Рис. 1

В основу работы оптических барьеров положен метод параллельного сканирования каналов измерения с математической обработкой сигналов встроенным микроконтроллером. Отдельные инфракрасные лучи собраны в непрерывный параллельный ряд. Импульсное инфракрасное излучение от передатчика синхронно регистрируется фотоприемниками с усилителями-формирователями. Применение синхронного режима обработки данных обеспечивает высокую помехозащищенность устройства к постороннему оптическому излучению. Сформированные электрические сигналы поступают на входы микроконтроллера для дальнейшей обработки. Обработанные микроконтроллером данные выдаются по запросу в цифровом виде. При помещении объекта внутрь оптического барьера, часть лучей будет перекрыта им. Число перекрытых объектом лучей будет соответствовать его размеру и положению.
Автоматизированная система измерения представляет собой распределенную микропроцессорную систему сбора и обработки данных, осуществляющую автоматическое обнаружение и сканирование предметов движущихся по конвейеру. Оптические инфракрасные барьеры расположенные в двух взаимно перпендикулярных направлениях сканируют объект при прохождении. Далее процессорный блок вычисляет минимальный размер параллелепипеда, в объем которого можно поместить данный предмет.

Рис. 2

Конструктивно (см. рисунок 2.) основные элементы системы измерения смонтированы в шкафу, закрепленном на металлической раме. Оптические барьеры закреплены по периметру металлической рамы. В каждой из плоскостей измерения размещены, излучатель и приемник. Разводка информационных и питающих кабелей инфракрасных оптических барьеров и энкодера выполнена в металлических кабель-каналах. Справа и слева от измерительной рамки расположены ленточные транспортеры, предназначенные для перемещения предметов через оптические барьеры. В нижней части приемного ленточного транспортера расположен датчик скорости (инкрементальный энкодер) с закрепленным на его оси мерным колесом (на рисунке не показан).
Предмет, помещенный на ленточный конвейер, перемещается им через измерительную рамку. В момент перекрытия излучения в рабочей зоне (момент начала измерения) начинается процесс сканирования предмета перемещающегося по конвейеру. При получении метки от контроллера энкодера, процессорный модуль производит считывание данных от оптических барьеров. Получив данные о количестве перекрываемых предметом лучей и позиции первого и последнего луча, производит необходимые вычисления и преобразования. После обработки процессорным модулем данные по последовательному каналу связи передаются в компьютер формата PC-104.
Задачей которого, является преобразование координат и поиск минимального сечения занимаемого предметом. Обработанные данные выдаются в в удаленный компьютер сбора данных. Когда данные отсутствуют (например, конвейер пустой) промышленный компьютер находится в режиме ожидания данных. При обнаружении предмета системой рабочий цикл повторяется.
На функциональной схеме системы измерения (представленной на рисунке 3.) процессорный модуль фирмы, ядро которого основано на чипсете AMD-80188 с рабочей тактовой частотой 40 Мгц, выполняет задачу формирования алгоритма сбора данный и предварительной обработки информации от инфракрасных оптических барьеров и контроллера инкрементального энкодера. Обмен данными между процессорным модулем и инфракрасными оптическими барьерами производится по последовательным каналам связи с интерфейсом RS-232. Для преобразования интерфейса инфракрасных оптических барьеров применены конверторы интерфейсов RS-422/RS-232. Контроллер энкодера предназначен для приема импульсов от инкрементального энкодера для вычисления расстояния пройденного лентой конвейера. Процессорному модулю контроллер энкодера выдает данные по последовательному каналу связи с интерфейсом RS-485.

Рис. 3

Рис. 4

Повороты осуществляются путем преобразования координат производимые для каждой точки. Для получения требуемой точности и скорости измерения необходимо обрабатывать большие массивы данных. Поэтому для этой задачи был выбран 32-разрядный промышленный компьютер. Одноплатный компьютер имеет PC совместимую архитектуру. Ядром системы служит 32 битный процессор фирмы "AMD" Geode^TM GX1 с частотой 300 МГц, разработанный для систем с малым энергопотреблением. Чипсет CX5530 имеет встроенный графический контроллер и 2D ускоритель. Графический контроллер поддерживает CTR и TFT интерфейсы.
Обработанные данные в формате длина, ширина и высота выдаются на компьютер сбора данных.
Обмен данными с центральным компьютером осуществляется по последовательному порту с интерфейсом RS-232. Выдача результатов может дублироваться на дисплей подключенный к промышленному компьютеру формата PC-104. Применение в системе измерения для обработки данных более мощного промышленного компьютера формата PC-104 позволяет активизировать модуль вывода графики программы. Данный модуль позволяет просмотреть эволюцию преобразования координат предмета на экране графического дисплея.
Система обеспечивает:
- автоматический режим обнаружения объекта и его сканирование:
- вычисление минимального занимаемого объема:
- вывода результатов измерения на дисплей;
- вывода результатов измерения на компьютер сбора данных;
- самодиагностику узлов.
Скорость перемещения предметов (макс.), м/сек 1
Диапазон измерения габаритов грузов:
по горизонтали, мм 10- 950
по вертикали, мм 10- 950
по длине 50-6000
Разрешение системы измерения:
по горизонтали, мм 5
по вертикали, мм 5
по длине 5
- паритет нет
Формат вывода данных ASCII
Количество байт в посылке 15

Возможность гибкого изменения алгоритма программного обеспечения системы измерения, позволяет адаптировать ее для применения в других отраслях промышленности, таких как деревообрабатывающая (измерение профиля обрабатываемого изделия ), металлургическая (онлайновый расчет объема и веса изделия при холодной и горячей ковке ). Применение инфракрасных оптических барьеров с других моделей, позволяет увеличить диапазон измеряемых предметов до 2,5 метров при рабочей дистанции между приемником и излучателем до 4 метром.

тел.:+7(495)965-1083, 463-8981, 463-5840

www.promsytex.ru