激光测距仪在冶金钢包车上的应用

激光测距仪在冶金钢包车上的应用
作者：陈钥 黄振 许君锋






     随着社会的不断发展和科学技术的不断进步行程开关正从单纯 的机械接触式向接近开关，激光，超声波等非接触式过渡。

1、行程开关与接近开关，激光测距仪的比较

1.1行程开关

     行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。行 程开关是反映机械位移凡，控制机械运动的方向或行程大小的电气装牲。行程升关广泛用于机床、起重机、自动线或其他机械的限位及 程序控制。行程开关的作用原理是：生产设备上安装的挡铁触动行程开关的 操作机构，推动微动开义，使出头闭合或断开，发出电控信号。在实际 生产中，将行程开关安装在预先安排的位甡，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。 因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位罚而切换电路的电器，它的作用原押与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械．片］以控制其行程进行终端限位保护。虽然行程开关以其结构简单、价格低廉使其获得广泛应用。但是 在一些特殊场合它的应用受到一定限制。

1.2接近开关

     接近开关是一种毋需与运动部件进行机械接触而可以操作的位 性开关，当物体接近开关的感应而到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动交流或直流电器或给计算机 装性提供控制指令。接近开关是种开关型传感器（即无无触点开关）， 它即有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠， 性能稳定，频率响应快应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水防 震耐腐蚀等特点。当金屈检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触无斥力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、 安装凋整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关 所不能相比的。接近开关具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。

1.3激光测距仪

     激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪亚损轻、体积小、操作简单速度快而准 确并可昼夜进行作业。由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新剧的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控矿山、港口等领域。

2、现场应用实例摸索

     在炼钢车间由于高温、粉尘等恶劣环境造成行程开关误动作甚至烧坏撞坏事故时有发生。江阴兴澄特钢三期特板炼钢分厂有两台160吨双工位钢包精炼炉其钢包车开始采用6个行程开关为PLC提供钢包车位甡输入控制点，分别是吊包位急停吊包位停止．吊包位减速，加热位减速，加热位停止，加热位急停。在使用了一段时间后经常发现加热位3个行程开关误动作或不动作，经检查发现行程开关内部积灰严重，或者挡手卡死后选用IP防护等级较高的行程开关，用了一段时间后，发现三个开关义有误动作或不动作现象，经检查发现，挡手被撞坏，机构卡死，调整挡块时间不长，依旧有故障，检查挡块经常被冷钢或渣钢砸坏或变形，然后又调整行程开关的位置．故障依然出现。不但降低了设备的利用率，还影响了正常的生产节奏。干是我们直装支架、挡板并选用探测距离比较远的接近开关，仔细调整挡板与接近开关的距离调试后投人运行。经过一个多月的运行，事故又出现了，经检查发现接近开关头上粘有冷钢，有的甚至烧坏，在接近开关上方加装防护后，时间不长，又出现事故，检查原来挡板上也粘有冷钢，有的甚至变形撞坏接近开关，经分析，由下受接近开关感应距离不能太远的原因，挡板离接近开关距离受到限制，还是不能从根本上解决类似故障，后到别的设备调查发现有激光测距仪的应用，决定改用激光测距仪。

 

       激光测距仪由激光发射接收器及反光板两部分组成，把激光发射接收器安装在加热位侧安全的原理热源的区域，反射板安装在钢包车上，与光束保持垂直，然后接通电源，在激光发射器上设置宝模拟量输出类型，采用4-20mA电流输出，然后再PLC上找出FC105功能块，设置好量程，由于采用的激光发射接收器探测距离为0-75米，所以功能块的上量程设置为0-75米，以应对4-20mA电流输入信号，通过功能块把4-20mA电流信号转换成十进制实数，在电脑上监控画面上直观的显示钢包车位置，然后通过6个等于比较器与相对应的设置值进行比较，从而确定钢包车的6个位置，以替代行程开关对PLC输入的钢包车位置信号，调试运行正常。经过两个月左右的试运行．突然出现钢包车只能朝加热位运动， 不能向吊包位运行，而且吊包位的三个钢包乍位仪同时有指水，检查监控画面钢包车实际位罚显示为75米，远远超出钢包乍与激光发射接收豁的实际距离，再检查反射板由于商温烘烤巳经变形。更换反射板并加装热辐射防护之后，我们讨论时又考虑~·且激光距仪电源或模拟址输出出现故陌.PLC将会输出0米信号而出现另 一种钢包车只能向吊包位运动不能向加热位运动的故照，为防止出现类似事故 ，又在PLC程序里加入两个等于比较器与近距离0和远距离75米进行比较，输出两个开关量 ，加人钢包车运行条件连锁以防止激光发射接收器或反射板出现故陷引起事故。现在运行靠近7个月 ， 一直很稳定，大大减轻了维护成本和劳动强度，达到了预期目标。

 

      现在四台LF精炼炉钢包车及四台RH精炼炉钢包的行程开关都改成了激光测距仪，大大提高了设备的利用率、减少了因故障造成的热停工计生产中断等事故，给稳定有序的生产创造了条件。







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