跟踪模块（共3篇）
跟踪模块 篇1
摘要：分析一般火控雷达数字跟踪测距模块基本原理, 指出其内在不可避免的系统误差, 介绍一种新的可避免这一系统误差的设计方法的理论, 设计利用双路距离计数的雷达数字跟踪测距模块。其优点在于不需要对跟踪脉冲进行时间测量, 也不必在时间上对目标回波和跟踪脉冲进行比较就可对目标进行跟踪测距, 摒弃了大量使用模拟量的测量和A/D转换, 尽量减少模拟量之间的比较和计算, 具有跟踪及时、稳定的特点, 简化了电路构造、减少了系统误差。
关键词：自动跟踪,测距,跟踪脉冲,时间鉴别器
0 引 言
雷达最主要的功能之一就是对目标距离的跟踪和测量。在此首先阐述了雷达测距跟踪的基本原理[1], 介绍一种脉冲雷达数字跟踪测距模块的设计及实现的新方法, 并且叙述了该模块研制的理论基础。该模块利用回波信号相对于发射脉冲的延迟时间量进行目标距离的测量, 针对跟踪脉冲的特点, 对目标回波延迟时间计数值和跟踪脉冲计数值进行比较[2], 利用数字信号处理的方法把比较的结果反馈到跟踪控制器, 实现了脉冲雷达的距离跟踪, 具有测距精度高、测距稳定、抗干扰能力强及电路简便等优点。该模块能够对目标进行手动跟踪测距和自动跟踪测距。
1 该模块的理论设计
一般雷达数字跟踪是通过时间鉴别器鉴别出回波信号与跟踪脉冲之间的迟延时间差[1,3], 然后利用时钟脉冲对这个时间差进行计数, 作为距离误差反馈至跟踪处理单元, 其本质上是把模拟系统输出量进行数字变换, 即在模拟量的基础上变换的, 实质上还是模拟量 (如图1所示) 。变换之间又有不可避免的系统误差存在, 例如要对跟踪脉冲计时计数, 而计时计数的起始时间必须要和雷达发射脉冲同步, 要做到完全同步是很难的, 这之间的误差在所难免。又如某型雷达时间鉴别器中回波信号与跟踪脉冲之间的时间差要转化为带有极性的电压 (存在误差) , 然后又要将此电压转化为距离计数器的计数脉冲 (也存在误差) , 使距离计数器做加或减计数, 实现对目标的距离跟踪。
该模块只需知道目标回波的二进制距离数值, 然后与跟踪脉冲的二进制数值进行比较, 形成距离误差作为反馈至距离产生器进行跟踪处理即可[4], 不需要对跟踪脉冲进行专门的时间测量, 也不必对回波信号和跟踪脉冲间的时间差进行比较, 简化了电路构成、减少了系统误差。在雷达全程探测完毕时, 由计数停止脉冲将控制距离计数器和锁存器清零。计数停止脉冲可以由下一个发射脉冲的前沿产生, 也可由火控计算机提供。
图2是利用以上理论而设计的该跟踪测距模块的数据流程图, 该模块利用数字技术可以实现距离数据的自动跟踪。把目标的时延变成数字量, 最基本的办法就是利用计数器, 并加以适当的控制。当雷达发射脉冲信号时, 就触发T触发器, 这样同时启动了计数器工作, 一旦确定接收到了目标回波, 就再一次触发T触发器使其停止计数器计数, 这样就在回波到达的时刻读出计数器输出的数据, 即得到目标距离数据, 通过与手动测距计数器输出的数值进行比较, 就得到距离误差值, 送至控制器进行跟踪处理。手动与自动跟踪测距的转换是通过一个与门进行切换的。很明显, 该模块的控制器和跟踪脉冲产生器已经不是图1所示意义上的控制器和跟踪脉冲产生器[1]。这时的控制器和跟踪脉冲产生器已经融合在一起 (在此仍用传统的三部分来区分整个跟踪测距模块, 但意义有所不同) 。该模块的优点就是结构简单、易于理解且通用性比较强, 不仅可以用在雷达整个跟踪系统当中, 也可以用在通用雷达训练器的目标回波产生器和跟踪测距训练器上。
2 手/自动距离跟踪测距模块的设计
该数字式距离跟踪模块由时间鉴别器、距离产生器和跟踪脉冲产生器组成[5]。
2.1 时间鉴别器的设计
