Роботизированный коэрцитиметр «ВАЛОК 2000» на основе ОСРВ QNX

Компания ИТЦ «Аусферр» в содружестве с Институтом физики металлов (ИФМ) УРО РАН разработали и подготовили к серийному производству роботизированный комплекс для магнитной диагностики валков прокатных станов «Валок 2000». Устройство позволяет повысить скорость и точность диагностики состояния рабочего слоя валков прокатных станов. Программное обеспечение центрального контроллера роботизированного комплекса реализовано на базе операционной системы реального времени QNX.

Прокатные валки являются основным рабочим инструментом прокатного стана. Их используют для обжатия, вытягивания металла и придания ему требуемой формы и размеров. Диагностика качества, износоустойчивости и увеличение длительности эксплуатации прокатных валков является одной из важнейших задач в металлургической отрасли, поскольку прокатные валки обеспечивают не только бесперебойную работу станов и получение продукции, но и являются одной из существенных статей затрат прокатного производства.

Для диагностики технического состояния валков прокатных станов в настоящее время используют в основном ультразвуковой и вихретоковый методы, которые позволяют обнаруживать лишь дефекты типа трещин и раковин, появление которых свидетельствует о невозможности дальнейшей эксплуатации или о необходимости принятия кардинальных мер по восстановлению рабочего слоя прокатных валков. Роботизированный комплекс магнитной диагностики «Валок 2000» позволяет проводить оценку состояния валков прокатных станов методом коэрцитиметрии (измерения коэрцитивной силы), который дает возможность предсказывать появление дефектов и предотвращать их возникновение на ранних стадиях минимальными средствами.

Отличительной особенностью коэрцитиметра «ВАЛОК 2000» является высокий уровень автоматизации всего процесса диагностики. Оператору достаточно ввести исходные данные для измерения (номер валка и текущий диаметр) и нажать на кнопку старта. После этого система сама подводит измерительные модули к валку, проводит измерения и возвращается в исходное положение.

Система управления роботизированным комплексом «ВАЛОК 2000» выполнена на основе IBM PC-совместимого контроллера Fastwel. Программное обеспечение центрального контроллера (рис.1) реализовано на базе многозадачной операционной системы реального времени (ОСРВ) QNX. Выбор в пользу ОСРВ QNX был обусловлен требованиями к надежности и эффективности использования вычислительных ресурсов. Тестовыми испытаниями было определено, что для повышения достоверности измерений и увеличения скорости диагностики коэрцитиметр должен иметь 10-15 измерительных каналов, а обработка данных должна выполняться с гарантированным минимальным временем отклика.

Используя преимущества микроядерной архитектуры ОСРВ QNX, разработчики смогли реализовать программное обеспечение центрального контроллера в виде набора компонентов, исполняемых в изолированных адресных пространствах. Такая архитектура изначально обладает повышенной гибкостью и надежностью, поскольку любой компонент может быть добавлен, удален или перезапущен динамически, не нарушая работу ядра и других компонентов. Реализованные в ОСРВ QNX механизмы планирования, приоритетной обработки прерываний, защиты от инверсии приоритетов позволили обеспечить быстрое и предсказуемое время отклика.

Первый экземпляр роботизированного комплекса магнитной диагностики прокатных валков «ВАЛОК 2000» был установлен в вальцешлифовальном отделении стана 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». В планах инженеров ОАО «НТЦ Аусферр» —создание единого комплекса магнитной и ультразвуковой диагностики прокатных валков, который позволит выявлять все обнаруживаемые данными методами дефекты и формировать рекомендации для операторов вальцешлифовальных станков.

www.ausferr.ru