接近開關在連鑄機火切車上的應用

李樹云

（萊鋼集團有限公司，山東萊蕪 271104）

0 引言

50 t 電爐連鑄系統自動火焰切割機是連鑄機的后部主要設備，用于把矯直的鑄坯切割成所需的定尺長度。能在高溫連續生產的條件下，快速準確地完成各種規格鑄坯的切割。

1 工作原理

連鑄機工作時由鑄坯帶動切割機同步運行，割槍小車作橫向運動，通過小車上水冷式重型割槍在鑄坯上方相對移動來完成切割。切割機大車和割槍小車的自動運行是依靠電感式接近開關來完成的。電感式接近開關在火焰切割機的主要作用是計數和數字開關量。當紅外攝像定尺檢測到定尺時，槍開始運動，計數接近開關6 就開始計數當撞尺與相應的接近開關發生作用時，接近開關的輸出信號閉合，相應的相應的PLC 輸入點同時閉合，從而控制大小車的運動。接近開關示意如圖1 所示。

圖1 火切機及接近開關示意

2 方案選擇

根據50 t 連鑄機火切車工作特點，由于火切機工作長時間處于高溫、高熱的出坯環境溫度中，如果采用機械限位，機械開關觸點以及撞尺容易在高溫環境烘烤下發生形變，導致限位信號失效，選擇用接近式限位開關，通過感性設定的動作距離給PLC 發出信號指令，連鎖運行信號完成火切車的動作。

2.1 接近開關分類及結構

接近開關的作用是當某物體與接近開關接近并達到一定距離時，能發出信號。它不需要外在的動作。形變是一種非接觸式的電氣位置檢測元件。接近開關可使用于冶金企業的機械動作、電氣閥門、齒輪運動、速度檢測、行車定位等各種場合，動作可靠、壽命長，觸點壽命可達數萬次，目前應用廣泛的接近開關按工作原理可以分為以下類型：

2.1.1 電感式接近傳感器

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

2.1.2 電容式接近傳感器

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

2.1.3 光電式接近開關

利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發光器件與接收器件按一定方向對裝在同一個檢測頭內。當有對光面（被檢測物體）接近時，光電器件接收到反射光后便在信號輸出，由此便可“感知”有物體接近。

以上分析可知，一般的工業生產場所，通常都選用電感式接近開關和電容式接近開關，因為萊鋼特鋼50 t 連鑄機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

設計中共使用6 套電感式接近開關傳感器，其中大車3 套EH10-G30-CP1，小車3 套EH8-G18-CP1。傳感器參數見表2。接近開關的電路接線如圖2 所示，接近開關的輸出信號與PLC 之間的接線如圖3 所示。

電感式接近開關在火焰切割機的主要作用是計數和數字開關量。當撞尺與相應的接近開關發生作用時，接近開關的輸出信號閉合，相應的PLC 輸入點同時閉合，該信號連鎖與其他信號符合運行條件時，輸出繼電器輸出，控制變頻器的運行。從而控制大小車的運動。當槍開始運動時，接近開關6就開始計數（即接近開關與槍電機輸出轉軸上的齒輪之間的作用），通過實際計數值與設定值之間的比較，從而斷定是否切割結束。

表1 鋼鐵的衰減系數

表2 傳感器的參數

圖2 接近開關接線

圖3 接近開關的輸出信號與PLC 之間的接線

3 結束語

萊鋼50 t 電爐連鑄機共3 個流生產，可生產3 種斷面，3 臺火切機應用電感式接近傳感器后位置定位準確，大小車行走可靠，徹底解決了火切車定位不準，造成切割斷面補不齊，鑄坯斷面由于凹陷造成的各種質量缺陷，應用推廣前景較好。