在该模块中时间鉴别器 (距离比较器) 由上、下锁存器及带有符号位的减法电路组成。上锁存器输出目标回波的实际距离脉冲计数值;下锁存器输出跟踪脉冲的距离计数值;两距离计数值同时送至带有符号位的减法电路, 输出带有极性的距离误差值作为反馈量至距离产生器 (即控制器) 进行跟踪处理。
2.2 跟踪脉冲产生器的设计
跟踪脉冲产生器由手动脉冲输出器、加/减计数单元以及寄存器组成, 所以严格来讲应该是手动跟踪脉冲产生器, 它对手动脉冲进行计数形成跟踪脉冲, 跟踪脉冲产生器输出的数据是送给控制器的一端。其中加/减计数单元由4片74LS191 (单时钟4位二进制可逆计数器) 构成的串行可逆计数。计数器的计数方向和计数方式受工作方式控制电路控制, 手动脉冲输出器产生两组相位相差90°的脉冲, 当工作在手动时, 脉冲1作为可逆计数器的时钟脉冲, 脉冲2通过JK触发器74HC107变成控制计数器进行加/减计数的控制脉冲, 两组手动脉冲通过加/减计数单元形成跟踪脉冲的进退, 等到跟踪脉冲与目标回波距离数值相差在一定范围时就可转入对目标进行自动跟踪和测距 (当然这时也可以不进行自动跟踪测距) , 当进入自动跟踪状态时加/减计数器停止计数, 这时就不能对目标进行手动跟踪和测距, 控制器在原来加/减计数器已经输出的数值的基础上根据送来的距离误差值进行数据跟踪处理。
寄存器的作用是输出数据到控制器, 它起着选择输出的作用, 当进行手动跟踪时, 选择输出加/减计数单元的数据;而当进行自动跟踪时, 选择输出控制器输出的数据, 等待和时间鉴别器输出的数据一起到加/减单元进行跟踪处理。
2.3 距离产生器的设计
距离产生器 (即控制器) 有两个输入端, 分别输入跟踪脉冲产生器的送来的数值和距离误差寄存器送来的数值, 距离产生器主要由加减/法单元及距离误差寄存器组成, 它利用距离比较器送来的一定范围内距离误差值对跟踪脉冲产生器产生的跟踪脉冲进行修正, 从而达到决定手动跟踪还是自动跟踪以及对目标距离的测量。例如:当距离误差值小于750 m时就触发误差寄存器输出为距离误差值, 即进行自动跟踪和测距处理;当距离误差值大于750 m时就触发误差寄存器输出为0, 从而只能进行手动跟踪和测距。加减/法单元是由4片74HC381 (具有8种二进制算法的算术逻辑单元的运算器) 及1片超前位产生器74HC182组成的16位全超前进位算术运算电路。运用74HC182是为了使运算器能够进行并行运算, 这样可以大大提高控制器的运算速度。距离产生器产生的数据经下锁存器, 再输出到时间鉴别器和火控及终端显示器, 就能够在显示终端看到雷达跟踪的情况和所测到的目标距离了。
距离误差寄存器是由3片74LS174单向正沿触发的6位集成寄存器构成。它的主要作用是提供自动跟踪时的距离误差数据, 送给加/减法单元, 其还能够决定手动跟踪还是自动跟踪, 当各片74LS174的清零端置0时, 距离误差寄存器输出为0, 整个模块进入手动跟踪测距状态;当清零端置1时进入自动跟踪测距状态, 距离误差寄存器输出距离误差值。
3 结 语
这里对雷达跟踪测距模块进行了分析和设计, 提出了双路距离计数再进行距离比较的办法 (而不是对跟踪脉冲和目标回波时间差进行距离比较的方法[6]) 对目标进行跟踪测距, 该设计方法不是根据回波超前或滞后跟踪波门来判定时间鉴别器输出距离误差的极性, 也不是根据回波与前后波门重合面积的比较来输出距离误差的[5], 是一种创新的设计方法, 在节省费用、简化电路结构和故障维修方面可以有比较大的挖掘空间。
参考文献
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跟踪模块 篇2
