหตุ
- ช่องแสดงน้ำหนักตะกรันและอัตราส่วน
ผลทดสอบกับกล้อง FLIR
ผลทดสอบบันทึกไว้เป็นภาพหน้าจอโปรแกรมขณะรับภาพจากกล้อง FLIR และวิดีโอสาธิตโปรแกรมที่ทำงานกับกล้อง FLIR ผลนี้แสดงการรับภาพ กราฟสัดส่วน กราฟตามเวลา ไฟแจ้งเตือน และไฟสถานะบันทึกวิดีโอ ส่วนเกณฑ์แยกน้ำเหล็กกับตะกรันขึ้นกับชนิดโลหะ มุมกล้อง และระยะถ่าย จึงต้องตั้งและทดสอบกับภาพการเทน้ำเหล็กจริงของหน้างานแต่ละแห่ง
ก่อนนำไปใช้งานจริง
ก่อนนำแนวทางนี้ไปใช้ ต้องสำรวจหน้างาน ตั้งเกณฑ์จากภาพจริง และทดสอบกับการเทน้ำเหล็กจริงก่อน
สิ่งที่เราเรียนรู้
งานนี้ให้หลักการสำหรับงานวัดจากภาพความร้อน คือเกณฑ์ต้องปรับได้และมองเห็นได้ ตัวเลขต้องผูกกับการเทแต่ละครั้ง และไฟแจ้งเตือนเป็นสัญญาณให้คนตัดสินใจ รายละเอียดแต่ละข้อมีดังนี้
- เกณฑ์ที่ใช้แยกวัตถุในภาพความร้อนควรปรับได้บนหน้าจอ และผู้ใช้ควรเห็นข้อมูลที่ใช้ตั้งเกณฑ์ ต้นแบบนี้วางแถบเลื่อนเกณฑ์ไว้ใต้ฮิสโทแกรม
- ตัวเลขจากภาพจะใช้ตรวจย้อนหลังได้เมื่อผูกกับข้อมูลของการเทครั้งนั้น ต้นแบบนี้มีช่องกรอกหมายเลขการหลอม น้ำหนัก และหมายเหตุ บนหน้าจอเดียวกับกราฟและไฟสถานะบันทึกวิดีโอ
- ไฟแจ้งเตือนเป็นสัญญาณให้คนตัดสินใจ ในต้นแบบนี้เป็นไฟบนหน้าจอ ก่อนใช้งานจริงต้องกำหนดว่าใครรับสัญญาณ และต้องทำอะไรต่อเมื่อไฟติด
นำแนวทางนี้ไปใช้กับโรงงานของคุณได้อย่างไร
ถ้าโรงงานของคุณเทน้ำโลหะหลอมเหลวและต้องการเห็นสัดส่วนตะกรันเป็นตัวเลข คุณใช้แนวทางเดียวกับต้นแบบนี้ได้ คือรับภาพจากกล้องถ่ายภาพความร้อน แยกส่วนของภาพตามเกณฑ์ที่ปรับได้ แสดงกราฟ และเก็บบันทึกไว้ดูย้อนหลัง ส่วนที่ต้องปรับคือการรับภาพจากกล้องและเกณฑ์ที่ตั้งจากภาพจริงของหน้างาน
ส่วนที่ใช้ซ้ำได้ และส่วนที่ต้องปรับ
| ส่วนของระบบ | ใช้ซ้ำได้ | ต้องปรับเมื่อ |
|---|---|---|
| การรับภาพ | การรับภาพจากกล้อง FLIR ผ่านพอร์ต IEEE 1394a บน Linux | กล้องเป็นรุ่นอื่นหรือใช้พอร์ตอื่น ต้องปรับส่วนรับภาพจากกล้องก่อน |
