接近開關(guān)在連鑄機(jī)火切車上的應(yīng)用

李樹云

（萊鋼集團(tuán)有限公司，山東萊蕪 271104）

0 引言

50 t 電爐連鑄系統(tǒng)自動(dòng)火焰切割機(jī)是連鑄機(jī)的后部主要設(shè)備，用于把矯直的鑄坯切割成所需的定尺長(zhǎng)度。能在高溫連續(xù)生產(chǎn)的條件下，快速準(zhǔn)確地完成各種規(guī)格鑄坯的切割。

1 工作原理

連鑄機(jī)工作時(shí)由鑄坯帶動(dòng)切割機(jī)同步運(yùn)行，割槍小車作橫向運(yùn)動(dòng)，通過小車上水冷式重型割槍在鑄坯上方相對(duì)移動(dòng)來完成切割。切割機(jī)大車和割槍小車的自動(dòng)運(yùn)行是依靠電感式接近開關(guān)來完成的。電感式接近開關(guān)在火焰切割機(jī)的主要作用是計(jì)數(shù)和數(shù)字開關(guān)量。當(dāng)紅外攝像定尺檢測(cè)到定尺時(shí)，槍開始運(yùn)動(dòng)，計(jì)數(shù)接近開關(guān)6 就開始計(jì)數(shù)當(dāng)撞尺與相應(yīng)的接近開關(guān)發(fā)生作用時(shí)，接近開關(guān)的輸出信號(hào)閉合，相應(yīng)的相應(yīng)的PLC 輸入點(diǎn)同時(shí)閉合，從而控制大小車的運(yùn)動(dòng)。接近開關(guān)示意如圖1 所示。

圖1 火切機(jī)及接近開關(guān)示意

2 方案選擇

根據(jù)50 t 連鑄機(jī)火切車工作特點(diǎn)，由于火切機(jī)工作長(zhǎng)時(shí)間處于高溫、高熱的出坯環(huán)境溫度中，如果采用機(jī)械限位，機(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)以及撞尺容易在高溫環(huán)境烘烤下發(fā)生形變，導(dǎo)致限位信號(hào)失效，選擇用接近式限位開關(guān)，通過感性設(shè)定的動(dòng)作距離給PLC 發(fā)出信號(hào)指令，連鎖運(yùn)行信號(hào)完成火切車的動(dòng)作。

2.1 接近開關(guān)分類及結(jié)構(gòu)

接近開關(guān)的作用是當(dāng)某物體與接近開關(guān)接近并達(dá)到一定距離時(shí)，能發(fā)出信號(hào)。它不需要外在的動(dòng)作。形變是一種非接觸式的電氣位置檢測(cè)元件。接近開關(guān)可使用于冶金企業(yè)的機(jī)械動(dòng)作、電氣閥門、齒輪運(yùn)動(dòng)、速度檢測(cè)、行車定位等各種場(chǎng)合，動(dòng)作可靠、壽命長(zhǎng)，觸點(diǎn)壽命可達(dá)數(shù)萬次，目前應(yīng)用廣泛的接近開關(guān)按工作原理可以分為以下類型：

2.1.1 電感式接近傳感器

用以檢測(cè)各種金屬體。電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。

2.1.2 電容式接近傳感器

用以檢測(cè)各種導(dǎo)電或不導(dǎo)電的液體或固體。電容式接近傳感器由高頻振蕩器和放大器等組成，由傳感器的檢測(cè)面與大地間構(gòu)成一個(gè)電容器，參與振蕩回路工作，起始處于振蕩狀態(tài)。

2.1.3 光電式接近開關(guān)

利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。將發(fā)光器件與接收器件按一定方向?qū)ρb在同一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有對(duì)光面（被檢測(cè)物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。

以上分析可知，一般的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所，通常都選用電感式接近開關(guān)和電容式接近開關(guān)，因?yàn)槿R鋼特鋼50 t 連鑄機(jī)火切車的大小車限位的是鋼鐵撞尺（由表1 可知鋼鐵的衰減系數(shù)是最好的），因此選擇電感式接近傳感器。

2.2 傳感器使用情況

設(shè)計(jì)中共使用6 套電感式接近開關(guān)傳感器，其中大車3 套EH10-G30-CP1，小車3 套EH8-G18-CP1。傳感器參數(shù)見表2。接近開關(guān)的電路接線如圖2 所示，接近開關(guān)的輸出信號(hào)與PLC 之間的接線如圖3 所示。

電感式接近開關(guān)在火焰切割機(jī)的主要作用是計(jì)數(shù)和數(shù)字開關(guān)量。當(dāng)撞尺與相應(yīng)的接近開關(guān)發(fā)生作用時(shí)，接近開關(guān)的輸出信號(hào)閉合，相應(yīng)的PLC 輸入點(diǎn)同時(shí)閉合，該信號(hào)連鎖與其他信號(hào)符合運(yùn)行條件時(shí)，輸出繼電器輸出，控制變頻器的運(yùn)行。從而控制大小車的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)槍開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，接近開關(guān)6就開始計(jì)數(shù)（即接近開關(guān)與槍電機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸上的齒輪之間的作用），通過實(shí)際計(jì)數(shù)值與設(shè)定值之間的比較，從而斷定是否切割結(jié)束。

表1 鋼鐵的衰減系數(shù)

表2 傳感器的參數(shù)

圖2 接近開關(guān)接線

圖3 接近開關(guān)的輸出信號(hào)與PLC 之間的接線

3 結(jié)束語

萊鋼50 t 電爐連鑄機(jī)共3 個(gè)流生產(chǎn)，可生產(chǎn)3 種斷面，3 臺(tái)火切機(jī)應(yīng)用電感式接近傳感器后位置定位準(zhǔn)確，大小車行走可靠，徹底解決了火切車定位不準(zhǔn)，造成切割斷面補(bǔ)不齊，鑄坯斷面由于凹陷造成的各種質(zhì)量缺陷，應(yīng)用推廣前景較好。