DC二線電感式接近開關在造型線上的應用

李漢寧，吳軍，黃凌建

（廣西玉柴機器股份有限公司鑄造廠，廣西玉林537005）

·鑄造設備·

DC二線電感式接近開關在造型線上的應用

李漢寧，吳軍，黃凌建

（廣西玉柴機器股份有限公司鑄造廠，廣西玉林537005）

玉柴公司鑄造廠機體車間造型線多年來常因開關電源故障造成停機，影響生產的進程。自2004年以來，使用DC二線電感式接近開關替代DC三線電感式接近開關，開關電源故障幾乎為零。DC二線電感式接近開關在機體造型線的應用，得到了顯著的效果。

DC兩線；DC三線；電感式；接近開關；電源故障

隨著玉柴的飛速發展，對產能的提升不斷提出新的要求。上世紀80年代末的鑄造廠機體車間X——SWZ1280B半自動造型線生產線已不能滿足生產的需求。機器設備陳舊老化，故障頻頻發生。特別是接近開關的電源故障，曾經是車間的生產瓶頸。經過電氣維修人員的共同努力，該問題得到了根本的解決。

鑄造廠機體車間X——SWZ1280B半自動造型線，使用的是OMRON C1000H的PLC控制系統，32點的I/O單元。主要有輸送機、合箱機、落箱機、移箱機、脫箱機、2臺造型主機、3臺翻箱機、5條冷卻線等設備。它是一條流水性作業線，其每1臺設備運行正常與否，都影響整個生產的進程。由于整條造型線設備繁多，生產環境惡劣，電氣線路鋪設長且分布廣泛，特別是用來檢測設備動作的DC三線電感式接近開關就有180多個。分別由兩個PLC柜的8路電源控制，平均每路電源控制的接近開關就有20多個。當開關電源故障發生時，單單針對那一路來進行檢查，也不容易，因為現場的分線盒到每一臺設備的線路也比較多，且復雜，處理起來比較困難，最快的也得0.5 h，一般的也將近1 h～2 h，象2號轉運車那邊的開關電源故障更棘手，有時候是鐵水的火星燒到引起線路短路。因此，保證整條生產線穩定運行是比較困難的。線上設備發生的電氣故障，最難處理也最多處理的是接近開關電源故障。

1 接近開關電源故障的分析

造型線接近開關電源故障的頻發，一直困擾著電氣維修人員。針對車二鐵水引起的燒線問題，電氣維修人員對電氣線路做了一定的改進，如開關和線路的移裝，雖然在這方面有了一定的效果，但其他設備的開關電源故障依然存在。根據故障發生的規律分析，很大程度與單獨提供的三線接近開關DC24伏電源有關。造型線所用的接近開關是DC三線電感式NPN型接近開關。理論上雖然它不受漏電流、電壓降等不利因素影響，工作更為可靠。但在鑄造廠這樣的環境下使用，則存在一定的局限性。主要表現為：

1）要提供DC24 V電源到現場開關分線盒，線路過長，電源線經常遭到破損造成對地短路，如澆注鐵水火星引燃、機械擠壓等引起線路短路；由于工作的環境惡劣，油塵多，設備移動頻繁，現場盒內接線密集，分線盒內的電源接線端子有時候會短路；熔化在澆鑄時，飛濺的鐵水有時也會燒到合箱機頂上的開關線路，引起電源短路。澆鑄出來的鑄型，在經過車二位置，有時候有火星飛濺出來，或者鐵水漏箱燒到地溝的油泥，引起附近的線路被燒短路，不管電源線是發生什么方式、什么程度的短路，處理都是有困難的。如果某一個接近開關的電源直接短路或對地短路，燒斷那路電源的保險。要排除故障，除了很明顯的故障點，不然只能對其他接近開關逐一排查，查找和處理起來相當困難，有可能需要很多時間。也非常麻煩。

2）由于所用的接近開關是DC三線NPN型接近開關，當某一開關正電源線對地短路，該電源管轄的接近開關的信號線全對地短路，引起誤信號，使得開關全亮，造成開關的雙一故障，無法工作。

