Сканеры бревен AXEL-1D (2D)
Сканер бревен — это электронный прибор для автоматического измерения диаметра бревна, прошедшего через сканирующую рамку. Длина вычисляется по данным инкрементального энкодера на валу транспортера. По этим данным высчитываются другие геометрические параметры круглого леса: фактический объем или кубатура, кривизна, сбежистость, овальность и другие.
В автоматизированных системах измерения и учета объема круглого леса лесопильного предприятия чаще всего используют одноплоскостные сканеры диаметра бревен AXEL-1D.
Двухплоскостные сканеры AXEL-2D чаще всего находят применение в качестве измерителя диаметра и длины пиловочника, и других геометрических параметров, в линиях сортировки круглого леса.
Лазерные 3D сканеры измерители круглого леса необходимы для определения реалистичной формы бревна, построения его 3D-модели и расчета оптимального выхода пиломатериала из него.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Технические характеристики сканеров измерителей бревен AXEL
Характеристики подтверждены метрологическим сертификатом. Сканеры измерители круглого леса AXEL внесены в реестр средств измерений Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт).
Стандартная комплектация измерителей круглого леса
- Пара измерительных линеек излучатель и приемник. 1D — 1 пара, 2D — 2 пары.
- Блок управления.
- Комплект соединительных кабелей
- Инкрементальный энкодер.
- Комплект документации.
- Программное обеспечение для ПК.
Принцип работы сканеров для бревен AXEL
Измерение диаметра бревна
- Пара измерительных линеек излучатель-приемник, устанавливаемых строго параллельно друг друга, образуют сканирующую плоскость измерителя диаметра бревен.
- В одноплоскостном варианте (1D измеритель) линейки располагаются вертикально, инфракрасные лучи проходят горизонтально и измеряют высоту бревна.
- В двухплоскостном (2D измеритель), дополнительная пара линеек устанавливается горизонтально, инфракрасные лучи проходят вертикально и меряют толщину.
- В Излучателе установлены электронные платы со светодиодами для формирования по командам блока управления сети инфракрасных лучей. Точность измерений определяется расстоянием между лучами на оси оптического створа (не более 2 мм).
- В Приемнике установлены платы с фотодиодами для преобразования инфракрасных лучей, поступающих с излучателя, в электрические сигналы.
- Сканирующие рамки 1D и 2D сканеров бревен используют оптический «теневой» метод измерения. Светодиоды излучателя испускают инфракрасные лучи, по количеству фотодиодов приемника, не уловивших лучи, определяется размер тени, он и будет измеренным диаметром бревна в сканирующей плоскости.
- Точное измерение длины бревна происходит встроенным программным обеспечением. В нем при первоначальной настройке сканера задается коэффициент соответствия угла поворота вала, передаваемого энкодером, линейному перемещению цепи транспортера.
- Корпусы излучателя и приемника герметичны и имеют степень защиты IP55.
- Фотодиоды приемника защищены от попадания солнечных лучей, искажающих результаты измерений.
- Эти преимущества позволяет сканерам для бревен AXEL работать вне помещений при температуре от -40 до +45 °С
- Данные от измерительных линеек передаются в блок управления по соединительным кабелям, также имеющим степень защиты IP55, и защищенным от механических повреждений гофрированным металлорукавом.
Датчик перемещения - инкрементальный энкодер
Датчик перемещения необходим для точного измерения длины бревна. Он устанавливается на вал ведомой звёздочки транспортера и служит для преобразования вращательного движения в две последовательности прямоугольных импульсов (тактовых сигналов), по которым определяются линейное перемещение и направление движения транспортера. Энкодер настроен на работу с разрешением 500 импульсов на 1 оборот.
Блок управления измерителя диаметра бревен
- Блок управления помещен в защищенный от атмосферных воздействий корпус со степенью защиты IP66
- Корпус имеет 2 или 4 разъема (модель 1D или 2D) для присоединения соединительных с измерительными линейками кабелей
- Один влаго- и пылезащитный сальник для ввода провода питания и вывода кабелей передачи данных на ПК или контроллер линии сортировки бревен.
- Защищен от несанкционированного доступа
В состав блока управления входят следующие функциональные части:
- Центральный модуль(CPU) предназначен для арифметической и логической обработки входных сигналов, формирования сигналов управления, синхронизации и начальной установки, хранения управляющей программы, оперативных данных и переменных;
- Блок сопряжения с измерительными балками предназначен для передачи управляющих сигналов, выработанных центральным модулем, на излучатели и считывания выходных данных с приемников;
- Блок сопряжения с датчиком перемещения предназначен для считывания тактовых сигналов от энкодера;
- LAN интерфейс для организации обмена данными с внешними устройствами по протоколу TCP-IP;
- Дисплей для мониторинга текущего состояния и проведения тестов измерителя.
- Преобразователь напряжения служит для получения вторичных напряжений для питания микросхем измерителя и измерительных балок.
Настройка системных параметров
Регулируемые системные параметры предназначены для настройки работы измерителей бревен AXEL в конкретных технологических условиях, настраиваются перед началом эксплуатации:
- Задается коэффициент соответствия угла поворота ведомой звездочки транспортера линейному перемещению цепи. Предварительно рассчитывается как длина окружности звездочки, уточняется экспериментальным путем при пусконаладке.
- Размеры зоны измерения
- Параметры обработки профиля бревна
- Параметры связи и другие характеристики работы в составе АСУ.
