基于图像处理的PLC灯板检验系统的设计

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以提高PLC灯板检验的速度、效率、精度为目的，提出了一种基于视频图像采集、计算机图像处理的plc灯板检测系统。

【关键词】PLC灯板检验 图像采集 图像处理

在可编程逻辑控制器（PLC）大批量生产中，灯板虚焊漏焊等质量问题时有发生，如果不及时检查出来，将在PLC使用过程中留下隐患，造成巨大损失。目前对于PLC灯板检测，主要依靠人工目测检验。这不仅存在主观因素影响大、劳动强度高、工作效率低等弊端，而且在短时间内人工大批量检验PLC灯板不现实。本文利用图像处理、视频采集、PLC控制等技术实现对多个PLC灯板检验，并提出基于图像处理的PLC灯板检验系统。

1 系统设计及原理

对PLC检验系统设计需考虑易操作、速度快、精度高的特点。易操作，指系统可一键操作直接显示检验结果。速度快，指一分钟内检测多个PLC灯板。精度高，指用图像处理技术来提高PLC的检验精度。PLC检验系统主要包括PLC控制、计算机软件两大部分。PLC控制部分包括控制检验过程和控制结果显示；计算机软件部分包括对被检PLC图像采集、图像处理、图像检测。PLC灯板检验系统结构，如图1。系统原理是利用PLC控制器与计算机软件之间进行数据交互实现对被检PLC的图像采集、图像处理、图像检测及结果显示等过程。

2 PLC灯板检验系统软件设计

系统软件部分主要包含图像采集、图像处理、图像检测三部分。它直接决定系统的检验精度和检验速度。对灯板检验系统软件的实现主要使用的是C#语言在VS2010环境下编写，如图1、图2。

2.1 图像采集

图像采集的实现选择DiretShow工具开发包。运用它能方便的从支持WDM驱动模型采集卡上捕获数据和进行后续处理。

图像的采集主要有两步：一，摄像头驱动号获取；二，4个摄像头图像采集。需要采集图像时，系统软件向4个摄像头索取驱动号，经过采集卡分别抓取4个摄像头的图像，每个图像对应各个被检PLC。

2.2 图像处理

2.2.1 图像灰度化

本文图像灰度化采用下面公式对应关系，设灰度图像各点像素RGB分别为R、G、B，彩色图像各点像素RGB分别为R1、G1、B1，则有：

借用上面公式能将一幅彩色图像转为灰度图像。

2.2.2 图像二值化

视频采集的图像经灰度化处理把图像的干扰削弱或去除，得到灰度图像。灰度图像经灰度拉伸、平滑、二值化处理，图像只有白色目标和黑色背景两类。如图2，奇位灯亮的24位彩色图像处理后的二值图。

2.2.3 图像检测

PLC每个灯在视频图像中的位置都是固定的，设经计算得到PLC每个灯中心位置的像素A（a，b）。可设灯亮形成的矩形区域由像素点A1（a-c，b-d）、A2（a+c，b-d）、A3（a+c，b+d）、A4（a-c，b+d）四个像素点组成。在二值化图像内扫描该矩形区域，得到白色像素点的个数设为S。设定一个阀值S，当SS时，判断该灯合格。S的取值按照现场对灯的明亮需求来定，通常情况下设置为100。

3 PLC控制系统设计

PLC控制系统起到一个承接控制作用，可控制向被检PLC发送报文和结果的显示。它由一个PEC3000作为主体，经以太网UDP协议和计算机软件进行数据交互，并把检验结果传送给LED灯。

当确定被检PLC类型后，PEC3000经485串口向被检PLC发送报文，使它们的偶位灯亮，此时PEC3000向计算机软件发送信号，经计算机软件做相应处理后，则把检验结果发送给PEC3000，PEC3000将控制LED是否亮，这样能将检验结果直观的显示在LED灯上。

PLC控制系统实现报文发送与控制检验结果显示两个功能。10个LED灯对应10个被检PLC，当LED亮表示相应被检验PLC合格；当LED不亮表示相应被检PLC不合格。

4 结论

将图像采集、图像处理与PLC控制系统应用于PLC灯板的检验中，为产品检验提供了新的方法：（1）提高了检验速度。（2）提高了检验精度。（3）可实现硬件或软件一键检验。

参考文献

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作者单位

黔东南民族职业技术学院 贵州省黔东南苗族侗族自治州 556000