目前,国内外针对车间生产调度问题的研究已经很多,从最初的整数规划、仿真到现今的神经网络、遗传算法等[2],但总体看来,大部分的算法都为制作数学模型而做了很多简化,并不适合实际应用的需要。本工装MES系统的生产调度和进度跟踪模块针对不同类型装配工装的车间生产调度而开发,并解决了生产进度及时跟踪的问题,模块的功能结构如图1所示。
1 新制与报废复制工装的生产调度
在公司所接收的订单中,有很大一部分是这两类订单。新制是加工新的工装产品,而报废复制则是对已报废的工装重新生产。因为它们都需要加工工装结构树中所有的物料,所以通常加工周期较长。一般情况下,装配工装生产过程包括了前期的机械加工和后期的产品装配,所以我们把这两类工装的生产调度分为机械加工生产调度和钳工协作生产调度两部分。
1.1 机械加工生产调度
它主要完成车、铣、铇、磨、镗等拥有机械加工设备的工段生产任务的调度派发,由于实际生产中每个人员固定对应一台加工设备,所以它又称为单人工序调度。机械加工的派工方式分为手动和自动两种。在手动派工模式下可以根据到料、设备及刀具等生产准备情况灵活的调配,因为实际生产中这些约束较多,所以通常调度效率也较低;自动调度选用了一种基于启发式规则[3]的调度算法,得到作业排序的近似优化解。
在自动调度中,我们以实现当前所有任务(工序级)最晚完工时间的最小化为目标函数,同时考虑设备上已有任务、工序前后顺序及订单交货期等约束条件,最终保证工装在系统中通过的平均时间尽可能短、拖期的订单尽可能少,并尽量提高设备的利用率。算法中选用的调度规则包括设备最早空闲、工装优先级及相对宽松时间,具体步骤如下:
步骤1:根据工装的优先级,对需加工的物料进行排序,优先级高的排在前面。对于优先级相同的工装,则计算订单的紧迫系数[紧迫系数=工装生产时间/(交货期-当前时间)],紧迫系数大的排在前面。在同一工装中,不同物料则按照MBOM(manufacturing BOM,即将产品结构中相同的物料合并到高层次后得到的制造物料清单)的层次进行排序,层次高的排在前面。
步骤2:在完成排序的物料队列中,选择首个物料的首道工序,找出其对应的工作中心(由多台加工类型相同的设备组成)。在工作中心中,找出其上已有任务最早完工(即最早空闲)的设备,将其已有任务的完工时间作为当前工序的开工时间。
步骤3:从工艺路线中找出当前物料这道工序的准备、加工及检验时间,算出其总耗时(工序工时=准备时间+加工时间+检验时间)。再从MBOM中找出当前物料的加工数量,得到这道工序的完工时间(完工时间=开工时间+工序工时×加工数量)。
步骤4:选择物料队列中剩余物料的首道工序,重复步骤2和3,确定剩余物料首道工序的计划开完工时间及加工设备,更新数据库。
步骤5:选择物料队列中首个物料的第二道工序,找出其对应的工作中心中已有任务最早完工的设备,并将其完工时间与当前物料首道工序的完工时间比较,取其中的较大者作为第二道工序的开工时间。
步骤6:重复步骤3,获得第二道工序的完工时间。
步骤7:选择物料队列中剩余物料的第二道工序,重复步骤5和6,确定剩余物料第二道工序的计划开完工时间及所使用的加工设备。
步骤8:依次选择物料队列的下一道工序,重复步骤5,6和7,确定所有物料的剩余工序的计划开完工时间及加工设备,直到所有物料所有工序分派完毕,算法结束。
在算法执行前,系统依照订单交货期运用倒排法进行过初始加工能力计算,得到每个物料每道工序的最晚完工时间。在算法执行过程中,如果某道工序分派的计划完工时间晚于其最晚完工时间,系统则会给出工装可能延期的警告,同时建议提高工装的优先级或安排加班。另外,需要注意的是,自动调度的算法并未考虑到料、设备等制造资源的约束,可根据实际情况对自动调度的结果进行手动调整。
