一種用于電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量的信號(hào)同步控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量的信號(hào)同步控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：信號(hào)隔離放大器，其接收和隔離厚度信號(hào)、張力信號(hào)和溫度信號(hào)；信號(hào)同步模塊，其接收增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)，并進(jìn)行同步處理，獲得長度信號(hào)；多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將接收的厚度信號(hào)、張力信號(hào)、溫度信號(hào)、長度信號(hào)及硅鋼片信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；微處理器，其根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)，再將計(jì)算出的信號(hào)傳輸給所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器；多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將微處理器計(jì)算出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。本發(fā)明較大地提高了電工鋼連續(xù)鐵損在線測(cè)量的可靠性。
【專利說明】—種用于電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量的信號(hào)同步控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硅鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種應(yīng)用于電工鋼連接鐵損測(cè)試的信號(hào)同步控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電工鋼，也稱硅鋼片，其動(dòng)態(tài)磁特性直接關(guān)系到機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性和能源消耗?，F(xiàn)有硅鋼片磁性測(cè)量通過采用愛潑斯坦方圈和單片測(cè)量法，其均為閉磁路測(cè)量，需要從硅鋼卷帶兩端切取一段硅鋼帶，并從中剪切符合愛潑斯坦方圈和單片測(cè)量規(guī)格的樣品進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量的鐵損和磁感值對(duì)整卷硅鋼片進(jìn)行判級(jí)，這種測(cè)量方式一般很難代表整個(gè)硅鋼帶的磁性能，且對(duì)硅鋼片的浪費(fèi)十分驚人。最關(guān)鍵以及最為重要的一點(diǎn)是需要從硅鋼卷帶的頭部和尾部分別截取測(cè)量樣品，但由于加工工藝影響，其硅鋼卷帶的頭部及尾部的性能(鐵損和磁感)都較差，這將導(dǎo)致對(duì)整個(gè)硅鋼卷帶的判級(jí)偏低。
[0003]愛潑斯坦方圈和單片測(cè)量法的局限性以及不斷涌現(xiàn)的測(cè)量需求促進(jìn)了硅鋼片在線測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，而進(jìn)行硅鋼片的在線測(cè)量需解決控制厚度測(cè)量、張力測(cè)量、速度測(cè)量、及焊點(diǎn)信號(hào)等的同步問題，以保證硅鋼在線設(shè)備24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)無故障運(yùn)行，即需要一種能控制厚度測(cè)量、張力測(cè)量、速度測(cè)量、及焊點(diǎn)信號(hào)等的同步問題的信號(hào)同步控制系統(tǒng)與電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置(鐵損儀)的其它部件(如采集信號(hào)的測(cè)量線框等)配合使用。
[0004]專利CN1928581A公開了一種硅鋼磁性能在線檢測(cè)系統(tǒng)，其包括計(jì)算機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換卡和勵(lì)磁電源等，通過A/D轉(zhuǎn)換卡將測(cè)量線圈的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析，并發(fā)出控制信號(hào)，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，其存在有以下三個(gè)方面的不足。
[0005]一、可靠性差。硅鋼在線設(shè)備不同于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，其安裝并應(yīng)用于硅鋼生產(chǎn)線上。鋼鐵企業(yè)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的檢修周期為I年半，并且只有12?15天左右的檢修時(shí)間，平時(shí)一旦設(shè)備出現(xiàn)故障造成整條生產(chǎn)線停止運(yùn)行，I個(gè)小時(shí)的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到30萬元人民幣之多。因此可靠性將成為該設(shè)備最重要也是最難的一項(xiàng)指標(biāo)。上述專利利用計(jì)算機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換卡作為整個(gè)系統(tǒng)的控制單元。由于計(jì)算機(jī)本身的可靠性就較差，并且其需要進(jìn)行包括計(jì)算、控制、通訊、模數(shù)轉(zhuǎn)換等多種任務(wù)，長時(shí)間運(yùn)行經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)死機(jī)、黑屏等故障。并且計(jì)算機(jī)及A/D插入式轉(zhuǎn)換卡作為一個(gè)整體，沒有任何冗余，只要任何一個(gè)部件出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致其整體裝置無法運(yùn)行，影響生產(chǎn)，故障率過高，使得該種控制方式僅僅適用于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，并不適用于硅鋼在線生產(chǎn)設(shè)備。
