Papertech 成功案例 | 将WIS与WMS相机集成以实现全工艺过程视觉

Papertech TotalVision™
WIS 和 WMS 的全面集成，可以更快更轻松地消除纸病和断纸问题。

介绍

机器视觉已经成为造纸行业的普遍应用。 在当今使用的各种成像应用中，大多数是纸病监测系统 (WIS) 和断纸分析系统 (WMS)。这些系统利用数码相机在纸幅生产时进行成像操作。然而多年以来，集成不同系统功能的好处没有被完全理解，直到最近几年，这种想法才开始引起重视。

纸病监测系统 (WIS)，如 ABB 的 Web Imaging HDI800，是现代造纸生产线不可或缺的工具。 它们容纳数个甚至数十个安装在纸幅上的CCD线性或矩阵相机。 WIS 检查每一平方毫米的纸幅，识别从小到大的各种异常。 最致命的纸病是在生产初始阶段或后续加工过程中造成纸张断裂的纸病，这会导致时间成本和金钱成本的大大增加。 在 WIS 的帮助下，造纸厂可以确保他们的客户获得预期的完美质量。

断纸分析系统 (WMS) 是事件捕捉系统，造纸厂可以监控其从湿部到干部的纸幅中断过程，以确定其根本原因。 早期的系统使用标准的监控摄像机和录像机在造纸机上的指定位置进行纸幅连续拍摄。最初只使用纸幅断纸检测器来确定纸幅断裂的时间和位置。 这些系统在接收到断线信号后将继续记录指定的时间帧（例如15秒）。然而，由于在视频回放期间不能继续记录，所以无法提供完整的视频覆盖。

WIS 与 WMS 集成系统

WMS 的最初目标是找到断纸和纸病的来源，因此，合乎逻辑的下一步是继续遵循这个目标，解决可能因断纸或纸病给下游客户或最终用户带来的问题。监测纸病为生产组织提供了重大优势，同时通过发现纸病的根本原因，然后消除问题，也为企业提供了切实可观的额外回报。通过 WIS 和 WMS 的集成，我们可以实现这一功能。事实上，WMS 和 WIS 可以集成得越多，造纸厂就越快越容易系统化地消除纸病和断纸问题。 当然，集成的必要条件是使用当今的 WMS 技术。

"WMS 的最初目标是找到断纸和纸病的来源，因此，合乎逻辑的下一步是继续遵循这个目标，解决可能因断纸或纸病给下游客户或最终用户带来的问题。"

如今，现代 WMS 利用高分辨率、高速的数码相机和计算机，以数字格式存储视频流，确保灵活而广泛的重新检查。 多台摄像机的录像可以同步回看，借助现代计算机技术，可以同时在所有摄像机的所有子画面中显示卷筒纸的相同机器方向位置，确保同一张纸张在整个生产过程中都可以看到。 这可以简单地称为相同的纸张分析。 换句话说，这可以让造纸商了解事件的起源和发展，最重要的是提供了如何消除这种纸病的数据。 近年来，WIS 相机技术也有了显著进展——在快速运行的纸机上可以检测到更小、更细微的纸病。

"通过发现纸病的根本原因，然后消除问题，也为企业提供了切实可观的额外回报。"

数据存储技术是当今事件捕获系统中的关键组成部分，特别是 WMS 和 WIS 集成。 如果 WIS 产生许多触发信号，或者需要全天的连续视频记录，那么基于 RAM 的视频存储是显然不够的，因为它的长度限制在几分钟内。当重复“触发”时，往往会死机。 通过直接扩展到硬盘视频存储，造纸商可以录制更多的素材，并进行更多的事件分析，消除发生问题的根本原因。 更新版本的 WMS 技术允许从几小时到几天的连续录像。 除了能够立即回放由摄像机检测到的纸病和断纸现象，系统还可以同时连续记录数小时，从而能够深入地“逆转始终”，分析之前班次发生的情况

"WMS 和 WIS 可以集成得越多，造纸厂就越快越容易系统化地消除纸病和断纸问题。"

全面的视觉集成解决方案

ABB 和 Papertech 通过开发一种完全双向的集成解决方案而共同改进了系统集成，在两个系统（图1）之间共享纸病信息和视频信息，称为TotalVision™。该解决方案有两种主要操作模式：自动关键纸病分析和按需纸病分析。

WIS 和 WMS 的联合操作通过一个具有多个监视器的公共操作台变得非常容易。 WIS 纸病图和 WMS 断纸分析工具可以并排查看，并可通过普通键盘和鼠标轻松控制。

两种系统的操作都基于在 WIS 中对所有事件进行时间标记，并以“TiVo”方式（即 TiVo 是 Tivo Inc. 的注册商标）分析事件触发器，甚至可以倒推回过去的60小时。 WIS 还向 WMS 发送主时钟信号，以保证两个系统中的信息时间同步。

精确同步对于自动快速查找多个视频中的事件位置非常重要。如果没有准确的位置数据，操作人员可能会花费相当多的时间手动浏览视频——时间上的细微差别可能会转化为纸张上一段很大的距离，并且可能无法让操作人员明确产生问题的确切原因。

自动关键纸病分析，操作人员输入用户定义的纸病数据——通知导致 WIS 触发的纸病类型。 一旦 WIS 检测到这样的纸病，它将在纸病图上标记高亮显示，纸病数据（包括类，时间戳和纸病图像的超链接）将被发送到 WMS。 纸病图像将自动出现在 WMS 显示屏上并开始同步视频播放。 屏幕上最多可以同时显示10种不同的摄像机视频。 如果系统包含更多摄像头，其余部分可以通过一个简单的水平滚动显示。 当有纸病的纸张通过纸机时，操作人员可以从不同的相机中看到特定的纸病图像和视频片段。 当纸病源被定位时，可以通过更大的纸病图像视图进一步分析视频片段。 然后，操作员可以以适当的速度对视频进行倒转回放。 相应的视频都是自动存储，以便将来进行分析。

按需纸病分析，适用于不太严重的纸病（图2），操作员可以在 WIS 图上选择任何一处纸病，并访问特定的纸病数据。如果该纸病在 WMS 的硬盘中可用，WMS 将访问并显示与该时刻同步的数据库中对应的视频。纸病图像自动显示在 WMS 显示器上，并同步播放视频。操作人员可以跟踪并确定根本原因，如自动关键纸病分析。这种操作模式基于能够将所有相机视频数据保存在硬盘中。除了硬盘的大小外，其容量还取决于 WMS 的相机属性（分辨率，速度，颜色或黑白）。通常情况下，可以在事件历史记录中找到24小时或更长时间的视频。按需模式还允许操作员在他们方便的时候学习视频片段。例如，工艺流程工程师可以调查前一天早上发生的不太严重的纸病原因。

ABB 和 Papertech通过开发一种完全双向的集成解决方案而共同改进了系统集成，在两个系统之间共享纸病信息和视频信息，称为 TotalVision™。