Входная информация системы слежения за координатой сварного шва

Информация от датчиков, расположенных в головной части стана:

· Информация от кодового датчика КД-4МК, установленного на валу привода тележек петлевого накопителя, которая необходима для расчета запаса полосы в петлевом устройстве.

Кодовый датчик КД-4МК реализует функции преобразования угла поворота вала привода тележек петлевого накопителя в двоичный код и контроля достоверности считываемого кода [20].

Выходной сигнал датчика КД-4МК – параллельный двоичный нормальный код.

Для осуществления контроля достоверности информации на выходе датчика формируется два контрольных разряда в виде дополнения до четности или нечетности выходного цифрового кода.

Разрешающая способность датчика составляет 13 разрядов при номинальной цене единицы наименьшего разряда кода – 2⁰48'45''.

Датчик КД-4МК состоит из входного вала, на котором закреплен кодовый диск младших разрядов (с 1 по 7) и через редуктор кодовый диск старших разрядов (с 8 по 13). Кодовые диски для младших и старших разрядов одинаковы и выполнены из оптического стекла с нанесенной на него специальной шкалой (рис. 4).

Рис.4. Кодовый диск датчика КД-4МК.

Рис.5. Датчик КД-4МК.

С одной стороны каждого диска установлено два блока фотодиодов, с другой – два блока светодиодов (рис. 5). При вращении входного вала датчика, вращаются кодирующие диски. Диск младших разрядов вращается с входным валом со скоростью 1:1. Диск старших разрядов вращается с входным валом со скоростью 1:64. Поток инфракрасного света, излучаемый светодиодами, проходит сквозь не закрашенные участки кодирующего диска, попадает на светочувствительные площадки фотодиодов, образуя фототоки. Фототоки с фотодиодов поступают в электрическую схему датчика, которая формирует выходной двоичный код и контрольные разряды.

· Информация от индикатора контрольных отверстий ИКО-1, которая необходима для определения прохождения сварного шва, полученного на агрегатах непрерывного травления металла, и информация от ИКО-2, которая необходима для определения прохождения всех сварных швов,

Индикатор контрольных отверстий ИКО-5 предназначен для выявления сквозных контрольных отверстий в полосе металла и выдачи об этом сигнала в систему слежения за металлом [18].

Выходной сигнал ИКО-5 – сигнал в виде замыкания нормально открытых контактов встроенного реле. Длительность сигнала равна 0,2с ± 0,1с.

ИКО-5 состоит из осветителя, фотоприемника и блока управления (см. рис.6). Осветитель состоит из десяти светодиодов, излучающих в инфракрасной области, и шести линз.

Рис.6. Датчик ИКО-5.

Светодиоды расположены в фокальной плоскости линз и смещены относительно их центра на расстояние, равное четверти диаметра. Благодаря такому расположению светодиодов каждая линза, за исключением крайних, формирует два наклонных световых пучка, а вся контролируемая плоскость полосы освещена одновременно двумя световыми потоками. Поэтому при выходе из строя любого из светодиодов световой поток через контрольное отверстие не исчезает, а уменьшается лишь в 2 раза и будет зарегистрирован фотоприемником. Фотоприемник состоит из десяти фотодиодов и пяти линз. Фотодиоды расположены относительно линз так же, как светодиоды в осветителе, благодаря чему световой поток через контрольное отверстие регистрируется сразу двумя фотодиодами. При показанном на рис.6 положении контрольного отверстия световой поток через него проходит от двух светодиодов (4-го и 7-го) и регистрируется двумя фотодиодами

(3-м и 8-м).

Световой поток, зарегистрированный фотодиодами, преобразуется в электрические импульсы частотой 5 кГц. После усиления и формирования импульсы попадают на накопительный счетчик и далее на компаратор. При поступлении импульсов на вход накопительного счетчика напряжение на его выходе начинает увеличиваться пропорционально количеству поступивших импульсов. При достижении величины напряжения на выходе накопительного счетчика, равного напряжению уставки компаратора, последний срабатывает и запускает одновибратор. Напряжение уставки выбрано из расчета срабатывания компаратора при поступлении на вход накопительного счетчика не менее восьми импульсов. Сигнал с выхода одновибратора длительностью 0,2 с. поступает в блок управления на базу выходного транзистора. Транзистор открывается, и реле срабатывает. Нормально открытые контакты реле замыкаются, тем самым регистрируя прохождение контрольного отверстия.