[0006]二、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，功能少。硅鋼卷帶的帶厚不斷變化，該系統(tǒng)無法使得磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度峰值穩(wěn)定這一基本測(cè)量條件得到滿足。并且該系統(tǒng)沒有對(duì)張力信號(hào)、溫度信號(hào)、速度信號(hào)、焊點(diǎn)信號(hào)等進(jìn)行測(cè)量及同步，無法對(duì)測(cè)量的比總損耗進(jìn)行補(bǔ)償，造成比總損耗測(cè)量不準(zhǔn)確。
[0007]三、該系統(tǒng)沒有報(bào)警功能，無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線復(fù)雜的生產(chǎn)工況。
[0008]因此，采用計(jì)算機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換卡的方式只適用于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)設(shè)備，并不適用于在線測(cè)量檢測(cè)設(shè)備。
[0009]綜上所述，針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置的信號(hào)同步控制系統(tǒng)及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量的信號(hào)同步控制系統(tǒng)及方法，用于大幅度提高系統(tǒng)的可靠性，并解決控制厚度測(cè)量、張力測(cè)量、速度測(cè)量及焊點(diǎn)信號(hào)等的同步問題。
[0011]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種用于電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量的信號(hào)同步控制系統(tǒng)，包括信號(hào)隔離放大器、信號(hào)同步模塊、多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器；
[0012]所述信號(hào)隔離放大器，用于接收和隔離厚度信號(hào)、張力信號(hào)和溫度信號(hào)，并將隔離后的信號(hào)傳輸給多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0013]所述信號(hào)同步模塊，用于接收增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)，并將增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行同步處理，獲得長度信號(hào)，并傳輸給多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0014]所述多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收厚度信號(hào)、張力信號(hào)、溫度信號(hào)及長度信號(hào)，并同時(shí)接收電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)，將接收的所有信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并傳輸給所述微處理器；
[0015]所述微處理器，其用于根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)，再將計(jì)算出的信號(hào)傳輸給所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器；
[0016]所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其用于將所述微處理器計(jì)算出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。
[0017]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還包括以下進(jìn)一步方案。
[0018]進(jìn)一步，電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)包括電壓平均值、電壓有效值、電流峰值、電流有效值、H信號(hào)和功率信號(hào)。
[0019]進(jìn)一步，所述微處理器用于根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)，具體包括:根據(jù)同步后的多路數(shù)字量，在磁感信號(hào)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出比總損耗信號(hào)，或在磁場(chǎng)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)；用溫度信號(hào)值和張力信號(hào)值對(duì)計(jì)算出的比總損耗信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，獲得信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、厚度信號(hào)和補(bǔ)償后的比總損耗信號(hào)，并用厚度偏差信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；根據(jù)長度信號(hào)計(jì)算出速度信號(hào)。
[0020]進(jìn)一步，所述微處理器還用于實(shí)時(shí)監(jiān)控厚度信號(hào)、比總損耗、生產(chǎn)線運(yùn)行速度、電流/電源過載以及模塊間通訊狀態(tài)，且所述微處理器連接有報(bào)警裝置，用于在監(jiān)控到異常時(shí)，通過報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警。