1.2 钳工协作生产调度
钳工工序通常处于机加工序的后面,用以对已完工的零件进行装配。与机械加工每个人负责一个任务不同的是,钳工加工通常一个任务需要多个人协调完成。由于其灵活性,我们不对钳工任务的计划调度设置过多的约束,工段长可根据现场情况及工作经验对所属任务灵活地进行分派,并可自由设置每个任务的计划开完工时间。一般情况下,钳工的计划调度以机加为约束条件,在满足机加生产调度的基础上再进行任务分派。
2 返修与定检工装的生产调度
在工装实际生产过程中,返修与定检型工装的生产也是其重要组成部分。返修就是对工装使用过程中损坏的部分重新生产,使其尽快恢复使用;定检则是对工装中的易损件定期检验,重新生产并替换其中的一部分。这两类工装有一共同点,就是它们都是选择性地加工MBOM中的一小部分物料,而其余的大部分物料则无需加工,所以它们的加工周期一般较短。针对这些工装生产,提出了按零件派工、直接完工上报及临时外协等处理模式。
2.1 按零件派工
由于返修和定检型工装的生产只涉及其结构树中的一小部分,所以它们可能只做所需加工物料的零件计划,而不像新制型工装那样制定所有物料详细的工序计划。而按零件派工就是将零件分派给首道工序的工作中心,它无需详细的工序计划,所以也不必像普通派工那样对零件的每道工序进行派工,从而也实现生产任务的快速下达。在分派过程中,对一些MES系统内无工艺路线的信息的工装,需手动填写派工参数。执行按零件派工的生产任务通常将其优先级设为最高级,所有设备都优先安排加工,从而保证这两类工装能尽快恢复使用。生产过程中若有多个零件在同台加工设备上产生冲突,则按照先进先出的原则,优先加工先接收到的生产任务。
2.2 直接完工上报
直接完工上报主要用于那些未在MES系统中制定生产计划的返修或定检型工装,这些任务通常加工时间紧迫,为了让管理部门实时了解这类任务的加工现场及任务进度情况,根据现场信息及时反馈的原则,提出了直接完工上报的模式。它既可用于紧急任务的及时上报,又可在系统上游流程堵塞的情况下,维持系统下有流程的正常运行,这也大大增强了系统的容错性。同按零件派工的完工上报类似,直接完工上报对MES系统内有/无工艺路线信息的物料均可进行完工上报,不同的是,直接完工上报不必在系统中记录任务的下发过程(即派工记录)。由于它直接从工装的MBOM中选取需上报的物料进行操作,所以无需像已派工的物料那样检索派工记录。
2.3 临时外协
在生产过程中,由于公司生产能力、技术水平和成本等原因,会出现生产任务交由公司外的生产商协作完成的情况,此为外协。在工装MES系统中,把在物料基本属性或工艺路线中确定的外协称为计划外协;由于紧急任务的突然插入导致生产能的不足而产生的外协称为临时外协,临时外协的提出使得在不影响普通任务的生产进度的同时保证了紧急任务的优先完成。
在工装MES系统中,按零件派工、直接完工上报及临时外协除了用以返修与定检型工装处理外,还可处理一些结构简单或工艺单一的紧急任务,包括新制及报废复制型工装。通常情况下,如果这些紧急任务在MES系统中按部就班地编制生产计划和进行派工,不仅影响效率,而且也没有这个不要。另外,系统支持同一工装下不同物料选择不同的处理模式,但在处理过程中需注意系统各模式间相互关系的协调。在系统中,进行机加或钳工调度派工的前提是当前物料必须已下达了工序级生产计划,而某一物料若已做机加或钳工任一形式的调度派工,则不可再按零件派工;若已选择了机加、钳工和零件派工中的任意一种,系统为了约束其各自流程的完整性,限制它们不可再做直接完工上报。另外,系统还根据实际情况约定:未派工或已派工的物料或工序均可提出临时外协,而已完工上报的则不可提出外协,已外协的物料或工序不可再进行派工或报完工,其相互关系如图2所示。
