DEVELOPMENT AND RESEARCH OF A PHOTOELECTRIC MEASURING CONVERTER WITH DIGITAL FILTERING OF OPTICAL PULSE-CODE SIGNAL

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-5-12

Keywords:

control, parameter, structure, algorithm, photoelectric measuring converter, optical signal, interference, probabilistic estimate, digital filter, information and measuring system

Abstract

The specific nature of metallurgical production involves significant material and energy losses. It has been established that the main metal losses at the rolling mill occur due to the high inertia of photoelectric information channels for metal detection, which reduce the overall response time of the information and measuring system of the rolling mill. The operation of primary control means occurs under conditions of strong optical and electromagnetic interference, which sharply reduces the reliability of the primary information on the state of the controlled object. This leads to emergency situations in the operation of the rolling mill and, as a consequence, to significant material losses due to equipment failure and metal losses. Consequently, increasing the response time of photoelectric measuring transducers and the reliability of the primary information obtained is an urgent task. The use of analog information signals in measuring transducers is complicated by the presence of predominantly continuous disturbing effects, which is due to the specific nature of heat engineering production. The greatest noise immunity is provided by the use of discrete signals. In this case, encoding of the information signal allows to get rid of random analog and part of the impulse interference that do not fall into the frequency bandwidth window – to significantly reduce the total accumulated error during reception and to achieve real high noise immunity of the developed converter. Based on the adopted criterion of the optimality of the converter structure – high noise immunity, ensuring the reliability and accuracy of control in extreme conditions (criterion of the minimum error), the structure of the optical signal receiver, optimal according to the proposed criterion, was developed. To implement the developed principles, methods and means of increasing the reliability and speed of control, an algorithm for the operation of a discrete photoelectric measuring converter with digital filtration of a code-pulse optical signal as an element of the information system was compiled, and a hardware implementation of the device based on the proposed principles was developed.

References

Суботін О. В. Інформаційне забезпечення систем управління прокатних станів. International scientific conference “MININGMETALTECH 2023 – The mining and metals sector: integration of business, technology and education”: conference proceedings (November 29–30, 2023. Riga, the Republic of Latvia). Riga, Latvia : Baltija Publishing, 2023. Vol. 2. Р. 68–71. DOI: https://doi.org/10.30525/978-9934-26-361-3-102

Суботін О. В. Підвищення достовірності контролю технологічних параметрів і швидкодії інформаційно-вимірювальних систем прокатних станів : дис. … на здобуття наукового ступеня канд. техн. наук : 05.11.16. Донецьк, 2000. 216 с.

Суботін О. В., Петрухін Я. І., Сергієнко В. Ю. Особливості керування промисловим обладнанням бездротовим способом на фоні виробничих завад. International scientific conference “MININGMETALTECH 2024 – The mining and metals sector: integration of business, technology and education”: conference proceedings (November 28–29, 2024. Riga, the Republic of Latvia). Riga, Latvia : Baltija Publishing, 2024. Vol. 2. Р. 92–95. DOI: https://doi.org/10.30525/978-9934-26-506-8-146

Сус С. П., Суботін О. В. Підвищення надійності роботи оптичних датчиків в умовах інтенсивних оптичних перешкод. Сучасні інформаційні технології, засоби автоматизації та електропривод : матеріали ІХ Всеукраїнської науково-практичної конференції, 17–19 квітня 2025 року. За заг. ред. О. Ф. Тарасова. Краматорськ – Тернопіль : ДДМА, 2025. С. 226–229. ISBN 978-617-7893-00-3. URL: http://cit.dgma.donetsk.ua/materials.html). paper_citae_2025.pdf

Суботін О. В., Мінаєнко О. Г., Штода М. М. Інформаційно-вимірювальна система правильної машини для контролю зазора робочих роликів. Науковий Журнал Метінвест Політехніки. Серія: Технічні науки. 2024. № 2. С. 86–91. DOI: https://doi.org/10.32782/3041-2080/2024-2-13

Суботін О. В., Петрухін Я. І., Сус С. П. Система центрування смуги на правильно-натяжній машині. Global Trends in the Development of Information Technology and Science: Collection of Scientific Papers with Proceedings of the 4th International Scientific and Practical Conference. International Scientific Unity. June 25–27, 2025. Stockholm, Sweden. C. 43–46. DOI: https://doi.org/10.70286/isu-25.06.2025

Subotin O. Photoelectric measuring transducers in environmental and objects monitoring systems. In book: Teaching and subjects on bio-medical engineering. Approaches and experiences from the BIOART-project. O. Subotin, V. Rudenko, A. Cherniavskyi, A. Kovalenko, S. Dobriak. Leuven, 2021. P. 64–85. ISBN 978-94-641-4245-7. URL: http://dspace.dgma.donetsk.ua:8080/jspui/handle/ DSEA/821

Суботін О. В. Розробка ряду модульних структур вимірювальних перетворювачів фотоелектричного типу. Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. Збірник наукових праць. Вип. № 42. Краматорськ : ДДМА, 2018. С. 80–86.

Суботін О. В., Петрухін Я. І. Проєктування модулю отримання первинної інформації для систем контролю технологічних параметрів. Комп’ютерно-інтегровані технології, автоматизація та робототехніка 2025: матеріали II Всеукраїнськой конференції, Харків, 16–17 травня 2025 р.: тези доповідей. За заг. ред. І. Ш. Невлюдова. Харків : ХНУРЕ, 2025. С. 110–114. URL: https://tapr.nure.ua/dijalnist-kafedri/naukova-robota/computer-integrated-technologies-automation-and-robotics

Published

2025-11-10

Issue

Section

AUTOMATION, COMPUTER-INTEGRATED TECHNOLOGIES AND ROBOTICS