[0021]所述報(bào)警裝置采用蜂鳴器及綠色、黃色、紅色三個(gè)報(bào)警燈，當(dāng)無報(bào)警時(shí)，報(bào)警燈為綠色，出現(xiàn)PLG報(bào)警、厚度超差報(bào)警、鐵損超差報(bào)警等測(cè)量結(jié)果異常的報(bào)警時(shí)，報(bào)警燈顯示黃色。出現(xiàn)厚度裝置報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將厚度實(shí)時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)換為固定厚度測(cè)量。當(dāng)出現(xiàn)電流過載報(bào)警、電源過載報(bào)警、通訊故障等嚴(yán)重故障時(shí)，報(bào)警燈顯示紅色。并且，報(bào)警燈亮的同時(shí)，蜂鳴器開始報(bào)警。[0022]進(jìn)一步，所述微處理器還通過所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接有顯示裝置，所述顯示裝置包括上位機(jī)、觸摸屏和/或LR記錄儀，且經(jīng)所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量的厚度信號(hào)、比總損耗和/或磁感信號(hào)直接輸出至LR記錄儀。
[0023]進(jìn)一步，所述信號(hào)同步模塊具體包括:鎖相環(huán)、分頻器、相位累加器、高速脈沖計(jì)數(shù)器和頻率寄存器；
[0024]所述鎖相環(huán)包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，一個(gè)輸入端用于輸入增量編碼器信號(hào)，另一個(gè)輸入端連接所述分頻器的輸出端，且輸出端作為所述分頻器的輸入端；
[0025]所述鎖相環(huán)的輸出端同時(shí)連接所述相位累加器，所述相位累加器同時(shí)接收所述頻率寄存器輸出的預(yù)設(shè)值，并將處理后的信號(hào)輸出給所述高速脈沖計(jì)數(shù)器，所述高速脈沖計(jì)數(shù)器同時(shí)接收焊點(diǎn)信號(hào)，其對(duì)焊點(diǎn)信號(hào)和相位累加信號(hào)進(jìn)行處理，得到長度信號(hào)。
[0026]對(duì)應(yīng)上述信號(hào)同步控制系統(tǒng)，本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置的信號(hào)同步控制方法，具體包括以下步驟；
[0027]步驟1，接收和隔離厚度信號(hào)、張力信號(hào)和溫度信號(hào)；
[0028]步驟2，接收增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)，并將增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行同步處理，獲得長度信號(hào)；
[0029]步驟3，將經(jīng)前兩個(gè)步驟處理的厚度信號(hào)、張力信號(hào)、溫度信號(hào)、長度信號(hào)及電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并傳輸給微處理器；
[0030]步驟4，微處理器根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)；
[0031]步驟5，將所述微處理器計(jì)算出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。
[0032]進(jìn)一步，電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)包括電壓平均值、電壓有效值、電流峰值、電流有效值、H信號(hào)和功率信號(hào)。
[0033]進(jìn)一步，所述步驟4具體包括:根據(jù)同步后的多路數(shù)字量，在磁感信號(hào)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出比總損耗信號(hào)和，或在磁場(chǎng)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)；用溫度信號(hào)值和張力信號(hào)值對(duì)計(jì)算出的比總損耗信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，獲得信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、厚度信號(hào)和補(bǔ)償后的比總損耗信號(hào)，并用厚度偏差信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；根據(jù)長度信號(hào)計(jì)算出速度信號(hào)。
[0034]進(jìn)一步，所述信號(hào)同步控制方法還包括:微處理器實(shí)時(shí)監(jiān)控厚度信號(hào)、比總損耗、生產(chǎn)線運(yùn)行速度、電流/電源過載以及模塊間通訊狀態(tài)，且在監(jiān)控到異常時(shí)，通過報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警。
[0035]本發(fā)明的有益效果是:
[0036]一、主要解決系統(tǒng)可靠性差，不法連續(xù)工作的問題。
[0037]本發(fā)明的高可靠性微處理器與多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器、多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器等模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，并將結(jié)果上傳到計(jì)算機(jī)(上位機(jī))，計(jì)算機(jī)只作為顯示、數(shù)據(jù)錄入界面。同時(shí)本發(fā)明增加了輸入信號(hào)的信號(hào)隔離放大器、硬件(上位機(jī)、觸摸屏、LR記錄儀)冗余模塊、報(bào)警裝置等解決硅鋼在線設(shè)備可靠性差，極易出現(xiàn)故障造成整條生產(chǎn)線停止運(yùn)行的問題。
