鋼管精整生產(chǎn)線中有一道工序，要對(duì)每根鋼管的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。目前在用的鋼管自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)基本可以分為兩種：一種是使用推鋼裝置將到位靜止的鋼管前推一定的距離，通過(guò)與推鋼裝置同步旋轉(zhuǎn)的編碼器和按順序安裝的光電傳感器來(lái)計(jì)算鋼管長(zhǎng)度；另一種是采用在線測(cè)長(zhǎng)，即通過(guò)旋轉(zhuǎn)輥道帶動(dòng)鋼管軸向平移，利用壓在鋼管上的摩擦輪的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)脈沖編碼器，并結(jié)合光電傳感器來(lái)計(jì)算鋼管長(zhǎng)度。

　　本研究分析了在線測(cè)長(zhǎng)的測(cè)量原理和物理實(shí)現(xiàn)，以FPGA作為中央處理器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高集成度；采用線陣CCD器件TCDl206SUP作為光電傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管長(zhǎng)度高精度的測(cè)量，并通過(guò)RS-485通信實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的傳輸，增強(qiáng)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制性能和資源共享。

　　1 系統(tǒng)的測(cè)量原理

　　在衡鋼初軋廠被測(cè)對(duì)象為130×130連軋坯，這種坯的總長(zhǎng)在30～40 m之間，溫度在1 000℃左右。要求實(shí)時(shí)測(cè)量出總長(zhǎng)，再用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)此進(jìn)行最佳配尺并指導(dǎo)剪切。此外，還要求記錄剪切后的段長(zhǎng)結(jié)果。針對(duì)上述要求，本文采用圖l所示的測(cè)量方案。

　　圖中：K1和K2是兩組光電開關(guān)，CCDl用來(lái)測(cè)量鋼坯的總長(zhǎng)，CCD2用來(lái)測(cè)量鋼坯的段長(zhǎng)，當(dāng)鋼坯切頭后碰到光電開關(guān)Kl時(shí)，用CCDl相機(jī)測(cè)出鋼坯的尾部長(zhǎng)度為X0。假設(shè)Kl到CCDl像機(jī)測(cè)量視場(chǎng)的左邊緣為L(zhǎng)0，則總長(zhǎng)為L(zhǎng)n+X0。測(cè)出總長(zhǎng)后，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)配尺后，由CCD2控制剪切長(zhǎng)度，通過(guò)CCD2測(cè)出段長(zhǎng)，當(dāng)鋼坯的頭部碰上K2時(shí)，CCD2開始測(cè)量。假設(shè)CCD2測(cè)出的長(zhǎng)度為X1，K2和剪口之間的距離為L(zhǎng)1，則段長(zhǎng)即為L(zhǎng)1+X1，段長(zhǎng)是在線實(shí)時(shí)測(cè)量、實(shí)時(shí)顯示的。測(cè)量X0，X1的過(guò)程是這樣的：由于測(cè)量對(duì)象為熱軋鋼坯，溫度在l 000℃左右，本身就是一個(gè)發(fā)光體。因此測(cè)量對(duì)象無(wú)需外用光源照明，光電開關(guān)采用主動(dòng)式工作，當(dāng)鋼坯運(yùn)行擋住光電開關(guān)發(fā)射的信號(hào)，光電開關(guān)信號(hào)就通過(guò)測(cè)量控制板產(chǎn)生外部中斷信號(hào)，向計(jì)算機(jī)申請(qǐng)外部中斷，控制CCD攝像機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行濾波后，進(jìn)行二值化處理，并進(jìn)行一系列的標(biāo)定、處理，即可得到被測(cè)鋼坯的長(zhǎng)度。