На заводе холодильников на одной из сборочных линий качество выпускаемой продукции контролируется на линии быстрых функциональных испытаний (ЛБФИ), представляющей из себя карусель, на которой холодильники проверяются в течение 30 минут. Далее принимается окончательное решение о качестве холодильника — холодильник направляется к потребителю или будут устраняться обнаруженные дефекты.
Рис. 1. Линия быстрых функциональных испытаний
На ЛБФИ холодильники проверяются на отсутствии утечки хладагента, компьютеризированные стенды контролируют работоспособность лампы освещения в холодильной камере, проводят необходимые электрические тесты и выполняют тест функциональной пригодности (термографические испытания). Критерии испытаний и все результаты хранятся на сервере базы данных.
Модернизации стенда термографических испытаний и посвящена настоящая работа.
Несколько слов об этих испытаниях. Для выполнения термографических испытаний холодильник должен успешно пройти все предыдущие тесты. В этом случае на изделие подаётся питание в течение 590 секунд. По достижении позиции, где установлена термокамера, программа загружает из неё фотографию тыльной стороны холодильника (сторона компрессора и конденсатора). На снимке выделяются четыре исследуемые прямоугольные области (зоны) и определяется максимальная температура в каждой из них. На основании критериев испытаний, хранящихся на сервере, делается вывод о прохождении теста.
Рис. 2. Структурная схема старого стенда термографических испытаний
Цели:
— На стенде термографических испытаний из-за устаревания аппаратной и программой частей необходимо обновление последних для возможности использования доступного оборудования и современной операционной системы (программа работает только на Windows 2000 из-за использования платы видеозахвата для шины PCI, отсутствующей в современных компьютерах). Поддержка этой платы прекратилась в 2003 году. Кроме того термокамера LAND FTI 6 практически исчерпала свой ресурс и подвержена частым отказам, её цена на рынке слишком высока.
— Из-за санкционных ограничений нет возможности получить с сайта производителя Flir средства разработки. Необходимо использовать только доступное программное обеспечение — идти по пути импортозамещения.
Технико-экономическое обоснование:
В случае отказа термографического стенда снижается производительность ЛБФИ из-за необходимости проверки холодильников на длительных испытаниях. Это влечёт за собой снижение производительности всей сборочной линии. Чтобы не допустить этого было принято решение интегрировать в систему имеющуюся термокамеру Flir A300 и создать новое программное обеспечение для стенда термографических испытаний.
Стадия освоения:
Внедрено в производство с 17.06.2024 г.
Рис. 3. Структурная схема нового стенда термографических испытаний
Далее всё описание будет относиться к термокамере Flir и обновлённой системе. Тепловизионная камера транслирует в сеть в реальном времени потоковое видео инфракрасного изображения с частотой 30 кадров в секунду. Из этого потока в нужный момент извлекается один кадр для дальнейшей обработки. Трансляция ведётся в оттенках серого цвета, т. к. в инфракрасном спектре нет привычных нам цветов радуги. Для большей наглядности сцена раскрашивается программой в цвета палитры, выбираемой пользователем из меню. На рис. 4 приведены примеры возможных палитр.
Рис. 4. Возможные палитры для раскраски исследуемой сцены
На рис. 5 представлен пример работы программы.
Рис. 5. Пример рабочего экрана стенда термографических испытаний
В левой части мы видим термографическую картинку. Выделяются четыре зоны. В каждой зоне находится максимальная и минимальная температура, отображаемая в секции Area’s temperatures. Критерии и результаты выводятся в секции Area’s results. Здесь же мы видим температуру окружающей среды (T ambient), температуру холодильной камеры (T cell), заданное (Time ref.) и реальное (Time real) времена работы холодильника до начала испытаний. Резюме (Total result): PASS или FAIL. Внизу отображается состояние связи с абонентами сети, участвующих в процессе: PLC (программно-логический контроллер) управления кольцом испытаний, контроллер Wago для чтения температуры окружающей среды, сервер базы данных, термокамера и OPC сервер для связи с PLC Simatic S7.
Все результаты испытаний (фотографии) сохраняются на жёсткий диск для возможности изучения при необходимости: картинка просто загружается на экран, раскрашивается по желанию пользователя. При необходимости можно узнать температуру в желаемой точке, наведя на неё указатель мыши. Программа позволяет редактировать положение и размер контролируемых зон, удалять и добавлять их. Из лог-файла можно почерпнуть информацию о ходе выполнения программы.
Программа термографических испытаний работает под управление операционной системы Linux. ОС Linux хорошо зарекомендовала себя при использовании в производственных условиях своей высокой надежностью и минимальными требованиями к аппаратной части компьютера. К тому же операционная система поставляется с набором программ для применения в различных областях деятельности. Программа написана с использованием библиотеки OpenGL.
Литература:
- Страуструп Б. Язык программирования С++ (стандарт С++11). Краткий курс. Пер. с англ.- М.: Издательский дом Бином, 2017 г. — 176 с.: ил.
- Bjorn Andrist, Victor Sehr C++ High Perfomance, Packt Publishing,2020 г. — 513 с.
- Paul Raines, Jeff Tranter TCL/TK in a nutshell, O’Reilly Media Inc., 1999 г. — 429 с.
- Тейнсли Д. Язык shell Linux и Unix: Пер. с англ. — К.: Издательская группа BHV, 2001 г. — 512 с.
- Хилл Ф. OpenGL. Программирование компьютерной графики. Для профессионалов.- СПб.: Питер, 2002 г. — 1088 с.:ил.
- Basic ICD FLIR IR Camera — PC (Электронный ресурс) URL: https://github.com/uglymie/flir-a300-control-and-display/blob/master/doc/FLIR_telnet_commands.pdf (дата обращения 04.12.2024 г.)
