DDM3020测径仪说明书.docx

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DDM3020测径仪说明书

DDM-3020外径测控仪

使用说明书

上海欧勒测控仪器有限公司

1概述

DDM-3020是我公司研发的第三代动态外径测控仪，它采用高速脉冲红外光与高精度CCD传感器相结合的测量原理，配合高速数字化处理技术，具有测量精度高、稳定性好、使用维护简单、寿命超长等特点。

整套仪器包括DDM-3020外径测量头、测量头支架和DSP-3A外接显示器三个部分。

DDM-3020动态外径测控仪主要用于对各种电线电缆、光缆、各类管材和线材的外径进行在线测量和控制。

与前两代外径测控仪相比，它具有以下特点：

☆采用全数字处理技术和专用超大规模集成电路，可靠性高，外形小巧，功耗低。

☆应用硬件加速技术，测量速度高达1800次/秒，可替代凹凸检测仪。

☆具有RS-485通信接口，可方便地与工控计算机、PLC、触摸屏等连接。

☆先进的反馈控制系统，控制效果更好。

1.1使用条件及包装尺寸

电源AC100～240V50～60Hz

工作温度0～45℃

空气湿度≤90%（无冷凝水）

环境要求空气中不含腐蚀性气体,油,蒸汽及严重尘埃

包装尺寸615mm×330mm×280mm（长×宽×高）

整机总量11kg

1.2主要技术参数

标称测量范围20mm

推荐测量范围0.2～16mm

测量精度±（0.002+0.02%测径仪读数值）

测量速度1800次/秒

功耗<10W

通信接口RS-485

中心高度（连支架）850～1100mm

外形尺寸（不含支架）100mm×100mm×410mm

1.3仪器成套性

每套标准配置的DDM-3020动态外径测控仪包装箱内包括：

DDM-3020外径测控仪1台

测量头支架立柱1套

测量头支架底脚1件

支架缓冲弹簧1根

2.5米长电源线1根

通信接口4芯航空插头1个

DSP-3A外径显示控制器1台

反馈控制输出幅度调节电位器1个

使用说明书1本

───────外径测量头

───────────测量头紧固螺栓

────────────支架立柱内管

───────────支架立柱内管紧固螺栓

────────────支架立柱外管

───────────支架立柱外管紧固螺栓

───────测量头支架底脚

（附图1-1）外径测量头与支架的装配

││

││

││

电源插座││通信接口

（附图1-2）外径测控仪面板（附图1-3）电源插座和通信接口

2安装

2.1安装位置

DDM-3020动态外径测控仪应用于线缆生产线时，既可以安装在冷却水槽之前，也可以安装在水槽之后。

安装在水槽前时，由于外径测控仪距离挤塑机近，反馈控制及时，能获得最佳的控制效果。

但此时塑料尚未固化，仪器测量的是线缆的热态外径，通常略大于其实际外径，因此设定的标称值应适当加大。

安装在水槽后时，测量值为线缆的实际外径值，比较准确可靠，但控制滞后量大，控制效果较差。

另外，被测线缆须吹干，否则线缆表面的水膜会影响测量精度，实际使用时应根据被测物带水的程度，适当加大设定的标称值。

2.2安装方法

（1）打开包装，检查仪器及附件是否齐全。

（2）按（附图1-1）将外径测控仪与支架装配好。

（3）将外径测控仪置于生产线上的适当位置，移动其支架，使被测线缆位于仪器测量窗口的中间位置，然后打好地脚螺栓，将其固定在生产线上。

（4）调整外径测控仪支架的高度，使被测线缆位于仪器测量范围的中间，然后拧紧相应的紧固螺栓。

（5）将电源线插入外径测控仪底部的电源插座（见附图1-2），通上电源，仪器即可开始工作。

3面板显示和操作

3.1面板的组成部分

如（附图1-3）所示，DDM-3020动态外径测控仪的面板由下列部分组成：

（1）5位LED数字显示器：

用于显示实测外径值、凹凸报警计数、仪器异常信息、设定参数值等。

（2）20段光柱显示器：

用于显示外径偏差、反馈控制输出、被测物在测量范围中的位置、异常状态报警信号等。

（3）8个状态指示灯：

用于显示仪器的工作状态，或作为不同显示状态、参数的标志。

（4）5个按键：

参数键，移位键，递增键，递减键，凹凸键。

在不同的工作状态下，它们具有不同的功能。

3.2仪器工作状态

DDM-3020动态外径测控仪有3种主要的工作状态，它们分别是：

（1）正常测量状态：

