Головна » Прес-Центр » Статті та публікації » Автогоночный хронометраж
Система хронометража, разработанная СВ АЛЬТЕРА, позволяет обеспечить точность измерений автомобильных соревнований как самого простого, так и мирового уровней.
Марьян Петришин,
svaltera@svaltera.lviv.ua
Каждый день инженеры украинских компаний-поставщиков промышленного оборудования и систем автоматизации сталкиваются с интересными задачами. Недавно одна из таких задач стояла перед украинской компанией СВ АЛЬТЕРА. Заказчику было необходимо разработать и внедрить систему хронометража (измерение времени) для автомобильных соревнований DragRacing.
Как известно, DragRacing — это параллельные гонки двух автомобилей на расстоянии 1/4 мили, то есть 402,5 м. Время одного заезда в большинстве случаев длится от 7 с (специально доработанные сверхмощные автомобили) до 20 с (серийные автомобили), а в среднем — от 10 до 15 с. Соответственно, скорость автомобиля на финише колеблется от 80 до 300 км/ч. Во время гонок измеряется время задержки на старте, время прохождения расстояния между стартом и финишем, полное время прохождения участка (с задержкой на старте) и скорость автомобиля на финише.
Создаваемая система хронометража должна обеспечивать следующие функции:
И такая система должна была быть создана за сравнительно короткий период при достаточно скромном бюджете.
Вариантов реализации системы было несколько: от самой простой системы с индикацией по месту к высокоскоростной системе с большим количеством возможностей и опций. Но ввиду небольшого бюджета и сжатых сроков выбор был в интересах относительно простой реализации, которая бы обеспечила необходимый минимум функционала. Следовательно, для реализации системы была выбрана начальная версия промышленных контроллеров VIPA 112-4BH02 (по 8 входов и выходов) и комплект из шести оптических сенсоров (по три на каждую машину) Carlo Gavazzi PD40CNT40, PD40CNT40PP.
Для контроллера с использованием WinPLC7 была написана простая программа измерения времени и управления светофором, которая обеспечила: время цикла контроллера 1 мс; фиксацию времени срабатывания каждого сенсора; управление светофором в режиме позиционирования, старта и заезда; настройку работы светофора по выбранному алгоритму; фиксацию фальш-старта и фиксацию автомобиля, который финишировал первым; позиционирование положения автомобиля на финише по стартовым сенсорам, а также передачу данных в компьютер для обработки и архивации.
Фотодатчики Carlo Gavazzi были выбраны благодаря их характеристикам, идеально подходящим к условиям задачи. Они обеспечивают время реакции 1 мс, ширину полосы движения 4-4,5 м, при этом зона реакции составляет 10 см. Они надежно работают в условиях прямого солнечного освещения и имеют низкое энергопотребление, что позволяет их питать от небольших аккумуляторов.
Для коммутации фонарей светофора было использовано реле Rm84 производства Relpol, которых оказалось вполне достаточно для коммутации нагрузки 1500 Вт/220 В с частотой 0,5 с. Для соединения всего оборудования в единую систему был применен S-FTP-кабель с разъемами RJ45, что обеспечило максимально быстрый и простой монтаж, а кроме этого и простой ремонт при возможных повреждениях.
Программное обеспечение для компьютера было написано с использованием технологии OPC (OLE for Process Control) и обеспечило визуализацию на мониторе, печать и архивацию результатов заездов. Сама система была испытана на соревнованиях DragRacing во Львове и обеспечила точность измерения до 0,003 с, чего вполне достаточно для данного уровня соревнований.
Описанная выше задача была реализована относительно простыми средствами. Однако для чемпионатов мирового уровня, где необходимо гарантировать точность измерения времени 0,0005 с, большую точность позиционирования и дополнительную функциональность, ее возможностей недостаточно. Для таких соревнований необходимо использовать самые передовые технологии, например, контроллер Vipa (рис. 2) с технологиями Speed7 и Speedbus в комплекте с лазерными датчиками Leuze (частота переключения более 2500 Гц).
Такая система гарантирует точность фиксации времени 0,0005 с и способна выполнять всевозможные математические расчеты, она обеспечивает более сложные и разнообразные алгоритмы управления стартовым светофором и позволяет установить ширину полосы движения до 12 м, а ширину полосы фиксации — до 1-2 мм. Кроме того, передача данных может осуществляться в режиме реального времени через Ethernet сразу на несколько альтернативных рабочих станций судей. Помимо того для обеспечения надежности системы и сохранности всех данных система позволяет визуализировать результаты заезда на панели оператора (в случае сбоя компьютера) и вести архив всех данных на карте флеш-памяти.
Контроллеры VIPA построены по модульному принципу. Это значит, что пользователь имеет возможность оптимально подбирать состав модулей для решения своей задачи и гибко модифицировать его при расширении или при изменении требований к системе. Большая часть модулей ввода/вывода и интерфейсных модулей обладают свойством универсальности, то есть их можно применять вместе с любым CPU соответствующей серии. При этом имеется возможность выбора процессорного модуля с оптимальной производительностью для решения конкретной задачи.