[0038]二、為使得磁感應(yīng)峰值和磁場(chǎng)峰值隨厚度、速度等的變化而穩(wěn)定，本發(fā)明實(shí)時(shí)使用厚度偏差反饋信號(hào)調(diào)節(jié)信號(hào)源信號(hào)，以達(dá)到鎖定磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度峰值的目的。
[0039]本發(fā)明對(duì)生產(chǎn)線上影響比總損耗測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步，并將同步信號(hào)用于對(duì)比總損耗的修正。厚度信號(hào)、張力信號(hào)、速度信號(hào)、溫度信號(hào)及焊點(diǎn)信號(hào)等經(jīng)過信號(hào)隔離模塊后，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。利用高速脈沖計(jì)數(shù)器和鎖相環(huán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上述信號(hào)的同步，并控制比總損耗的勵(lì)磁信號(hào)輸出以及對(duì)最終測(cè)量的比總損耗的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。
[0040]三、增加多重報(bào)警裝置，對(duì)速度信號(hào)、厚度信號(hào)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以適應(yīng)生產(chǎn)線復(fù)雜的工況處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明所述電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置的信號(hào)同步控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明所述電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量線框的應(yīng)用示例圖；
[0043]圖3為本發(fā)明所述電工鋼鐵損測(cè)量線框采用環(huán)路線圈電流法的原理示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)同步模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0045]1、信號(hào)同步控制系統(tǒng)，2、信號(hào)隔離放大器，3、信號(hào)同步模塊，4、多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器，
5、微處理器，6、多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，7、報(bào)警裝置，8、顯示裝置，9、復(fù)位電路。
【具體實(shí)施方式】
[0046]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0047]本實(shí)施例給出了一種信號(hào)同步控制系統(tǒng)，其屬于電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置的功能部件，用于實(shí)現(xiàn)電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量時(shí)的信號(hào)同步及控制。
[0048]如圖1所示，該信號(hào)同步控制系統(tǒng)I與安裝在電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置外的厚度儀、張力儀、溫度儀、增量編碼器及焊點(diǎn)裝置連接，對(duì)應(yīng)接收厚度信號(hào)、張力信號(hào)、溫度信號(hào)、增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)，其結(jié)構(gòu)包括信號(hào)隔離放大器2、信號(hào)同步模塊3、多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、微處理器5和多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器6。
[0049]所述信號(hào)隔離放大器2，用于接收和隔離分別由所述厚度儀、張力儀和溫度儀傳輸?shù)暮穸刃盘?hào)、張力信號(hào)和溫度信號(hào)，并將隔離后的信號(hào)傳輸給多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0050]所述信號(hào)同步模塊3，用于接收所述增量編碼器和所述焊點(diǎn)裝置傳輸?shù)脑隽烤幋a器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)，并將增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行同步處理，獲得長度信號(hào)。
[0051]所述多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器4，用于將接收的厚度信號(hào)、張力信號(hào)、溫度信號(hào)、長度信號(hào)及電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置測(cè)量的硅鋼片信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并傳輸給所述微處理器。這里，電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量裝置測(cè)量的硅鋼片信號(hào)包括電壓平均值、電壓有效值、電流峰值、電流有效值、H信號(hào)和功率信號(hào)，且這些硅鋼片信號(hào)是由電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量中的信號(hào)分析單元進(jìn)行信號(hào)分析獲得的。