3）更換開關的時候，需考慮電源的極性，錯誤接線有時會引起接近開關破裂或燒毀。

2 研究與探索

我們使用型號為3G2A5－ID218的輸入模塊（圖1），主要參數如下表1。

表1 3G2A5－ID218的輸入模塊主要參數

針對上述三線接近開關應用中存在的問題，大家決定從接近開關做切入點。不斷收集資料，更進一步了解接近開關的特性，各種技術指標，且對系統規格、I/O單元規格有了更深刻的理解。從OMRON可編程序控制器用戶手冊中了解到了DC輸入單元為Type 3G2A5-ID112***的輸入模塊的注釋“雙線傳感器不能連接到這個單元”，而用的型號為3G2A5－ID218的輸入模塊沒有這樣的解釋。這說明“雙線傳感器”可以連接到所用的3G2A5－ID218輸入模塊單元。基于DC二線電感式接近開關比DC三線電感式接近開關的殘余電壓和漏電流大的特點，為了慎重起見，決定以某個輸入點做試驗，并做好使用情況的跟蹤記錄。

圖1 3G2A5－ID218的輸入模塊結構圖

3 問題得到了根本的解決

通過一段生產時間的試使用，沒發現因殘余電壓和漏電流而引起的誤信號等其他的異常現象，隨后逐漸用圖2的DC兩線式接近開關替換圖3的DC三線式接近開關。問題得到了根本的解決，因接近開關電源故障而影響停機的時間幾乎為零，為生產取得寶貴的時間。經過總結得出，在生產環境中，DC二線電感式接近開關有以下的優點：

1）分線盒內的接線整潔，容易檢修和保養，分線盒到檢測位置的開關線少用一根，節約維修成本的同時，更換開關后，接線簡單快捷；即使開關損壞或者線路出現問題對電源沒造成影響，且也容易識別查找，減少故障停機對生產的影響。

2）DC二線電感式接近開關可以做一般的開關用，和其他的控制開關（旋鈕開關、按鈕開關、急停式開關等）串接使用，二線電感式接近開關與其他的控制開關串接或者并接，不占用PLC輸入點的資源，不需要編程序，不用從中控室重新引線到現場，只是在現場進行線路的串接或者并接。如果是三線開關，雖然也能達到同樣的功能，但要另外提供24 V電源，應用起來沒有二線的優越，見圖2、圖3。

3）當2線開關公共線對地短路，開關不受影響，當信號線對地短路時該點的PLC輸入點常亮，別的開關不受影響，電源不受影響，故障也容易查找；當公共線或者信號線斷路或者虛接時，不能反饋信號，別的開關不受影響，電源不受影響，且故障點明確，易查找和維修。

圖2 DC兩線式接近開關

圖3 DC三線式接近開關

4 結束語

通過DC二線電感式接近開關代替造型線原有的DC三線電感式接近開關，解決了機體車間X——SWZ1280B半自動造型線常因接近開關電源故障對生產的影響。由于DC二線電感式接近開關在機體車間X——SWZ1280B半自動造型線上應用的效果顯著，2007年在該車間的新裝輥道線上推廣應用，得到很好的使用效果。有了這樣的應用經驗，機體車間回收砂線的冷卻機智能化冷水裝置的出砂口出砂擺動檢測等設備技改，也很好地用上了DC二線電感式接近開關。

［1］立石電機株式會社鷺島自動化工程公司.OMRON可編程序控制器SYSMAC C500及C1000H/C2000H用戶手冊［Z］.

［2］光洋歐克.工控、傳感器安全解決方案［Z］

［3］國家機械工業委員會.電子技術基礎［M］.北京：機械工業出版社，1988.

［4］金廣業,李景學.可編程器原理與應用［Z］.機電部電子情報所，1991.

［5］三浦宏文.機電一體化［M］.北京：科學出版社，2005.

Application of DC Two-wire Inductive Proximity Switches in Molding Line

LI Han-ning，WU Jun，HUANG Ling-Jian
（Guangxi Yuchai Machinery Co.,Ltd.Foundry,Yulin Guangxi 537005，China）

The molding line in Foundry workshop of Yuchai Company often close down due to the switch power failure,affecting the production.Since 2004,by replacing DC three-wire inductive proximity switches with the two wires DC inductive proximity switches the power failure was reduced to zeros.More remarkable effect can be obtained in molding line.

DC three-wire,DC two-wire,inductive,proximity switches,power failure,applications

TG231.6

A

1674-6694（2010）04-0012-02

2010-07-11

李漢寧（1970-），女，電氣技術員，主要從事機械電氣管理與維修工作。