| การแยกน้ำเหล็กกับตะกรัน | การวิเคราะห์สีของภาพอินฟราเรด และแถบเลื่อนเกณฑ์ใต้ฮิสโทแกรม | ชนิดโลหะ มุมกล้อง หรือระยะถ่ายต่างกัน ต้องตั้งเกณฑ์ใหม่จากภาพจริงของหน้างาน |
| การแสดงผลและแจ้งเตือน | กราฟสัดส่วน กราฟตามเวลา และไฟแจ้งเตือนบนหน้าจอ | ต้องการส่งสัญญาณเตือนไปยังอุปกรณ์อื่น ต้องออกแบบเพิ่มและทดสอบก่อน |
| การบันทึก | การบันทึกวิดีโอ และช่องกรอกหมายเลขการหลอม น้ำหนัก และหมายเหตุ | ข้อมูลที่โรงงานต้องเก็บต่างจากนี้ ต้องกำหนดช่องข้อมูลและระยะเวลาเก็บใหม่ |
- ตำแหน่งติดตั้งกล้องต้องมองเห็นลำน้ำเหล็กชัด และป้องกันความร้อน ควัน และฝุ่นได้
- เก็บภาพจริงจากการเทหลายครั้งไว้ใช้ตั้งเกณฑ์และทดสอบ ก่อนเปิดใช้ไฟแจ้งเตือน
- ตกลงให้ชัดว่าใครดูหน้าจอระหว่างเท ใครรับการแจ้งเตือน และใครเปิดดูข้อมูลย้อนหลัง
เทคโนโลยีที่ใช้
คำถามที่พบบ่อย
ระบบนี้ใช้กล้องและซอฟต์แวร์แบบไหน
ใช้กล้องถ่ายภาพความร้อน FLIR ต่อเข้าคอมพิวเตอร์ Linux ผ่านพอร์ต IEEE 1394a ซอฟต์แวร์เขียนด้วย C++ ใช้ OpenCV ประมวลผลภาพ และ wxWidgets ทำหน้าจอโปรแกรม
ระบบรู้ได้อย่างไรว่ามีตะกรันปนในน้ำเหล็ก
ซอฟต์แวร์วิเคราะห์สีของภาพอินฟราเรด แล้วแยกส่วนน้ำเหล็กกับส่วนตะกรันตามเกณฑ์ที่ผู้ใช้ปรับจากแถบเลื่อนใต้ฮิสโทแกรม จากนั้นแสดงกราฟสัดส่วนและกราฟตามเวลา เมื่อตะกรันถึงระดับที่ตั้งไว้ ไฟแจ้งเตือนบนหน้าจอจะติด
เก็บข้อมูลไว้ดูย้อนหลังได้ไหม
ได้ ข้อกำหนดของต้นแบบระบุให้บันทึกค่าได้ไม่น้อยกว่า 50 ชั่วโมงและเปิดดูย้อนหลังได้ โปรแกรมบันทึกวิดีโอได้ และมีช่องกรอกหมายเลขการหลอม (Heat Number) น้ำหนัก และหมายเหตุ
ต้องเตรียมอะไรจากฝั่งโรงงานก่อนทดสอบ
ต้องมีตำแหน่งติดตั้งกล้องที่มองเห็นลำน้ำเหล็กชัด และป้องกันความร้อน ควัน และฝุ่นได้ เก็บภาพจริงจากการเทหลายครั้งไว้ใช้ตั้งเกณฑ์และทดสอบ และตกลงว่าใครดูหน้าจอระหว่างเท ใครรับการแจ้งเตือน และใครเปิดดูข้อมูลย้อนหลัง
ราคาและระยะเวลาพัฒนาเท่าไร
ราคาและระยะเวลาพัฒนาขึ้นกับรุ่นกล้อง จุดติดตั้ง และข้อมูลที่ต้องบันทึก จึงไม่มีตัวเลขตายตัว ติดต่อเราเพื่อขอใบเสนอราคาและแผนงานหลังสำรวจหน้างาน
