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光電開關(guān)在防止門機(jī)起升鋼絲繩纏軸故障方面的應(yīng)用

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

   摘要:使用光電開關(guān)對門機(jī)起升卷筒上鋼絲繩狀態(tài)進(jìn)行檢測,在卷筒上鋼絲繩松弛時發(fā)出報警信號,使起升機(jī)構(gòu)停機(jī)保護(hù),有效的防止起升鋼絲繩纏軸故障。
       關(guān)鍵詞:光電開關(guān)

       一、 相關(guān)背景
       起升鋼絲繩纏軸是我公司門機(jī)在工作中經(jīng)常出現(xiàn)的故障,一直未能找到一種行之有效的防范辦法。門機(jī)起升鋼絲繩工作時在卷筒上松弛而導(dǎo)致亂轂是該故障產(chǎn)生的直接原因。起升鋼絲繩在正常工作時,緊密纏繞在卷筒上。但是在有些情況下,例如:鋼絲繩未掛吊具或吊具已放到地面上而繼續(xù)下降時,就很容易產(chǎn)生鋼絲繩在卷筒上松弛的現(xiàn)象,造成鋼絲繩亂轂,繼而發(fā)生鋼絲繩纏軸故障。一旦發(fā)生該故障,輕者可導(dǎo)致鋼絲繩報廢,嚴(yán)重時可能造成卷筒支座損壞,甚至減速箱被擠壞等后果。要防止該故障的發(fā)生就要在鋼絲繩在卷筒上松動的一開始,就檢測出來,從而實現(xiàn)有效地停機(jī)保護(hù)。在采用了機(jī)械傳動等多種檢測方法效果均不理想之后,嘗試了光電開關(guān)檢測,結(jié)果取得了成功。從在門機(jī)實際工作的應(yīng)用來看,光電開關(guān)工作可靠,檢測鋼絲繩松馳狀態(tài)動作靈敏。從而徹底解決了這一難題。
       二、 基本原理

                                                                圖1
       如圖1所示。在鋼絲繩卷筒下方兩端設(shè)一組光電開關(guān)(發(fā)射、接收各一個)。當(dāng)鋼絲繩出現(xiàn)松垂時,鋼絲繩經(jīng)過光電開關(guān)的檢測范圍后,由光電開關(guān)發(fā)出一個通斷信號,送入PLC,由PLC發(fā)出停止起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行的指令,實現(xiàn)保護(hù)。
       三、 設(shè)計要求
       在鋼絲繩卷筒軸線的正下方安裝光電開關(guān),同時在操作臺上加裝松繩報警指示燈、復(fù)位按鈕、和松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)。加裝光電開關(guān)后,在門機(jī)起升運(yùn)行過程中出現(xiàn)鋼絲繩松垂后,可以及時準(zhǔn)確的發(fā)出控制信號,使門機(jī)起升機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行。松繩報警指示燈指示故障報警。在松繩狀態(tài)消除后,可按復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位,使起升機(jī)構(gòu)可以繼續(xù)運(yùn)行。通過松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān),選擇光電開關(guān)檢測信號是否投入控制,以滿足進(jìn)行換鋼絲繩等維修作業(yè)的需要。
       四、 實施方法
       1、 光電開關(guān)選型
       光電開關(guān)應(yīng)滿足的技術(shù)要求:
       檢測距離應(yīng)大于4米(滿足鋼絲繩卷筒長度要求)
       最小檢測靈敏度應(yīng)小于25毫米(滿足鋼絲繩直徑要求)
       開關(guān)通斷形式應(yīng)為遮光通、斷可調(diào)。(方便與PLC連接)
       工作電壓為直流24V,交流110V~220V(滿足PLC輸入電壓要求)
       觸點容量應(yīng)大于0.5A。(滿足PLC輸入電流要求)
       根據(jù)上述技術(shù)參數(shù)要求,兼顧性價比考慮選用歐姆龍E3JM 10D4M型光電開關(guān),該型光電開關(guān)采用對射式結(jié)構(gòu),檢出距離長,檢出精度高,允許偏差角度大,很適合門機(jī)上振動大的工作環(huán)境。
       技術(shù)參數(shù)如下:
       電源電壓:12~24V DC±10%  24~240V AC±10%  50/60Hz
       檢出距離:10m
       檢出精度:<15mm
       指向角:3~20度
       觸點容量:250V AC 3A(max)
       2、 線路連接
       采用3芯電纜把光電開關(guān)接至PLC。光電開關(guān)發(fā)射端和接收端端子1、2接電源,即PLC輸入電源。這里PLC輸入電源為直流24V,光電開關(guān)使用遮光動作常開觸點輸出,即接收端端子4、5。端子4接電源一端,端子5接至PLC輸入模塊,作為信號輸出。起升支持、開閉兩機(jī)構(gòu)均是如此。松繩報警復(fù)位按鈕、松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)和松繩報警指示燈接入相應(yīng)的PLC輸入、輸出模塊即可。
       3、 PLC編程
       這里PLC使用功能圖編程,邏輯圖見圖2。

                                                                     圖2
       使用兩個RS觸發(fā)器接收起升兩機(jī)構(gòu)的光電開關(guān)信號。在鋼絲繩松弛后通過光電開關(guān)檢測范圍時,RS觸發(fā)器鎖定光電開關(guān)信號(松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)信號為1),信號輸出至變頻器啟動控制(本例起升機(jī)構(gòu)采用變頻驅(qū)動),停止變頻器運(yùn)行。在松繩狀態(tài)消除后,按下復(fù)位按鈕,將RS觸發(fā)器復(fù)位,恢復(fù)變頻器啟動允許狀態(tài)。在暫時需解除保護(hù)時,將松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)打到解除位置,使該信號為0,屏蔽光電開關(guān)信號。采用梯形圖編程時按上述等同邏輯編制即可。
       五、 實際效果
       通過對我公司進(jìn)行了該項技術(shù)改造的門機(jī)的實際使用情況來看,基本上杜絕了由于松繩引起的鋼絲繩纏軸的故障,大大減少了因故障造成的鋼絲繩損耗,提高門機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性。


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