仪器以1800次/秒的速度，连续测量被测物的外径，并通过面板以数字形式显示。

同时依据设定的工作参数值，检查外径是否超公差、是否有凹凸缺陷；计算并输出外径自动反馈控制量；执行通信任务等。

（2）异常报警状态：

仪器一旦检测到工作不正常，立即转入异常报警状态，将异常或故障信息通过仪器面板显示和报警。

（3）参数设定状态：

该状态可进一步细分为“参数显示”和“参数设定”两个子状态，分别用于查看和设置各项工作参数值。

在正常测量状态下，按【参数键】即可进入参数显示/设定状态，详见第4章。

3.3状态指示灯

DDM-3020动态外径测控仪面板上有8个状态指示灯，它们表示的意义如下：

指示灯闪烁：

表示实测外径与标称值之间的误差超过负公差（即线太细）。

指示灯闪烁：

表示实测外径与标称值之间的误差超过正公差（即线太粗）。

指示灯亮：

表示仪器当前的工作状态为“标称值显示/设定”状态。

指示灯亮：

表示仪器当前的工作状态为“公差显示/设定”状态。

指示灯亮：

仪器为正常测量状态时，表示反馈控制处于“打开（ON）”状态。

仪器为参数设定状态时，表示为“反馈控制参数显示/设定”状态。

指示灯闪烁：

仪器为正常测量状态时，表示反馈控制处于“冻结”状态。

仪器为异常报警状态时，表示反馈控制参数错误。

指示灯亮：

仪器为正常测量状态时，表示数字显示器用于显示凹凸报警计数。

仪器为参数设定状态时，表示为“凹凸检测参数显示/设定”状态。

指示灯闪烁：

表示有未复位的凹凸报警输出。

指示灯亮：

表示仪器当前的工作状态为“参数显示/设定”状态。

指示灯亮：

表示光柱当前显示的是被测物在测量范围中的位置。

3.4按键功能

【参数键】

（1）正常测量状态下，按该键进入参数显示状态。

（2）参数显示状态下，按该键则返回正常测量状态。

（3）在参数设定状态下，按该键可确认并保存当前设定的参数值，同时返回到参数显示状态。

【移位键】

（1）在正常测量状态下，按该键可以使光柱显示被测物在测量范围中的位置约20秒，再按一次则立即返回原来的显示状态。

（2）在参数显示状态下，按该键则进入参数设定状态。

（3）在参数设定状态下，按该键可使光标的位置（即闪烁显示的数字）向右移动一位。

【递增键】

（1）正常测量状态下，按该键打开反馈控制（仅当控制方式为“手动”，并且反馈控制工作模式不能是“禁用”）。

（2）在参数显示状态下，按该键则显示参数菜单中的上一个参数项。

（3）在参数设定状态下，按该键可使光标位置的数字加1。

【递减键】

（1）正常测量状态下，按该键关闭反馈控制（仅当控制方式为“手动”，并且反馈控制已打开）。

（2）在参数显示状态下，按该键则显示参数菜单中的下一个参数项。

（3）在参数设定状态下，按该键可使光标位置的数字减1。

【凹凸键】该键仅在正常测量状态且使用凹凸检测时有效。

当数字显示器显示实测外径值时，按该键可使其显示凹凸报警计数值，同时复位凹凸报警信号（如果有的话）。

再按一次该键则清0凹凸报警计数器，并返回实测外径显示状态。

如果不按键，20秒后自动返回实测外径显示状态，但不会清除凹凸报警计数器。

3.5正常测量状态

3.5.1数字显示器

在正常测量状态时，数字显示器可用于显示实测外径值或凹凸报警计数。

（1）通常情况下，显示实测外径值。

显示形式：

5位十进制数。

单位：

毫米，也可以选择英寸（通过系统参数设定，详见第4章）。

例如实测外径值为4.5mm，将显示：

（2）使用凹凸检测功能时，在仪器显示实测外径值时，按【凹凸键】，显示凹凸报警计数值约20秒。

显示形式：

凹凸报警计数标志“┣”加“4位十进制数”，表示检测到的凹凸报警次数，范围0000～9999。

当报警次数超过9999时，显示闪烁的9999。

例如当前凹凸报警次数为25次，则显示：

在仪器显示凹凸报警计数时，再按一下【凹凸键】，将清0凹凸报警计数器，并返回“显示实测外径值”状态。

综上所述，禁止凹凸检测功能时，数字显示器仅用于显示实测外径值。

使用凹凸检测功能时，它可用于显示实测外径值或凹凸报警计数，两种显示状态的关系如下：

按【凹凸键】

显示实测外径──────────────→显示凹凸报警计数

再按一下【凹凸键】，或等待20秒

显示实测外径←──────────────显示凹凸报警计数

3.5.2光柱显示器

在正常测量状态时，根据不同情况，光柱显示器可用于显示外径偏差、反馈控制输出、被测物在测量范围中的位置。

