Prom Electric
СПб, Швецова, 23Б
mail@prom-electric.ru
+7 (812) 952-38-45
+7 (921) 952-38-45
Online-заявка
\/
Спасибо, мы ответим в течение 24 часов

Измерение длины и скорости движения заготовки

Современное прокатное производство не представляется без применения автоматизации. Любые технологические процессы должны выполняться с высокой заданной точностью, что без применения электроники является невозможным. Управление всеми скоростными режимами двигателей приводов, подачи количества воздуха, воды и других веществ, происходит с помощью сигнальных датчиков и решающего контроллера.

Измерение длины применяется во многих сферах автоматизации производства. К примеру, при прокате уголка необходимо делать мерную резку металла, ведь длина цельно выкатанного изделия может составлять до 1 км.

 

Применение HDM и фотодатчиков для измерения длин заготовки

Как видно на Рисунке 1, прокатанный материал делится на мерные крати делительными ножницами. Длины кратей система оптимизирует под следующие мерные резы, которые являются последними.

Прокатный материал

Рисунок 1.

Во время следования прокатного уголка к холодильнику мерные ножницы должны поделить металл на одинаковые крати. Для раскаленного металла применять ИК или фотодатчики нет смысла. В этих целях используют датчик наличия металлаHMD.

На Рисунке 2 изображен обыкновенный промышленный HMD датчик. Прибор реагирует на наличие ультрафиолетового излучения и имеет подстройку чувствительности. Подключение такого датчика обычно происходит к дискретному удаленному модулю связи. Выход с датчика формируется в виде «0» и «1». При необходимости прибор можно подключить к микроконтроллеру.

Промышленный HMD датчик

Рисунок 2.

Если знать расстояние между датчиками, то можно определить время прохождения и скорость движения заготовки. По этим трем параметрам составляется трекинг движения материала. Оператор компьютера может удаленно наблюдать, как движется заготовка исключительно с расчетных данных формирующихся датчиками измерения длины.

На этом этапе роль HDM датчиков заканчивается, в работу включаются дополнительные фото-пары. Чтобы порезать уголки на равные длины используется маятниковый нож, сигнал, на рез которого формирует датчик длины.

Для этих целей можно применить датчик BM200 компании Autonics. Задача прибора при наличии препятствия формировать контрольный сигнал присутствия, который передается в PLC или микроконтроллер. На Рисунке 3 изображена фотография датчика BM200.

Датчик длины BM200

Рисунок 3.

Основные характеристики датчика BM200:

 

Подключение фотодатчика к микроконтроллеру

В зависимости от агрессивности среды и условий эксплуатации приборов, помимо профессиональных датчиков типа Autonics BM200, можно в качестве индикатора использовать обыкновенные полупроводниковые или резистивные датчики. Чаще всего применяются приборы на основе фототранзистора или фотодиода. На Рисунке 4 представлен простой фототранзистор, который является основой для многих промышленных фотодатчиков.

фототранзистор

Рисунок 4.

На Рисунке 5 изображена схема вариантов подключения фотодатчиков. Датчики измерения длины обязаны быстро реагировать на появившееся препятствие, чтобы не вносить задержки. Как видно из схемы, в простом случае достаточно подключить фотоприбор и подтягивающий резистор. В темном пространстве фотодиод не может пропускать ток в обратном направлении, у фоторезистора сопротивление стремится к бесконечности по его границе и фототранзистор закрыт. Как только происходит засветка прибора, сопротивление фоторезистора резко падает, транзистор отпирается, а диод начинает пропускать ток в обратном направлении.

схема подключения фотодатчика

Рисунок 5.

Сигналы с таких приборов, как правило, обрабатываются в цифровом виде. Аналоговая часть сигнала подается на компаратор или АЦП микроконтроллера, и решающее устройство выдает логический уровень исходя из настроек шкалирования.

Пример реализации обработки сигнала с АЦП микроконтроллера представлен на Листинге 1.

ldir16,(1<<ADEN)|(1<<ADSC)|(1<<ADFR)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)
outADCSR,r16 ;Настраиваем АЦП МК
lditemp,1
outADMUX, temp
sbiADCSR,ADSC ;Запуск преобразования
inr16,ADCL ;Цифровой код
inr17,ADCH
ldir18,3 ;Делим код для вписывания в пределы 8-разрядов
rcallDivByte ;Для простоты сравнения приводим число в границы 0-255
;или 0…100%

cpitemp,comp ;Производим операцию сравнения
brshON_ photosensor

Однако даже с применением промышленных PLC проблема дребезга контакта остается актуальной. В удаленных модулях ввода-вывода REM имеются встроенные цифровые фильтры подавляющие дребезг контакта. Но применением скоростных сигналов нельзя вносить временные задержки на обработку сигнала. Поэтому подавление дребезга контакта происходит программным образом. Даже при нормальной работе датчики измерения длины могут формировать искажения сигнала. Когда прибор работает в агрессивной среде, то пыль и окалина оказывают негативное влияние на оптику прибора, что провоцирует датчик на ложное срабатывание или повышенный дребезг сигнала.

Как правило, проблема решается с помощью применения простейшего фильтра, пример которого представлен на Листинге 2.

Loop:
SbicPIN_IN, photosensor ; Проверяем срабатывание датчика
brneloop
DELAY 50ms ; Датчик сработал – ставим задержку n-мс
SbicPIN_IN, photosensor ; Повторно проверяем срабатывание датчика
brneloop

При таких простых манипуляциях можно с легкостью избавиться от проблемы с дребезгом контакта. После первого срабатывания вызывается подпрограмма задержки. В течение этого времени все переходные процессы должны нормализоваться и на выходе установится стабильный логический уровень. Далее при расчете длин заготовок учитывается константа задержки DELAY 50msи определяется точный размер материала.

 

Заключение

В заключении можно сказать, что в таком сложном деле как автоматизация реза мерных длин материала можно применять обыкновенные микроконтроллеры серии AVR. Для простых расчетов и обработки сигнал с фотодатчиков скорости процессора будет более чем достаточно. Автоматический расчет скорости двигателей рольгангов надежнее всего рассчитывать по фото измерительным датчикам.

Узнайте условия разработки промышленной электроники, отправив запрос на mail@prom-electric.ru


Наши услуги:
 Ремонт частотных преобразователей Разработка промышленной электроники
 Ремонт частотных преобразователей Siemens Ремонт частотных преобразователей ABB
 Ремонт частотных преобразователей Hyundai Ремонт частотных преобразователей Веспер
 Ремонт устройств плавного пуска Ремонт контроллеров
 Ремонт АИД-70 Ремонт РТ-2048
 Ремонт СНЧ-25 Ремонт УПУ-10
 Ремонт Тангенс-3М Ремонт БМРЗ-100
 Ремонт Ретом-21 Ремонт Ретом-51
 Ремонт контрольно-измерительных приборов и автоматики Разработка шкафов управления
 Наладка систем телемеханики и диспетчеризации Ремонт промышленных ИБП
 Ремонт электроники станков Ремонт серводрайверов и сервоусилителей