[0052]所述微處理器5，其用于根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)，再將計(jì)算出的信號(hào)傳輸給所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，具體為:根據(jù)同步后的多路數(shù)字量，在磁感信號(hào)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出比總損耗信號(hào)，或在磁場(chǎng)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)；用溫度信號(hào)值和張力信號(hào)值對(duì)計(jì)算出的比總損耗信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，獲得信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、厚度信號(hào)和補(bǔ)償后的比總損耗信號(hào)，并用厚度偏差信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；根據(jù)長度信號(hào)計(jì)算出速度信號(hào)。這里，經(jīng)微處理器處理后獲得的厚度信號(hào)為與信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)等同步的信號(hào)，不同于通過厚度儀直接采集到的厚度信號(hào)。
[0053]所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器6，其用于將所述微處理器計(jì)算出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，即獲得信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、厚度信號(hào)、磁感信號(hào)、比總損耗信號(hào)等的模擬量。經(jīng)數(shù)模處理后，同樣如圖1所示，厚度信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)過程為:信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)與厚度偏差信號(hào)經(jīng)過乘法器處理后，送入電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量中的信號(hào)分析單元中進(jìn)行分析處理。
[0054]其中，所述微處理器為該信號(hào)同步控制系統(tǒng)的核心部件，其還用于實(shí)時(shí)監(jiān)控厚度信號(hào)、比總損耗、生產(chǎn)線運(yùn)行速度、電流/電源過載以及模塊間通訊狀態(tài)，且所述微處理器連接有報(bào)警裝置7，用于在監(jiān)控到異常時(shí)，通過報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警裝置可采用蜂鳴器，且設(shè)置有復(fù)位電路9，用于消除報(bào)警。此外，所述微處理器還連接有顯示裝置8，該顯示裝置可以是上位機(jī)、觸摸屏和/或LR記錄儀，采用了三重冗余設(shè)計(jì)，而經(jīng)同步后的厚度信號(hào)、t匕總損耗和/或磁感信號(hào)送入LR記錄儀中進(jìn)行記錄，其他信號(hào)則直接送入上位機(jī)。
[0055]如圖2所示，對(duì)應(yīng)上述信號(hào)同步控制系統(tǒng)，本實(shí)施例還給出了與該信號(hào)同步控制系統(tǒng)的技術(shù)方案一一對(duì)應(yīng)的一種信號(hào)同步控制方法，具體包括以下步驟:
[0056]步驟1，接收和隔離厚度信號(hào)、張力信號(hào)和溫度信號(hào)；
[0057]步驟2，接收增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)，并將增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行同步處理，獲得長度信號(hào)；
[0058]步驟3，將經(jīng)前兩個(gè)步驟處理的厚度信號(hào)、張力信號(hào)、溫度信號(hào)、長度信號(hào)及電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并傳輸給微處理器；
[0059]步驟4，微處理器根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)；
[0060]步驟5，將所述微處理器計(jì)算出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。
[0061]如圖3所示，其為上述信號(hào)同步控制系統(tǒng)及方法在電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量中的應(yīng)用示例圖，為便于說明信號(hào)同步控制系統(tǒng)應(yīng)用在電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量時(shí)的信號(hào)處理過程，將如圖1中所示的信號(hào)隔離放大器2、信號(hào)同步模塊3、多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、微處理器5和多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器6集成為一個(gè)同步信號(hào)控制單元，并且將報(bào)警裝置7及其復(fù)位電路9集成為報(bào)警/復(fù)位裝置。所述信號(hào)同步控制系統(tǒng)在電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量中具體實(shí)現(xiàn)以下功能:
[0062]1:接受4?20mA或者O?IOV的厚度信號(hào)，通過信號(hào)隔離放大器，將厚度信號(hào)轉(zhuǎn)換為厚度值送到微處理器模塊，用于測(cè)量鐵損和磁感，并將厚度值在上位機(jī)和觸摸屏上顯示。
[0063]2:接受4?20mA或者O?IOV的張力信號(hào)，通過信號(hào)隔離放大器，將張力信號(hào)轉(zhuǎn)換為張力值，用于對(duì)鐵損的修正，并將張力值在觸摸屏上顯示。
[0064]3:接受4?20mA或者O?IOV的溫度信號(hào)，通過信號(hào)隔離放大器，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度值，用于對(duì)鐵損的修正，并將溫度值在上位機(jī)上顯示。