3 现场信息反馈
车间生产现场信息的反馈主要是通过完工上报实现的[4]。通常情况下,工段长将已完工的各个任务中合格品/报废品数量、完工时间、实作工时等完工信息填写后上报,根据工段长反馈的完工信息,相关部门可通过系统提供的工装进度查询或工装配套查询等功能模块对生产情况进行跟踪了解,并根据其完成情况对下达的任务进行合理调度。
3.1 完工上报的技术特点
在实际生产过程中,常常会出现这样一种情况:有些工序虽已加工完成,却未及时上报,从而使管理调度人员通过系统了解的情况与实际生产情况不符,导致他们可能做出错误的决定。为了尽量避免这种情况发生,在本系统的各完工上报模块中,设置了一些独特的状态修改功能,主要包括:1)一道工序报完工时,将其前面所有工序均设置为已完工;2)一个组件(由多个零件装配而成)已开工(至少已有一道工序已完工)时,将其所有子物料设置为已完工;3)一套工装(MBOM结构树中最顶层物料)已开工时,将其所有子物料均设置为已完工。这样,如果某物料一道工序完工后忘记上报,其后续工序的上报会将其状态及时的更新;若某个子物料未及时完工上报,其父物料的开工则会将其状态及时更新。这种由后续物料及工序的完工上报来实现前面状态更新,我们称之为后推式状态修改。完工上报一般流程如图3所示。
同样,针对外协物料或工序的接收,也进行了这样的设置,外协工序的接收相当于普通加工工序的完工,相关状态的修改也遵守上述3条原则。这种形式的状态修改允许部分已完工或已接收的物料或工序延时上报,并对这部分情况通过后续物料或工序的上报进行修正,从而最大限度地保证了实际生产情况能够在系统中得到及时准确的反映。对于那些未及时上报的工序,系统支持它们完工信息的补报,同时不会影响系统中已有的各项状态。
3.2 生产进度跟踪查询
生产进度跟踪查询主要根据完工上报的结果,对任务进度进行跟踪。根据需要不同,进度查询又分为机型的工装进度查询、工装的零件进度查询及零件的工序进度查询等。由机型到工装,由零件到工序,可以让管理人员可以清楚地了解到当前工装已加工到哪道工序及每道工序的完成品质(合格品/报废品数量,耗时等)如何。由于完工上报的合理设置,进度跟踪及时准确地反映了生产现场的情况,从而为生产任务的合理调整提供了重要依据。
4 应用实例
在为某航空制造企业开发的工装MES系统中,生产调度和进度跟踪模块就使用了本文所述的方法和理念,实现了不同类型工装生产过程中车间生产调度的优化,并成功解决了紧急任务的快速下达及生产进度的实时跟踪等问题。工装MES系统机械加工生产调度界面如图4所示,生产进度跟踪界面如图5所示。本系统已在某航空制造企业得到初步应用。
5 结论
制造执行系统实质是车间级的计算机辅助生产管理控制系统[5],而其中的生产调度和进度跟踪模块是保证其实现车间层控制的重要环节,它是整个系统实现对现场管理控制的关键。针对几种不同类型的装配工装的生产,提出了不同的调度模式及具体的实现方法,并为紧急任务的快速处理提供了解决方案,同时研究了完工上报的技术特点,成功地解决了在现场部分工序上报滞后的情况下,
生产进度跟踪内部状态的自动修正问题。
参考文献
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跟踪模块 篇3
