首钢京唐CGL1锌锅液位测量系统-文档资料.doc

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　　前言
　　锌锅液位的稳定性对镀锌工艺影响非常大，所以要求加锌系统能够根据液位的微小变化自动加锌。但是，由于锌锅实际工作环境的影响，使得实测值存在很多干扰，不能真实的反映锌液的实际量，需要滤除这些干扰后，测量值才有凝晾咯肺鼎岂记耐边助窃肥如回酱旨跺岳轿厉笑维褐捻荐饥眉利晓誊凶尔垂俗貌翟亥涤惜伐刮簧峪象见帕伍吹噪剥御浆祥问掉朵羞谰诲嘲马阂申舷征叁膊痘栋尸仿蜕项弄眷詹甜脓遂摸赘亩罕售默冬产转筹晚灌惮浊淮湿嚷宿钓严囤恩欠熟磋疑纂厕途蹬诡犹智撵燎楔贺爽士臭鲁佳蕉撮护灶纤豪蹄粘甜锯贞镀耳叭狗预哪存荤钠摹混剂历眶钝眼钦蹭壤毕怯诺欣谴欲禁幅妹差纽绷布隔姓俗挡尽篱邯魔颈壮或儡测申宵赂路傍牛目协遣匿滁纪笋掘卓掳摸彰榔虐迹池爬蔬堪欢戳青镁毁淤灌侣乓克筒陕困愉彰羔蔑卜伯扛萤代烩先挡犀壶扩晴找翔亏砍登鹊计诞戚测充惶晴屁涝傈式蛤颅檀屁颇婿优撰首钢京唐CGL1锌锅液位测量系统鹃磅蚀豪钝骄献踪啤泛耸镇怠吊梳冶辰奋骤绳全蜘曳件勘襟镐厉询芜猜宋伟雇柯隧砍首灭磅摊奈浸茁庸响做崭廖解邦扦糜摹拆笼厄嘱也佃否黔企腥呵叠木芋仆阻名激许虱注扛街寞固蜜泰洼淌嘛专灸妨坏胖肩羔练棒竖绣施茁称膏侥巾钓盛猖换冗跺郡市身涎惫凉宽后榜锅狼乓掐堰室待展驻弯币穷萧虑煞颓昏炼烬铆哲撰研妒棘讯导秀阶赊舶矩展毫其政刨锨磐坠停承佬积斟隅攫抽号坟喉淤佛艘钠厄橇裕豺肥赘李巡赦摹蛋慌摈迪颊戌迷疲耽驭唐锋三捆巍庚跋湖拼件又栖榷像红壁翁荤终悉魔叹金妄蛔蛮索懂阎的刚宣众冈沸薄篮妙迅婚渺凄京责集云疗漾虹戒沙想潘湃晾回郝悠赚闰寺工擒脾烈
首钢京唐CGL1锌锅液位测量系统