[0065]4:接受增量編碼器信號(hào)，轉(zhuǎn)換為長度信號(hào)，用于同步張力、厚度、比總損耗等信號(hào)，根據(jù)長度信號(hào)得到速度信號(hào)，并將速度信號(hào)在上位機(jī)上顯示。
[0066]5:可通過RS232通信，控制LR記錄儀的開啟，停止，記錄筆抬起，記錄筆降落，打印數(shù)據(jù)等功能，并將鐵損和厚度信號(hào)轉(zhuǎn)換為O?IOV或者4?20mA的模擬信號(hào)，并傳輸?shù)絃R記錄儀。[0067]6:接收各種信號(hào)(包括PLG、厚度裝置正常、電源過載、直流過載等)，控制包括速度報(bào)警、電源過載、厚度裝置報(bào)警、厚度/鐵損超量限等的報(bào)警功能。當(dāng)儀器出現(xiàn)故障時(shí)，控制報(bào)警器蜂鳴，并將報(bào)警種類在觸摸屏及上位機(jī)電腦上顯示，且可通過按下RESET鍵停止報(bào)警器蜂鳴。
[0068]7:通過以太網(wǎng)與上位機(jī)通信，將上位機(jī)的各項(xiàng)指令轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)輸出，并將各項(xiàng)測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)缴衔粰C(jī)上。
[0069]8:通過以太網(wǎng)與觸摸屏通訊，觸摸屏的各項(xiàng)指令轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)輸出，并將各項(xiàng)測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)接|摸屏上。這里觸摸屏與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)冗余功能。
[0070]9:通過上位機(jī)傳輸過來的測(cè)量點(diǎn)，從而控制信號(hào)源輸出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)，鎖定比總損耗測(cè)量值，測(cè)量比總損耗、磁感等參數(shù)。由于硅鋼卷帶的帶厚不斷變化，通過硅鋼帶的厚度偏差，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度峰值。
[0071]10:將電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量的信號(hào)分析單元中的硅鋼片信號(hào)(電壓平均值/有效值、電流峰值、H峰值、功率等信號(hào))傳入到該信號(hào)同步控制系統(tǒng)，將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為鐵損、磁感、磁場(chǎng)強(qiáng)度等測(cè)量結(jié)果。
[0072]本實(shí)施例進(jìn)行信號(hào)同步控制的原理為:將速度和焊點(diǎn)信號(hào)，轉(zhuǎn)換成一米一個(gè)脈沖，設(shè)一米內(nèi)，功率采樣點(diǎn)為[Pl…Pi…Pn]，電壓平均值采樣點(diǎn)[VP"Vi…Vn]，溫度采樣點(diǎn)[TL...Ti…Tn]，張力采樣點(diǎn)[NI…Ni…Nn]，則比總損耗和磁感計(jì)算有如下公式:
【權(quán)利要求】
1.一種用于電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量的信號(hào)同步控制系統(tǒng)，其特征在于，包括信號(hào)隔離放大器、信號(hào)同步模塊、多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器； 所述信號(hào)隔離放大器，用于接收和隔離厚度信號(hào)、張力信號(hào)和溫度信號(hào)，并將隔離后的信號(hào)傳輸給多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 所述信號(hào)同步模塊，用于接收增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)，并將增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行同步處理，獲得長度信號(hào)，并傳輸給多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 所述多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收厚度信號(hào)、張力信號(hào)、溫度信號(hào)及長度信號(hào)，并同時(shí)接收電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)，將接收的所有信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并傳輸給所述微處理器； 所述微處理器，其用于根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)，再將計(jì)算出的信號(hào)傳輸給所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器； 所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其用于將所述微處理器計(jì)算出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)同步控制系統(tǒng)，其特征在于，電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)包括電壓平均值、電壓有效值、電流峰值、電流有效值、H信號(hào)和功率信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器用于根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)，具體包括:根據(jù)同步后的多路數(shù)字量，在磁感信號(hào)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出比總損耗信號(hào)，或在磁場(chǎng)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)；用溫度信號(hào)值和張力信號(hào)值對(duì)計(jì)算 