（1）使用反馈控制功能时，光柱用于显示反馈控制的输出电压，范围－100%～+100%。

当控制输出值超过±90%时，对应的光柱段闪烁，提示操作者注意，自动控制的输出即将饱和（就是已经达到自动控制能力的极限），必须进行人工调整。

光柱中间2段点亮时，表示反馈控制输出为0。

（2）禁止反馈控制功能时，光柱用于显示外径的相对偏差，范围－100%～+100%。

外径相对偏差定义为：

正相对偏差=100%×（实测外径－标称值）÷正公差

负相对偏差=100%×（实测外径－标称值）÷负公差

（3）为方便调整外径测控仪支架的高度，可以用光柱显示器察看被测物在测量范围中的位置。

在正常测量状态时，按一次【移位键】，光柱即显示出被测物在测量范围中的位置，－100%表示测量范围的最下端，+100%表示测量范围的最上端。

再按一次【移位键】，光柱立即回到原来的显示状态。

不按任何键，20秒后光柱也将回到原来的显示状态。

3.6异常报警状态

外径测控仪一旦检测到工作不正常，立即转入异常报警状态。

这时光柱的所有段一起闪烁报警，数字显示器显示故障信息，以便采取相应的措施。

（1）故障信息：

故障原因：

仪器的光学镜头受到灰尘等的严重污染。

处理方法：

移去镜头前的防尘板，用镜头清洁液（也可用无水酒精代替）清洗镜头表面。

（2）故障信息：

故障原因：

被测物的位置太高，超过了测量范围上限。

处理方法：

降低导线轮的位置，或提高外径测量头的安装高度，使被测线缆位于仪器的测量范围之内。

（3）故障信息：

故障原因：

被测物的位置太低，超过了测量范围下限。

处理方法：

升高导线轮的位置，或降低外径测量头的安装高度，使被测线缆位于仪器的测量范围之内。

（4）故障信息：

故障原因1：

被测线缆的外径太大，超过仪器的最大测量范围。

处理方法1：

选用更大规格的外径测控仪。

故障原因2：

镜头防尘板移位，挡住了测量光线。

处理方法2：

将镜头防尘板安装到正确的位置。

故障原因3：

光源或其驱动电路损坏，导致光源不发光。

处理方法3：

请与本公司售后服务部门联系。

（5）故障信息：

故障原因1：

有外来强光源（如太阳光）直接照射仪器的镜头。

处理方法1：

遮挡外来的强光源。

故障原因2：

光源或透镜组发生移位。

处理方法2：

请与本公司售后服务部门联系。

（6）故障信息：

故障原因1：

仪器的光学镜头受到灰尘等的严重污染，造成部分档光。

处理方法1：

同故障

（1）。

故障原因2：

被测物为透明体（如玻璃管），或者仪器测量范围内有超过一根的被测物。

处理方法2：

选用具有透明体或多线测量功能的外径测控仪。

（7）故障信息：

故障原因：

被测物较细（0.5mm以下），并且其位置偏离中心过远（即太靠近防尘板），以致仪器的光学系统不能正常成像。

处理方法：

将被测物定位到中间（尽可能与两边的防尘板距离相等）。

（8）故障信息：

故障原因：

仪器主电路板与显示面板之间的连接线松脱。

处理方法：

请与本公司售后服务部门联系。

（9）故障信息：

故障原因：

仪器软件故障。

处理方法：

请与本公司售后服务部门联系。

（10）故障信息：

故障原因：

仪器硬件电路故障。

处理方法：

请与本公司售后服务部门联系。

（11）故障信息：

故障原因：

仪器配置密码输入错误次数超过30次，仪器已被锁定。

处理方法：

请与本公司售后服务部门联系。

（12）故障信息：

光柱显示器所有段和反馈控制状态指示灯一起闪烁。

故障原因：

设定的反馈控制参数不正确。

处理方法：

检查与反馈控制有关的参数，如：

标称值不能为0，比例系数和积分系数都不能为0。

或者先进反馈模式下，改变产品规格时，没有进行自整定。

4参数显示和设定

参数显示状态用于查看各项参数值，参数设定状态则可以修改和保存新的参数值。

DDM-3020动态外径测控仪的参数分为三类：

工作参数、反馈控制参数和系统参数。

在“正常测量状态”或“异常报警状态”下，按【参数键】直接进入“工作参数显示状态”。

要进入反馈控制参数或系统参数的显示/设定状态，必须输入正确的口令。

正常测量状态（或异常报警状态）、参数显示状态、参数设定状态三者之间的转换关系为：

┌───────┐

│正常测量状态│←────────────────┐

│异常报警状态││

└───────┘│

