对宝钢光电在线测厚仪信息处理技术的改造

　　一、课题研究的背景

　　上海技术物理研究所研制的冶金光电在线检测仪器已经在国内很多家钢厂轧钢生产线上使用。由于早期采用的是小规模集成电路芯片来构建系统的硬件电路,体积大,保密性差,灵活性低。用户软件运行在DOS环境下,功能少,操作很不方便。随着半导体技术、计算机技术和信息处理技术的发展,原来的在线检测系统的信息处理部分已经不适应在线检测仪器小型化、模块化、信息化和网络化的发展趋势。

　　根据宝钢对光电在线测厚仪信息处理技术提出的新要求,开发了一套基于复杂可编程逻辑器件和数据库的信息处理系统,实现了信息处理系统硬件电路的小型化、软件设计的模块化、测量数据的数据库存储管理和测量数据的网络传输和远程访问,具有很强的实用价值,目前已经工程化应用到实际生产测量当中,得到用户的好评。

　　二、光电测厚仪系统构成

　　如图1所示,光电在线测厚仪主要包括两大部分:一是现场测量和大屏幕显示部分;二是测量控制中心。其中现场测量和大屏幕显示部分由C型测量架、光学系统和大屏幕显示器组成;测量控制中心部分又包含以下几个子系统:硬件电路信号处理系统、计算机软件数据处理系统、打印机。我们将对硬件电路信号处理系统和计算机软件数据处理系统进行改进,以满足用户的需要。

　　三、信息处理技术的改造

　　1.硬件信号处理电路

　　改造后的硬件信号处理电路系统结构如图2所示,系统中的控制时序电路和数字化电路采用复杂可编程逻辑器件CPLD完成,用于计数分频产生CCD驱动需要的时钟信号、整个硬件电路的同步信号、采样控制信号、系统中断信号和二值化后CCD信号的前后沿计数触发信号等逻辑控制信号,并通过计数得到二值化后的CCD信号的前后沿值。替代了原电路中的所有与非、计数和触发电路,大大简化了电路板面积,使硬件电路系统小型化,同时提高了系统的可靠性、灵活性和保密性。

　　2.测量数据库和用户软件设计

　　(1)测量数据存储数据库设计

　　1)数据库选择

　　要设计的数据库是为了存储在线检测仪在生产线上连续测量一年,至少半年的数据量。根据现场调查,一条生产线一天大约生产钢带500到800根左右,一年当中除设备维修,各种原因停产等因素,生产不到15万根钢带,根据实际测量存储实验,测量500根钢时用Access数据库的大小为2.5Mbyte,1000根时达到5Mbyte左右,基本上成正比增长。由此推算,15万根的测量数据大约为750Mbyte,用Access数据库是能满足要求的。另外,若采用SQLServer数据库,整个系统的成本将大大提高,所以选用Access数据库来存储测量数据和信息。