ЖУРНАЛ «СТА» №1/2007

фирмы Advantech РСМ3370 в формате РС/104+ с процессором Celeron 650 МГц (рис. 3). Программное обеспе- чение встраиваемого компьютера на- писано в среде жёсткого реального вре- мени QNX 6.2 Momentics. АЦП по сиг- налу компьютера производит оциф- ровку 1024 значений входного допле- ровского сигнала с частотой выборки 1 МГц и сохраняет результаты в буфер- ной памяти. В качестве АЦП использу- ется 12разрядная микросхема ADC803 фирмы BurrBrown. В момент заполне- ния буферной памяти на шине РС/104+ выставляется флаг готовно- сти, по которому компьютер извлекает данные из памяти, выдаёт команду на получение следующей порции значе- ний платой АЦП и приступает к обра- ботке данных. Компьютером произво- дится быстрое преобразование Фурье (БПФ) массива мгновенных значений сигнала. Время БПФ на таком компь- ютере составляет 3 мс. Испытания на реальном прокате различной формы (балка, круг, шпунт Ларсена) показали, что скорость движения объекта харак- теризуют не более трёх расположенных рядом спектральных составляющих, близких по мощности, причём их мощ- ность на порядок выше, чем шумовые составляющие сигнала. Исключением является мощная нулевая составляю- щая спектра, характеризующая посто- янную засветку поверхности объекта лазерным излучением. Наличие трёх составляющих в спектре, повидимому, объясняется неравномерностью интер- ференционной решетки по глубине из- мерительной зоны и смещением про- ката в боковом направлении. По ре- зультатам испытаний выявлено, что скорость объекта достаточно точно оп- ределяется по максимальной мощно- сти спектральной составляющей в за- данном частотном диапазоне. При кратковременном пропадании сигнала производится замещение значения скорости её последним достоверным значением. Наличие объекта в поле зрения ЛДИС определяется по двум лазерным барьерным датчикам, выход- ные сигналы которых обрабатываются по прерыванию с высшим приорите- том. Длительность одного полного цикла обработки сигнала выбрана 10 мс. Для получения значения длины штанги производится умножение по- лученной скорости на 10 мс и на пере- счетный коэффициент «частотаско- рость». Дополнительно определяется момент срабатывания барьерных дат- чиков внутри цикла обработки сигнала и производится коррекция длины штанги. Метрологическая калибровка измерителя сводится к определению упомянутого пересчётного коэффици- ента. После окончания процесса измере- ния штанги цифровой блок по интер- фейсу RS485 отправляет в контроллер сообщение, в котором содержится ин- формация о порядковом номере штан- ги, длине штанги, минимальной, мак- симальной и средней скоростях, за- фиксированных в процессе измерения, факте пропадания входного сигнала, достоверности измерения. Для увели- чения надёжности работы в месте из- мерения установлены два измерителя со смещёнными друг относительно друга измерительными зонами. Измерители с цифровым блоком об- работки сигнала работают в цехе про- катки широкополочных балок ОАО НТМК с января 2006 года. За это время модернизированные ЛДИС показали погрешность измерения длин штанг 0,2%, надёжность измерений 99% при рекомендованной надёжности измере- ний для металлургии 95%. Особенно заметно улучшилась точность измере- ния длины круглой заготовки, что по- казательно, поскольку зондирующие лучи падают на поверхность не перпен- дикулярно. УЧ ЁТ ГОРЯ Ч ЕГО ПРОКАТА В ЦПШБ НА БАЗЕ ЛДИС Структурная схема системы показа- на на рис. 4. Сообщение от цифровых блоков через преобразователи RS485/RS232 поступают в контрол- лер. Контроллер сводит данные от двух измерителей, дополняет их временем измерения и сохраняет всю эту инфор- мацию по замеру в буфере своей опера- тивной памяти. Контроллер по интер- фейсу RS232 связан с технологиче- ским сервером сбора данных, работаю- щим в среде операционной системы QNX 4.25. Сервер осуществляет: ● сбор сигналов от лазерных барьер- ных датчиков наличия горячего ме- талла, расположенных на прокатном стане, сигналов концевых датчиков «пила в резе» и кнопки «конец плав- ки» на пульте резчика (ввод сигналов в сервер производится через плату дискретного ввода PCLD782 фирмы Advantech); ● приём информации по интерфейсу RS232 от измерителя длины раската ЛДИС TSI 2000C, установленного после чистовой клети; 26 СТА 1/2007 РАЗ РА БО Т КИ / МЕ ТАЛЛ У Р Г И Я www.cta.ru Рис. 3. Платы цифрового блока обработки сигнала для ЛДИС Рис. 4. Структурная схема системы