Planta de producción de huevos: conteo de huevos y control de la velocidad del transportador utilizando el contador de video CamContador
Resumen
Cliente. Granja avícola de producción de huevos. La empresa opera un ciclo de producción completamente integrado, que incluye la gestión del plantel reproductor, la incubación, la cría de pollitas y la vivienda de gallinas ponedoras comerciales. Cada año, la instalación produce millones de huevos.
Tarea. Implementar un sistema de conteo de huevos utilizando una cámara de video e integrar el control de la velocidad del transportador para evitar la acumulación y el daño de los huevos.
Resultado. El contador de video CamContador realiza el conteo de huevos con una precisión del 99,90 al 99,97% y transmite datos en tiempo real cada 10 segundos al sistema de control del inversor de frecuencia, que ajusta la velocidad del transportador para mantener un flujo óptimo y evitar la acumulación.
Situación
La granja avícola utiliza transportadores de tipo “Anaconda” de varillas para recolectar huevos de las unidades de vivienda con miles de gallinas en jaulas de batería. El flujo de huevos hacia la instalación de clasificación varía en intensidad. La distribución desigual causa acumulación, lo que resulta en grietas y daños al producto.
Anteriormente, la granja utilizaba un contador de video obsoleto de otro proveedor. Con el tiempo, ya no cumplía con los requisitos del cliente: el contador producía errores y no soportaba el control de la velocidad del transportador, lo que impedía al cliente reducir las pérdidas de productos.
Esto llevó a la gerencia a buscar una solución más precisa y moderna para el conteo de huevos y la regulación de la velocidad del transportador para evitar daños al producto.
Cómo una planta de producción de pan gestiona su transportador utilizando una cámara de video
Tarea
La gerencia de la granja avícola se acercó a nosotros para resolver dos objetivos:
- Implementar un conteo preciso de huevos utilizando una cámara de video.
- Integrar el contador de video con el transportador para controlar la velocidad del flujo.
Propósito de la integración: El contador debe regular la velocidad del transportador para optimizar el flujo de productos y evitar daños.
Cuando los huevos llegan al transportador con alta intensidad y la velocidad del transportador es demasiado baja, se produce un “apilamiento”. Los huevos se presionan entre sí, causando grietas y roturas. En esos momentos, el transportador debería acelerar para distribuir uniformemente el flujo y reducir defectos. Por el contrario, cuando el flujo de huevos es bajo, la velocidad del transportador debería disminuir para evitar una velocidad de movimiento excesiva y garantizar una entrega constante de huevos para su clasificación y empaque.
Solución
La instalación del contador de video en la granja avícola se completó en un plazo estándar de dos días. Como se mencionó anteriormente, la implementación de contadores de huevos requiere menos tiempo en comparación con otros tipos de productos, ya que los huevos son objetos simples para contar.
Detalles técnicos del conteo de huevos con ejemplos de contadores
A diferencia del proyecto que involucró 114 cámaras de video en 207 zonas de conteo, instalamos solo una cámara en la unidad de vivienda final, donde converge el flujo de huevos de todos los edificios de producción.
Nuestro ingeniero utilizó herramientas de software para recortar el encuadre, excluyendo áreas innecesarias de la zona de filmación para garantizar una zona de conteo limpia.
Implementación del conteo en el procesador
Transición a una computadora industrial. El cliente adquirió una computadora de grado industrial en una carcasa sellada, protegida contra polvo, humedad y contaminantes típicos de las granjas avícolas. A diferencia de las computadoras estándar que operaban con el contador antiguo y se obstruían rápidamente, las computadoras industriales selladas no requieren limpieza regular. Son altamente confiables, funcionando sin mantenimiento durante 10 años o más.
Sin embargo, la desventaja de esta fiabilidad es la configuración del hardware. Los sistemas industriales diseñados para entornos de alta exigencia están construidos sin ventiladores ni GPU discretas. El desafío es que el conteo de productos generalmente está configurado para ejecutarse en GPU. Por eso, las GPU son un requisito separado en las especificaciones de equipos.
Procesamiento de video sin GPU. A diferencia de los proyectos típicos donde el conteo de productos se ejecuta en GPU, tuvimos que implementar el conteo de huevos en la CPU por primera vez. Este enfoque es más lento y podría haber complicado el análisis en tiempo real del flujo de video. Para abordar esto, utilizamos el kit de herramientas Intel OpenVINO.
El kit de herramientas optimizó el modelo de conteo de huevos, eliminó operaciones innecesarias y minimizó la carga de la CPU. Como resultado, el rendimiento mejoró de 1,5 a 2 veces en comparación con el procesamiento solo con CPU sin OpenVINO. Esto permitió un conteo eficiente de productos sin la necesidad de una GPU.
Configuración del control de la velocidad del transportador
Para controlar la velocidad del transportador “Anaconda”, integramos el contador de video con un inversor de frecuencia conectado al motor eléctrico del transportador. Esta fue la fase más laboriosa y que consumió más tiempo del proyecto.
Inicialmente, hubo dificultades para transmitir datos desde el contador de video al inversor. La salida estándar del CamContador no coincidía con el protocolo del software de control. Nuestro desarrollador modificó el software del contador de video para cumplir con el protocolo del sistema de control. Las pruebas posteriores confirmaron la transmisión correcta de datos, y el sistema se volvió completamente operativo.
Así es como funciona el control de la velocidad del flujo utilizando una cámara de video:
- El contador de video CamContador detecta la cantidad de huevos que pasan por la cámara y calcula el conteo promedio por hora.
- Cada 10 segundos, estos datos se envían a través del protocolo Modbus TCP al software de control del inversor de frecuencia.
- El inversor de frecuencia ajusta la velocidad de rotación del motor eléctrico variando la frecuencia y el voltaje de la corriente alterna según los datos recibidos: cuando el flujo de huevos es alto, la velocidad del transportador aumenta; cuando el flujo es bajo, la velocidad disminuye.
Resultados
El cliente está satisfecho con el rendimiento del contador de video y el sistema de control de la velocidad del transportador. La precisión del conteo de huevos varía del 99,90% al 99,97%. El sistema de conteo procesa de 36,000 a 48,000 huevos por hora.
Un ejemplo de cómo varía la velocidad del transportador dependiendo de la intensidad del flujo:
La gerencia de la granja avícola planea aumentar el número de cámaras a cuatro para regular con mayor precisión los flujos de huevos en diferentes unidades de vivienda a lo largo de cada sección del transportador “Anaconda”.
Duración del proyecto: El proyecto duró tres meses. La implementación del contador de huevos tomó dos días. El tiempo restante se dedicó al desarrollo de software para el control de la velocidad del transportador.
Equipo: De nuestro lado, dos especialistas trabajaron en el proyecto: un ingeniero de sistemas y un desarrollador. Del lado del cliente, el equipo incluyó un gerente de proyecto y un desarrollador de aplicaciones para el control del inversor de frecuencia.