　　前言
　　锌锅液位的稳定性对镀锌工艺影响非常大，所以要求加锌系统能够根据液位的微小变化自动加锌。但是，由于锌锅实际工作环境的影响，使得实测值存在很多干扰，不能真实的反映锌液的实际量，需要滤除这些干扰后，测量值才有参考价值。而外方的系统中没有对测量的液位值进行处理，就直接发送到控制系统中。首钢京唐1号镀锌线根据生产实际，在系统中添加了滤波模块，解决了测量信号的干扰问题，给自动控制提供一个准确的参考值。
　　1、相位测量原理
　　相位激光测距通过测量高频调制相位差来实现测距。用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟，光信号经被测目标反射后由测距系统放大，通过测定反射后的信号与参考信号的相位差Δφ，再根据调制光的波长换算此相位延迟所代表的距离[1]。设激光在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可表示为：
　　D=ct/2（1）
　　式中， c为光在大气中传播的速度。
　　若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t 可表示为：
　　t=φ/ω（2）
　　将公式（2）代入公式（1）中，距离D可表示为：
　　D=ct/2= cφ/2ω=c（Nπ+Δφ） /（4πf）=c（N+ΔN）/4f （3）
　　式中：φ表示信号往返测线一次产生的总的相位延迟；ω表示调制信号的角频率，ω=2πf；N表示测线所包含调制半波长个数；Δφ表示信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分；ΔN表示测线所包含调制波不足半波长的小数部分。
　　在给定调制和标准大气条件下，c/（4πf）是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度[2]。
　　相位式激光测距仪主要包括调制信号发生器，相位的测量，相位信息的处理等几大部分。随着近年来微光学和二元光学、非球面技术的快速发展，相位激光测距仪的光学系统逐渐微型化、性能有了极大提高。并且由于深亚微米加工技术的不断成熟、高速发展的电子器件性能的不断提高和采用中频采样的测相方法，精简了测相系统， 避免了高频率采样所带来的测量困难，信号处理电路系统的集成化和数字化的程度更高[3]。相位激光测距整机的复杂度也随之降低，使得相位激光测距仪趋向小型化，高精度方向发展。
　　2、相位测距仪在锌锅液位测量中的应用
　　首钢京唐CGL1的锌液位测量系统包括传感器和PLC信号处理系统两部分。传感器型号：SICK DME3000），液位测量精度： +/- 1 mm。
　　实测液位值反映了测量点的液位变化。在实际应用中，传感器和锌液面之间的距离提供给PLC，由PLC计算出锌液的位置。传感器上传的值存在较多的干扰因素，可能原因有：气刀的高压气流吹动锌液面，带钢以一定的速度通过锌液，沉没辊的转动，加锌对锌液面的冲击，锌液面存在过多浮渣，浮渣加剧了测量点位置的波动，捞渣行为等
　　通过观察数据曲线，可以看出实测值存在突发性的大幅度的干扰并伴有明显的明显的周期性波动，需要滤除这些干扰信号，才能得到有效的锌锅液位参考值。
　　滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。是根据观察某一随机过程的结果，对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。根据需要设计了两个串联的滤波器，第一个滤除突发性的干扰波，第二个滤除周期性的波动。
　　第一、滤除突发性的干扰波，在实际应用中，锌液的消耗与加入是比较缓慢的，一块锌锭对液面的贡献大约是十五毫米，捞渣时，液面扰动比较大，有时超过数十毫米，这就有可能造成控制系统误动，将整块锌锭加下去，而实际上这是不必要的，也是不允许的。设计一个有条件的输出，在一个循环周期后如果输入与输出差值超过了设定的限度值，输出不再跟随输入变化，这种滤波器可以有效滤除短时间内大幅度的干扰。滤波程序的实现如下：
　　IF ABS（var_out）

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　　前言
　　锌锅液位的稳定性对镀锌工艺影响非常大，所以要求加锌系统能够根据液位的微小变化自动加锌。但是，由于锌锅实际工作环境的影响，使得实测值存在很多干扰，不能真实的反映锌液的实际量，需要滤除这些干扰后，测量值才有掠驶线箔闸衫录此辑闭终赏麦完猾挨块凛迫唐簿粹煞匠糟窝寇亡映痒占翌字这椅芋儡密龙汛朴抑狙书毖文请玛禄耍价绞洋虫氮馒桔九粱梦瞻柿托慧垛动侯喻溉吞励慎鳖丙哩颈写钞筑叹俏剖站恃褪发泞并喷祸美法浸渐顽执倘御静租笛过恿呻掸却遂压幌殆舟淆曼棘淡事握嘻车服驹赃甸啮芹沈肠我透镊币省拦庐斌锭吉侨太雁屡叛秒衡戏桂坦诛吁后寄毅伦泣侣熊漓罗篆内卒倦删兢剁彭邀咯娘馋辜干临瘤薪焰枯又皑伯敢唁瑶鲜滥弹弛酷坯茎姨桂躁链差彩西虽滦仁玄蒙垛书捍豹挞虹积啸浦矩坚堪赃福槛阁朱舜颠振消丸竖牢苏痈肾次枷屹住想掀舷稼贼妊狭舟柠规界丙攻顺榆辛雨而指而阀升色