Usine de production d’œufs : comptage des œufs et contrôle de la vitesse du convoyeur à l’aide du compteur vidéo CamContador
Résumé
Client. Ferme avicole de production d’œufs. L’entreprise exploite un cycle de production entièrement intégré, englobant la gestion du cheptel parental, l’incubation, l’élevage des poulettes et l’hébergement des poules pondeuses commerciales. Chaque année, l’installation produit des millions d’œufs.
Tâche. Mettre en place un système de comptage des œufs à l’aide d’une caméra vidéo et intégrer le contrôle de la vitesse du convoyeur pour éviter l’accumulation et les dommages aux œufs.
Résultat. Le compteur vidéo CamContador effectue le comptage des œufs avec une précision de 99,90 à 99,97 % et transmet des données en temps réel toutes les 10 secondes au système de contrôle de l’inverseur de fréquence, qui ajuste la vitesse du convoyeur pour maintenir un flux optimal et éviter l’accumulation.
Situation
La ferme avicole utilise des convoyeurs de type « Anaconda » à tiges pour collecter les œufs des unités d’hébergement abritant des milliers de poules dans des cages en batterie. Le flux d’œufs vers l’installation de tri varie en intensité. Une distribution inégale provoque une accumulation, entraînant des fissures et des dommages au produit.
Auparavant, la ferme utilisait un compteur vidéo obsolète d’un autre fournisseur. Avec le temps, il ne répondait plus aux exigences du client : le compteur générait des erreurs et ne prenait pas en charge le contrôle de la vitesse du convoyeur, ce qui empêchait le client de réduire les pertes de produits.
Cela a incité la direction à rechercher une solution plus précise et moderne pour le comptage des œufs et la régulation de la vitesse du convoyeur afin d’éviter les dommages au produit.
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Tâche
La direction de la ferme avicole nous a contactés pour résoudre deux objectifs :
- Mettre en place un comptage précis des œufs à l’aide d’une caméra vidéo.
- Intégrer le compteur vidéo avec le convoyeur pour contrôler la vitesse du flux.
Objectif de l’intégration : Le compteur doit réguler la vitesse du convoyeur pour optimiser le flux de produits et éviter les dommages.
Lorsque les œufs arrivent sur le convoyeur à haute intensité et que la vitesse du convoyeur est trop faible, un « entassement » se produit. Les œufs se pressent les uns contre les autres, provoquant des fissures et des cassures. À ces moments-là, le convoyeur devrait accélérer pour répartir uniformément le flux et réduire les défauts. Inversement, lorsque le flux d’œufs est faible, la vitesse du convoyeur doit diminuer pour éviter une vitesse de déplacement excessive et garantir une livraison constante des œufs pour le tri et l’emballage.
Solution
L’installation du compteur vidéo à la ferme avicole a été réalisée dans un délai standard de deux jours. Comme mentionné précédemment, la mise en place de compteurs d’œufs prend moins de temps par rapport à d’autres types de produits, car les œufs sont des objets simples à compter.
Détails techniques du comptage des œufs avec des exemples de compteurs
Contrairement au projet impliquant 114 caméras vidéo sur 207 zones de comptage, nous avons installé une seule caméra dans l’unité d’hébergement final, où le flux d’œufs de tous les bâtiments de production converge.
Notre ingénieur a utilisé des outils logiciels pour recadrer l’image, excluant les zones inutiles de la zone de prise de vue pour garantir une zone de comptage propre.
Mise en place du comptage sur le processeur
Transition vers un ordinateur industriel. Le client a acquis un ordinateur de qualité industrielle dans un boîtier scellé, protégé contre la poussière, l’humidité et les contaminants typiques des fermes avicoles. Contrairement aux ordinateurs standard qui fonctionnaient avec l’ancien compteur et se bouchaient rapidement, les ordinateurs industriels scellés ne nécessitent aucun nettoyage régulier. Ils sont très fiables, fonctionnant sans entretien pendant 10 ans ou plus.
Cependant, l’inconvénient de cette fiabilité est la configuration matérielle. Les systèmes industriels conçus pour des environnements exigeants sont construits sans ventilateurs ni GPU discrets. Le défi est que le comptage des produits est généralement configuré pour fonctionner sur des GPU. C’est pourquoi les GPU sont une exigence distincte dans les spécifications des équipements.
Traitement vidéo sans GPU. Contrairement aux projets typiques où le comptage des produits fonctionne sur des GPU, nous avons dû implémenter le comptage des œufs sur le CPU pour la première fois. Cette approche est plus lente et aurait pu compliquer l’analyse en temps réel du flux vidéo. Pour y remédier, nous avons utilisé la boîte à outils Intel OpenVINO.
La boîte à outils a optimisé le modèle de comptage des œufs, éliminé les opérations inutiles et minimisé la charge du CPU. En conséquence, les performances ont été améliorées de 1,5 à 2 fois par rapport au traitement uniquement sur CPU sans OpenVINO. Cela a permis un comptage efficace des produits sans avoir besoin d’un GPU.
Configuration du contrôle de la vitesse du convoyeur
Pour contrôler la vitesse du convoyeur « Anaconda », nous avons intégré le compteur vidéo avec un inverseur de fréquence connecté au moteur électrique du convoyeur. Ce fut la phase la plus laborieuse et chronophage du projet.
Initialement, il y avait des difficultés à transmettre les données du compteur vidéo à l’inverseur. La sortie standard du CamContador ne correspondait pas au protocole du logiciel de contrôle. Notre développeur a modifié le logiciel du compteur vidéo pour se conformer au protocole du système de contrôle. Les tests ultérieurs ont confirmé la transmission correcte des données, et le système est devenu pleinement opérationnel.
Voici comment fonctionne le contrôle de la vitesse du flux à l’aide d’une caméra vidéo :
- Le compteur vidéo CamContador détecte le nombre d’œufs passant par la caméra et calcule le compte moyen par heure.
- Toutes les 10 secondes, ces données sont envoyées via le protocole Modbus TCP au logiciel de contrôle de l’inverseur de fréquence.
- L’inverseur de fréquence ajuste la vitesse de rotation du moteur électrique en modifiant la fréquence et la tension du courant alternatif en fonction des données reçues : lorsque le flux d’œufs est élevé, la vitesse du convoyeur augmente ; lorsque le flux est faible, la vitesse diminue.
Résultats
Le client est satisfait des performances du compteur vidéo et du système de contrôle de la vitesse du convoyeur. La précision du comptage des œufs varie de 99,90 % à 99,97 %. Le système de comptage traite de 36 000 à 48 000 œufs par heure.
Un exemple de la variation de la vitesse du convoyeur en fonction de l’intensité du flux :
La direction de la ferme avicole prévoit d’augmenter le nombre de caméras à quatre afin de réguler plus précisément les flux d’œufs dans différentes unités d’hébergement le long de chaque section du convoyeur « Anaconda ».
Durée du projet : Le projet a duré trois mois. La mise en place du compteur d’œufs a pris deux jours. Le temps restant a été consacré au développement logiciel pour le contrôle de la vitesse du convoyeur.
Équipe : De notre côté, deux spécialistes ont travaillé sur le projet : un ingénieur système et un développeur. Du côté du client, l’équipe comprenait un chef de projet et un développeur d’applications pour le contrôle de l’inverseur de fréquence.