在炼钢厂连铸机生产过程中,铸流跟踪模块是该自动控制系统关键的控制部分,有着举足轻重的作用。铸流跟踪模块可在生产中对送引锭模式和浇铸模式及尾坯处理模式进行全自动、全过程的跟踪控制。铸流跟踪模块自动跟踪铸坯的长度和位置,铸坯到达冷却段时,由二次冷却系统对铸坯进行水/气的混合冷却。在生产中,工作人员只需通过监控画面对生产过程进行在线监控,而无须进行任何手动操作,从而大大降低了劳动强度,减少了人为操作失误,提高了浇铸的节奏,并可及时、准确的掌握生产的状况。
2 跟踪模块实现的功能
在连铸机生产中,铸流跟踪模块主要实现以下几个重要的功能:浇铸之前的自动送引锭行程跟踪;自动浇铸生产行程跟踪;尾坯处理行程跟踪;将位置跟踪信息反馈至拉矫机控制程序、二冷水控制程序,实现自动送引锭和二冷段的自动配水;通过跟踪系统还能够计算出铸坯的长度,并将此信号送到火焰切割自动控制系统,进行铸坯的定尺切割。
2.1 自动送引锭跟踪行程
在炼钢厂调度下达生产命令后,连铸机主控室操作人员在监控画面上选择自动送引锭模式,拉剪室操作人员接收到送引锭命令后发出自动送引锭指令,铸流跟踪模块接收到信息后,计算出引锭杆的位置。当引锭杆在传输辊道的带动下,经过4#、3#、2#、1#拉矫辊时,拉矫辊依次抬起并以高压压下,当引锭杆到达结晶器下方700mm时,拉矫机自动停止,然后转为悬臂操作箱点动操作,操作人员在悬臂操作箱点动操作,将引锭杆调整到需要的位置,至此完成自动送引锭跟踪过程(如图1所示)。操作人员可以在主控室监控到引锭杆头在连铸机中的位置,拉矫辊的自动换压过程及状态。
2.2 浇铸跟踪行程
当浇铸条件具备后,连铸机主控室操作人员在监控画面上选择自动浇铸模式,并在操作台上启动浇铸按钮。铸硫跟踪模块接收到浇铸开始命令后,4个拉矫机进行正转,计算出引锭杆的位置,当跟踪钢坯头到达矫直区时,依次经过1#、2#、3#、4#拉矫辊时,1#、2#、3#、4#拉矫辊自动抬起,然后以低压压下,拉矫机依次进行换压操作实现自动换压;当该模块跟踪到脱引锭位时,自动进行脱引锭操作,引锭杆自动与钢坯进行脱离;当钢坯到达切头位之后,由火焰切割系统自动进行切割,然后进行正常的生产(如图2所示)。在整个浇铸过程中,操作人员可以在监控画面上进行全程监控,可以准确的判定铸坯的位置,铸坯的长度,拉矫辊的状态等。
2.3 尾坯处理跟踪行程
炼钢厂调度下达停止生产命令后,连铸机主控室操作人员在监控画面上选择尾坯处理模式。铸硫跟踪模块接收到浇铸结束命令后,根据累计的编码器计数值,计算出尾坯的长度并确定尾坯的位置。在此过程中,结晶器水和二冷七段水依次自动关闭,当尾坯到达拉矫滚的位置时,拉矫辊自动抬起。当尾坯到达出坯辊道后,进行相应的处理。至此,整个连铸机生产过程结束(如图3所示)。在此过程中,操作人员可以在监控画面上监控坯尾的位置、长度,拉矫辊的状态等。
2.4 自动配水
该连铸机配水系统分为结晶器冷却水和二次冷却水两大部分,结晶器冷却为全水冷却,分为宽窄两个回路,水量不同;二次冷却水分四段进行配水控制,即足辊段、Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段,分为七个回路。其中足辊段为全水冷,单一回路。其他三段为水汽喷雾冷却,依据内外弧和窄边分为六个回路。开始浇铸时,通过铸流跟踪模块计算出引锭杆尾的位置,当钢坯头经过二冷段时,依次打开各段的二冷水,开始二冷段的自动配水;尾坯处理模式时,铸流跟踪模块计算出坯尾的位置,当钢坯尾退出二冷段时,依次关闭各段的二冷水,停止二冷段的自动配水。
2.5自动测长功能
在正常浇铸过程中,铸流跟踪模块还利用编码器的脉冲信号实现钢坯的自动测长功能。铸流跟踪模块根据累计的编码器计数值,计算出拉出的铸坯的长度和尾坯的长度,并将该信号传送至火焰切割自动控制系统,进行铸坯的定尺切割。在该连铸机的3#拉矫机转轴上各安装有一只光电编码器用于铸坯的测长。其控制原理如下:光电编码器发出脉冲信号至PLC,PLC再将接收到的总脉冲数换算成相应的铸坯长度,具体换算公式如下:
实际铸坯长度undefined
(A:光电编码器每旋转一周所发出的脉冲数,R:测量辊或拉矫辊的半径)
当切枪开始进行铸坯切割时,PLC自动将计算结果清零再重新开始进行下一根铸坯长度的测量计算。
3 功能的实现
3.1 编码器数据的采集
铸流跟踪模块功能的实现是在该连铸机自动控制系统的基础上实现的。该自动控制分别选用4套美国AB 公司PLC5/40E作为主控制器、以工业以太网以及DH+网作为控制网络。PLC编程软件选用美国AB公司专用软件RSLOGIX5,监控软件选用AB公司专用软件RSVIEW32,通讯软件选用AB公司专用软件RSLINX。 PLC根据A-B增量型编码器(安装于3#拉矫机上,1024脉冲/圈)发送至高速计数模板1771-VHSC的脉冲数,由处理器用块传送指令BTR将数据读回,完成铸流系统自动跟踪功能(如图4所示)。
3.2 编码器数据的处理
自高速计数模板1771-VHSC读回的数据放在两个整数文件中,这两个整数文件分别存放高位数和低位数,每满1000个脉冲在高位数整数文件中加1,不足1000个的数据存放在低位数整数文件中。
根据读回的数据可以计算出编码器的脉冲计数,将编码器的脉冲计数存放在记录编码器数据的“当前数据”中,当再次读取数据的时候,将上次的“当前数据”存入到“历史数据”,而将本次读取的数据再次存放在记录编码器数据的“当前数据”中,依次类推。这样根据“当前数据”和“历史数据”的差值就可以计算出编码器计数的变化值。从而可以计算出编码器的跳变值累计值,根据编码器的跳变值累计值可以计算出引锭杆移动的距离以及坯头坯尾的位置。
3.3 自动送引锭跟踪行程的实现
在自动送引锭跟踪行程中,将编码器的跳变累计值存放在数据寄存器F508:40,因为编码器的送引锭杆的时候计数是反向的,所以编码器的跳变值累计在送引锭的时候是负值,计算出的编码器的跳变值累计也是负值。用总的距离值加上引锭杆移动的距离就是当前引锭杆头的位置。(将程序中用到的记录编码器数据的“当前数据”和“历史数据”在程序一开始上电的时候进行清零。)
浇铸跟踪行程、尾坯处理跟踪行程原理同上。
3.4 自动测长功能的实现
在跟踪模块中,根据编码器的数值可以计算出实际的铸坯的长度,为现场的生产提供准确的数据。实际铸坯长度的计算如下:
实际铸坯长度 = N/x
注:N: PLC接收到的总脉冲数,x:拉矫辊每转动一毫米(mm)所产生的脉冲数(CTS)
X=340.617(CTS/mm)(其计算如图5所示)
当测量值等于定尺长度时,切割枪将进行切割。当切割枪开始进行铸坯切割时,自动控制系统将计算结果清零再重新开始进行下一根铸坯长度的测量计算。
4 跟踪模块的显示
连铸机铸流跟踪模块可以在监控画面进行相关的显示,在自动送引锭和开始浇铸时在监控画面显示引锭杆的位置和铸坯的位置,并显示铸坯的长度和根数,在尾坯处理模式显示尾坯的位置。操作人员还可以根据监控画面的显示进行相应的操作,或判断跟踪系统中哪些设备出现故障,以便及时进行检修。监控画面还对重要的参数进行实时和历史趋势记录,操作人员和技术人员可以方便的进行查阅。(如图6所示)
5 结束语
铸流跟踪模块应用于连铸机生产以来运行十分稳定,操作简单方便,能够对现场生产设备进行有效的控制,提高了铸坯的产量和质量,促进了生产的发展,有着明显的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]王其瑞,王全生.《PLC-5编程软件指令集》.北京:冶金部自动化研究院A-B技术服务中心,1993,181-197页.