· Информация от импульсных датчиков ПДФ-5, установленных на валу натяжного устройства и на валу ролика натяжения. Данная информация необходима для расчета длины полосы, выбранной из петлевого накопителя.

Импульсный датчик ПДФ-5 предназначен для преобразования угла поворота вала натяжного устройства или ролика натяжения в число импульсов и угловой скорости вала в частоту следования импульсов [21].

Выходные сигналы датчика – две серии импульсов по двум раздельным каналам (рис. 7). Также предусмотрен нулевой импульс в прямом и инверсном виде. Число импульсов на оборот в каждой серии равно 1000. Скважность импульсов 2±0,2. Импульсы двух серий Б1 и Б2 сдвинуты друг относительно друга на 90±20 электрических градусов. (При вращении вала по часовой стрелке импульсы Б2 отстают от импульсов Б1). Каждая серия импульсов выходных сигналов представлена в прямом и инверсном виде. Длительность фронтов импульсов не более 1 мкрс. Максимальная частота импульсов 100 кГц.

Действие датчика ПДФ-5 основано на появлении фототока в приемнике излучения под влиянием падающих на него лучей. Основные детали считывающего узла датчика: подвижный растровый диск, укрепленный на валу датчика; неподвижный индикаторный диск, закрепленный в корпусе; светодиоды и фотодиоды (рис. 8).

Вращаясь, растровый диск в паре с индикаторным диском создает обтюрационное растровое сопряжение. Ширина штрихов на дисках одинакова и равна , где t – шаг растра. Штрихи индикаторного диска перед фотодиодом первого канала сдвинуты на (180 электрических градусов) относительно штрихов перед вторым фотодиодом этого же канала. Точно такой же сдвиг осуществлен на индикаторном диске и для второго канала. Штрихи для первого и второго каналов на индикаторном диске разнесены таким образом, что обеспечивают сдвиг разных каналов на 90 электрических градусов. Для формирования выходного сигнала в одном канале датчика используются два фотодиода, освещаемые одним светодиодом. В нулевом канале используется один фотодиод.

Рис.7. Выходные сигналы импульсного датчика ПДФ-5.

Рис.8. Конструкция считывающего узла датчика ПДФ-5:

С0, С1, С2 – светодиоды; Ф0, Ф1, Ф1^’, Ф2, Ф2^’ – фотодиоды.

· Информация от системы измерения массы на единицу площади «ROBOTRON 24 024» служит для бесконтактного определения массы на единицу площади или толщины ленточных или листовых материалов при непрерывном изготовлении по радиометрическому методу просвечивания. Используется для непрерывного технологического контроля, а также в качестве датчика регулирующих сигналов в рамках автоматизации процесса.

Основное исполнение системы измерения массы на единицу площади «ROBOTRON 24 024» состоит из шкафа «75 187» с блоком обработки измеряемых величин «23 186» и блока электропитания «23 187», прибора управления «23 188» и зонда «М 7200».[19]

Рис. 9. Конструкция системы измерения массы на единицу площади.

При измерении просвечиванием излучатель и измерительная головка находятся соответственно на противоположных сторонах измеряемого материала. В качестве эффекта измерения используется абсорбция излучения радионуклида, происходящая в результате взаимодействия с атомами измеряемого материала. Масса на единицу площади m_A представляет собой произведение толщины d и плотности r:

Электрический сигнал, получаемый детектором излучения, однако не является линейным, но более или менее точно подчиняется экспоненциальной функции:

где m - коэффициент ослабления массы, характерный для измеряемого материала (зависит от сортамента металла).

Предоставляемые измерительной головкой сигналы после аналого-цифрового преобразования обрабатываются встроенной микроЭВМ. В зависимости от установки измеряемое значение рассчитывается либо в виде действительного значения, либо после сравнения заданного и действительного значений в виде абсолютного или относительного отклонения от заданного значения.

Система измерения имеет три независимых друг от друга аналоговых выхода с диапазонами от 0 до +10В или от -10 до +10В, в зависимости от настройки.

· Информация о наличии на полосе дефекта, которая необходима для регистрации дефекта полосы. Оператор на пульте управления разматывателями или пульте управления стыкосварочной машиной визуально определяет проходящий участок полосы, содержащий дефект, и сигнализирует об этом, нажимая на кнопку “Дефект полосы”.