出的比總損耗信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，獲得信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、厚度信號(hào)和補(bǔ)償后的比總損耗信號(hào)，并用厚度偏差信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；根據(jù)長度信號(hào)計(jì)算出速度信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器還用于實(shí)時(shí)監(jiān)控厚度信號(hào)、比總損耗、生產(chǎn)線運(yùn)行速度、電流/電源過載以及模塊間通訊狀態(tài)，且所述微處理器連接有報(bào)警裝置，用于在監(jiān)控到異常時(shí)，通過報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器還通過所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接有顯示裝置，所述顯示裝置包括上位機(jī)、觸摸屏和/或LR記錄儀，且經(jīng)所述多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量的厚度信號(hào)、磁感信號(hào)和/或比總損耗信號(hào)直接輸出至LR記錄儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)同步模塊具體包括:鎖相環(huán)、分頻器、相位累加器、高速脈沖計(jì)數(shù)器和頻率寄存器； 所述鎖相環(huán)包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，一個(gè)輸入端用于輸入增量編碼器信號(hào)，另一個(gè)輸入端連接所述分頻器的輸出端，且輸出端作為所述分頻器的輸入端； 所述鎖相環(huán)的輸出端同時(shí)連接所述相位累加器，所述相位累加器同時(shí)接收所述頻率寄存器輸出的預(yù)設(shè)值，并將處理后的信號(hào)輸出給所述高速脈沖計(jì)數(shù)器，所述高速脈沖計(jì)數(shù)器同時(shí)接收焊點(diǎn)信號(hào)，其對(duì)焊點(diǎn)信號(hào)和相位累加器信號(hào)進(jìn)行處理，得到長度信號(hào)。
7.一種用于電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量的信號(hào)同步控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，接收和隔離厚度信號(hào)、張力信號(hào)和溫度信號(hào)；步驟2，接收增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)，并將增量編碼器信號(hào)和焊點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行同步處理，獲得長度信號(hào)； 步驟3，將經(jīng)前兩個(gè)步驟處理的厚度信號(hào)、張力信號(hào)、溫度信號(hào)、長度信號(hào)及電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并傳輸給微處理器； 步驟4，微處理器根據(jù)接收的多路數(shù)字量，計(jì)算出信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、速度信號(hào)和厚度信號(hào)，并同時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)或比總損耗信號(hào)； 步驟5，將所述微處理器計(jì)算出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)同步控制方法，其特征在于，電工鋼連續(xù)鐵損測(cè)量過程中獲得的硅鋼片信號(hào)包括電壓平均值、電壓有效值、電流峰值、電流有效值、H信號(hào)和功率信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)同步控制方法，其特征在于，所述步驟4具體包括:根據(jù)同步后的多路數(shù)字量，在磁感信號(hào)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出比總損耗信號(hào)，或在磁場(chǎng)為固定值時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算出磁感信號(hào)；用溫度信號(hào)值和張力信號(hào)值對(duì)計(jì)算出的比總損耗信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，獲得信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)、厚度偏差信號(hào)、厚度信號(hào)和補(bǔ)償后的比總損耗信號(hào)，并用厚度偏差信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)源調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；根據(jù)長度信號(hào)計(jì)算出速度信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)同步控制方法，其特征在于，所述信號(hào)同步控制方法還包括:微處理器實(shí)時(shí)監(jiān)控厚度信號(hào) 、比總損耗、生產(chǎn)線運(yùn)行速度、電流/電源過載以及模塊間通訊狀態(tài)，且在監(jiān)控到異常時(shí)，通過報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警。
【文檔編號(hào)】G01R27/26GK103777081SQ201310744418
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】范雯, 林安利, 張志高, 侯瑞芬, 賀建, 王京平, 戴璐 申請(qǐng)人:中國計(jì)量科學(xué)研究院