│↑│

按【参数键】││按【参数键】│

↓││

┌───────┐20秒没有按键│

│参数显示状态│────────────────→│

└───────┘│

│↑│

按【移位键】││按【参数键】保存│

││当前输入的参数值│

↓││

┌───────┐20秒没有按键│

│参数设定状态│────────────────→┘

└───────┘放弃当前输入的参数值

4.1工作参数

工作参数菜单项包括：

外径标称值、公差（或正公差、负公差）、凹凸极限（或凹凸正极限、凹凸负极限）、凹凸检测时间、反馈参数口令、系统参数口令。

在“正常测量状态”或“异常报警状态”下，按【参数键】进入“工作参数显示状态”，立即显示工作参数菜单的第一个参数项“外径标称值”。

按【递增键】显示菜单中的上一个参数项，按【递减键】显示菜单中的下一个参数项。

按照系统参数菜单中“公差设定方式”、“凹凸极限设定方式”、“反馈控制模式”三个参数设定值的不同，工作参数菜单中出现的参数项也不同。

┌──────┐

│外径标称值│

└──────┘

┏━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━┓

公差设定方式=1公差设定方式=2

┃┃

┌──────┐┌──────┐

│公差││正公差│

└──────┘└──────┘

┃┃

┃┌──────┐

┃│负公差│

┃└──────┘

┣━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┫

凹凸极限设定方式=0凹凸极限设定方式=1凹凸极限设定方式=2

┃┃┃

┃┌──────┐┌──────┐

┃│凹凸极限││凹凸正极限│

┃└──────┘└──────┘

┃┃┃

┃┃┌──────┐

┃┃│凹凸负极限│

┃┃└──────┘

┃┗━━━━━━━━━┫

┃┌──────┐

┃│凹凸检测时间│

┃└──────┘

┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫

反馈控制模式=0反馈控制模式=1、2、3

┃┃

┃┌──────┐

┃│反馈参数口令│

┃└──────┘

┗━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┛

┌──────┐

│系统参数口令│

└──────┘

说明：

（1）公差设定方式=1时，正负公差相等，合并为一个参数“公差”。

（2）凹凸极限设定方式=0，表示禁止凹凸检测功能，这时工作参数菜单中不再出现与凹凸检测有关的参数项。

（3）凹凸极限设定方式=1时，凹凸正负极限相等，合并为一个参数“凹凸极限”。

（4）反馈控制模式=0，表示禁止反馈控制功能，这时工作参数菜单中不再出现“反馈参数口令”，即不能进入反馈控制参数菜单。

下面举两个例子来说明不同情况下，工作参数菜单的内容，以及有关的操作方法。

在下面的图示中，“↑”表示按【递增键】，“↓”表示按【递减键】，横线上方的按键表示从左至右，下方的按键表示从右至左，最后的“……”表示回到第一个菜单项。

（1）公差设定方式=1、凹凸极限设定方式=0、反馈控制模式=1（仪器出厂默认状态）：

┌──────┐【参数键】┌──────┐【移位键】┌──────┐

│正常测量状态│←────→│标称值显示│←────→│标称值设定│

└──────┘【参数键】└──────┘【参数键】└──────┘

↑↑↓

│┌──────┐【移位键】┌──────┐

├←────────│公差显示│←────→│公差设定│

│【参数键】└──────┘【参数键】└──────┘

│↑↓

│┌──────┐【移位键】┌──────┐

├←────────│反馈参数口令│─────→│口令输入│

│【参数键】└──────┘└──────┘

│↑↓

│┌──────┐【移位键】┌──────┐

└←────────│系统参数口令│─────→│口令输入│

【参数键】└──────┘└──────┘

↑↓

（2）公差设定方式=2、凹凸极限设定方式=1、反馈控制模式=0：

┌──────┐【参数键】┌──────┐【移位键】┌──────┐

│正常测量状态│←────→│标称值显示│←────→│标称值设定│