При необходимости системные параметры можно регулировать непосредственно в процессе эксплуатации. Для настройки СП используется программа для ПК.
Логика вычислений сканера круглого леса
При прохождении пиловочника через сканирующие линейки, блок управления накапливает массив данных, анализирует его и производит заданные встроенным программным обеспечением вычисления длины бревна, диаметров в комле, вершине и середине, сбег, (кривизну и овальность при 2D измерении леса)
- Определяются положение и торцевые диаметры в вершине и комле, направление движения бревна (комлем или вершиной вперед — необходимый параметр при использовании разворотного устройства). Скосы торцов отсекаются и не учитываются в дальнейших вычислениях. В случае 2D измерения вычисляются средние диаметры, как половина суммы измеренных диаметров в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
- Расстояние между найденными торцами вершины и комля = ДЛИНА.
- Находится диаметр на середине Dс.
- Фактический объем бревна вычисляется методом усеченных конусов. Для вычисления объема, профиль разбивается на участки, на каждом определяются верхний и нижний диаметр. Высота усеченного конуса равна шагу разбиения. Вычисляется объем каждого усечённого конуса, полученные значения суммируются.
- Вычисление кривизны производится только при измерении в двух плоскостях (AXEL-2D) При определении кривизны используется упрощенный профиль, полученный для вычисления объема. Делаются отступы по длине бревна от комля и от вершины, чтобы закомелистость или другие подобные факторы не влияла на результат. По полученным двум точкам строится прямая. Находится наибольшая стрела прогиба кривизны в плоскостях А и В относительно полученной прямой, затем вычисляется среднеквадратичное значение. Значение кривизны выдается в % с точностью до десятых долей.
- Вычисляется овальность по вершинному диаметру.
Интерфейсы вывода данных
Наиболее удобным на сегодняшний день способом организации обмена данными между сканером, персональным компьютером или контроллером АСУ, является интерфейс Ethernet, в блоке управления предусмотрен разъем RJ-45 для подключения витой пары (UTP/FTP).
- Ethernet. Блок управления выступает в роли сервера, к которому подключается ПК или PLC, при активном подключении, он выдает в порт пакет данных измерений и вычислений: диаметры торцов и середины, длину пиловочника, физический объем бревна, сбег, (кривизну и овальность от 2D сканера), системные и диагностические параметры.
- RS-485. Более ранний интерфейс передачи данных, но до сих пор востребованный, необходим для подключения сканера к контроллерам старого образца, не имеющих возможность подключения по Ethernet, пакет передаваемых данных аналогичен. RS-485 устанавливается по запросу, может использоваться вместо Ethernet или работать параллельно.
- Дискретный выход. Выходной порт используется для передачи в систему управления дополнительных сигналов, таких как направление движения бревна (комлем или вершиной вперед). Сигнал «dmts» — один импульс соответствует перемещению транспортера на 1 дециметр, это удобно для контроллера линии сортировки круглого леса для отслеживания слежения за перемещением бревна на транспортере и выдачи сигнала сброса.
- Некоторые настройки системных параметров и тесты при монтаже измерительных линеек и настройке сканера можно провести непосредственно с помощью кнопок и дисплея на центральной плате блока управления, без подключения к ПК.
Монтаж сканера бревен
- Монтаж измерительных линеек лучше всего выполнять на металлическую раму, чертеж которой мы можем предоставить при заказе оборудования, или поставить ее вместе с прибором. Основное условие — рама не должна иметь механической связи с конструкциями транспортера, для избежания сильных вибраций, в идеале установка на отдельный фундамент.
- Линейки монтируются на раму строго параллельно друг друга и на одной высоте.
- Необходимо обеспечить защиту измерителя от возможных механических повреждений и попадания прямых солнечных лучей.
- Необходимо обеспечить свободное прохождение инфракрасных лучей в зоне измерения, при необходимости сделать сквозные прорези в транспортёре.
- Кабели связи прокладываются в металлической трубе, которую необходимо заземлить.
- Питание измерителя: постоянное напряжение 24В +-10% с током потребления до 3А
Настройка и пусконаладка
После установки комплектующих сканера и подключения соединительных кабелей и провода питания, необходимо произвести начальную настройку. Это можно сделать силами своих специалистов после изучения руководства по эксплуатации, в случае возникновения вопросов, наш технический специалист проведет консультацию по телефону, при необходимости поможет настроить измеритель через удаленное подключение к ПК.
Программное обеспечение
В комплекте с оборудованием поставляется программное обеспечение для ПК для настройки системных параметров и диагностики работы оборудования.
ПО AxelLog также поставляется в комплекте, позволяет вносить корректировку на кору, диапазоны учетных длин и накапливать информацию в CSV файл. Подключение до 10 сканеров.
ПО WoodReport поставляется за отдельную плату, позволяет формировать и распечатывать отчеты. На ПК разворачивается база данных для накопления информации.
Помимо применения в лесной отрасли, измерители геометрических параметров AXEL можно использовать для точного определения диаметра любых цилиндрических предметов, в качестве длинномера, счетчика бревен, и в других целях.
Запросить актуальную цену на сканеры бревен AXEL, получить коммерческое предложение на оборудование и дополнительное программное обеспечение, можно отправив нам запрос на электронную почту sales@axelmg.com или заполнить форму ниже. Стоимость измерителей бревен включает НДС. Получить консультацию.