└──────┘【参数键】└──────┘【参数键】└──────┘

↑↑↓

│┌──────┐【移位键】┌──────┐

├←────────│正公差显示│←────→│正公差设定│

│【参数键】└──────┘【参数键】└──────┘

│↑↓

│┌──────┐【移位键】┌──────┐

├←────────│负公差显示│←────→│负公差设定│

│【参数键】└──────┘【参数键】└──────┘

│↑↓

│┌──────┐【移位键】┌──────┐

├←────────│凹凸极限显示│←────→│凹凸极限设定│

│【参数键】└──────┘【参数键】└──────┘

│↑↓

│┌──────┐【移位键】┌──────┐

├←────────│凹凸时间显示│←────→│凹凸时间设定│

│【参数键】└──────┘【参数键】└──────┘

│↑↓

│┌──────┐【移位键】┌──────┐

└←────────│系统参数口令│─────→│口令输入│

【参数键】└──────┘└──────┘

↑↓

4.1.1外径标称值

用途：

标称值用作外径反馈控制、超差报警和凹凸检测的基准。

如果外径标称值=0，那么

（1）不再进行外径超差检测和报警。

（2）不再进行凹凸检测和报警。

（3）打开外径反馈控制时，将产生“反馈控制参数错”。

取值范围：

00.000～19.999mm。

设定方法：

假设原来的标称值为0，要改为4.8mm（显示04.800），操作方法如下。

（1）在“正常测量状态”下，按【参数键】进入“标称值显示状态”：

指示灯亮

（2）按【移位键】进入“标称值设定状态”，显示器左边第1位的“0”闪烁。

（3）按【移位键】，第2位的“0”闪烁，按4次【递增键】，将它改为4。

（4）按【移位键】，第3位的“0”闪烁，按8次【递增键】（或者按2次【递减键】），将它改为8。

（5）按【参数键】保存修改并返回“标称值显示状态”。

（6）如果还要设定其它参数，可用【递增键】或【递减键】找到该参数查看和修改，否则直接按【参数键】返回“正常测量状态”。

4.1.2外径公差

用途：

公差用于外径超差报警。

当（实测外径>标称值+公差）时给出“超正公差报警”信号，当（实测外径<标称值－公差）时给出“超负公差报警”信号。

如果公差=0，那么不再进行外径超差检测和报警。

取值范围：

0.000～9.999mm。

设定方法：

假设原来的公差为0.015mm，要改为0.120mm，操作方法如下。

（1）在“正常测量状态”下，按【参数键】进入“标称值显示状态”（见4.1.1节）。

（2）用【递增键】或【递减键】找到“公差显示状态”：

指示灯亮

其中第1位的“￣”是“单一公差”的符号。

（3）按【移位键】进入“公差设定状态”，显示器第2位的“0”闪烁。

（4）按【移位键】，第3位的“0”闪烁，按1次【递增键】，将它改为1。

（5）按【移位键】，第4位的“1”闪烁，按1次【递增键】，将它改为2。

（6）按【移位键】，第5位的“5”闪烁，按5次【递增键】，将它改为0。

（7）按【参数键】保存修改并返回“公差显示状态”。

（8）如果还要设定其它参数，可用【递增键】或【递减键】找到该参数查看和修改，否则直接按【参数键】返回“正常测量状态”。

4.1.3外径正公差

用途：

正公差用于外径超差报警。

当（实测外径>标称值+正公差）时给出“超正公差报警”信号。

如果正公差=0，那么不再进行外径超正公差的检测和报警。

取值范围：

0.000～9.999mm。

设定方法：

假设原来的正公差为0.015mm，要改为0.010mm，操作方法如下。

（1）在“正常测量状态”下，按【参数键】进入“标称值显示状态”（见4.1.1节）。

（2）用【递增键】或【递减键】找到“正公差显示状态”：

指示灯亮

其中第1位的“￣”是“正公差”的符号。

（3）按【移位键】进入“正公差设定状态”，显示器第2位的“0”闪烁。

（4）按【移位键】，第3位的“0”闪烁。

（5）按【移位键】，第4位的“1”闪烁。

（6）按【移位键】，第5位的“5”闪烁，按5次【递减键】，将它改为0。

（7）按【参数键】保存修改并返回“正公差显示状态”。

（8）如果还要设定其它参数，可用【递增键】或【递减键】找到该参数查看和修改，否则直接按【参数键】返回“正常测量状态”。

4.1.4外径负公差

用途：

负公差用于外径超差