技术丨谈立式氧化自动生产线光电信号的使用

铝加工2021-09-11 10:53:52


卢德锋

(肇庆亚洲铝厂有限公司,广东肇庆,526238)


摘要:本文主要论述立式氧化生产线的光电信号在生产使用中遇到的问题,以及针对各种状况作针对性改良的探讨,如光电信号偏移的调整,生产现场雾气废气影响的预防,提高光电信号稳定性的探讨等,强调技术是第一生产力,是安全生产的有力保障。


关键词:技术发展应用;设备稳定性;改良优化;预防措施;安全保障


The Application of Photoelectricity Signal of The Vertical Automatic Anodizing Line


Defeng Lu

(Asia Aluminum Factory Co., Ltd., Zhaoqing,526238,China)


Abstract: This article mainly discusses vertical anodizing line of photoelectric signal problems in production use, and targeted improvement discussion according to various conditions, such as photoelectric signal offset adjustment, prevent production field mist exhaust effect, to improve photoelectric signal stability,etc.Emphasizes the technology is the first productive force, is the powerful guarantee of production safety.


Key words: application of technology;stability of equipment;improved design;precautions;guarantee of safety


前言


自20世纪开始,由于激光技术、光电子技术、光纤技术、计算机技术的发展,光电信息技术无论从测试方法、原理、准确度、效率,还是适用的领域范围都获得了巨大发展,现已广泛应用于国民经济和国防建设的各行各业,其中在铝型材制造行业自动化设备中的应用也越来越普遍。因此在生产制造行业中,加强对光电信息技术的认识,并实现合理的保养维护,再进一步考虑如何有效地利用光电信号设备为车间生产服务,是一个值得探讨的课题。


1.在氧化立式生产线中的光电信号设备概况


亚洲铝厂立式氧化线车间中大部分先进的控制技术使用集中在槽组生产区域的设备上,而其中光电信号使用最直接体现的就是全自动化吊机设备。在中央控制室的PLC系统控制之下,8台吊机全自动化地完成整个工艺生产流程,而定位及速度的控制就全靠光电信息技术进行处理。在光电设备元件中应用最普遍的是“槽型光电传感器”,主要用于对每个槽位置的定位;而较为重要的是“对射型光电传感器”,主要作用是控制吊机的相对位置、速度、安全状态。


以下对相关信号设备作简单扼要的介绍:


1.1 自动化吊机使用的光电信号设备主要划分为:光电传感器、光电信号控制系统、供电及数据线路等。其中最主要的光电传感器,是采用光电元件作为检测元件的,首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号,通常由三部分构成,分别为:发送器、接收器和检测电路。


1.2 槽型光电传感器:把一个光发送器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发送器能发出红外光或可见光,在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时,光被遮挡,光电开关便动作,输出一个开关控制信号,切断或接通负载电流,从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。


1.3 对射型光电传感器:若把发送器和接收器分离开,就可使检测距离加大,一个发送器和一个接收器组成对射分离式光电开关,简称对射式光电开关。对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。使用对射式光电开关时把发送器和接收器分别装在检测物通过路径的两侧,检测物通过时阻挡光路,接收器就动作输出一个控制信号。


氧化立式线现时主要使用的光电传感器是采用日本进口品牌:欧姆龙和北阳,结合现时较为成熟的PLC控制系统,使整个槽面的光电信号设备的安全性和稳定性都得到了很好的发挥。


2 光电信号的优、缺点及使用中的注意事项


在氧化立式生产线的实际生产过程中,总结出了一些光电信号技术及其光电传感器的优缺点以及使用过程中的注意事项。


2.1 光电信号技术在应用中的优点


2.1.1 检测距离可长可短;


2.1.2 对检测物体的限制少;


2.1.3 响应时间短;


2.1.4 分辨率高;


2.1.5 可实现非接触的检测。


2.1.6 近距离时调整方便


2.2 光电信号技术在应用中的缺点


2.2.1 检测过程中容易受雾气的影响;


2.2.2 远距离时的对准调整较难;


2.2.3 长时间在酸碱环境下工作镜面零件易受损;


2.2.4 安装物的位置变更时,要进行重新安装并作全面的调整,调整工作量大。


2.3 光电信号设备在使用中的注意事项


2.3.1 聚焦和干扰问题要给予重视,在日常点检工作中认真落实相关检查;


2.3.2 保养吊机设备的工作过程中小心不要碰撞光电信号设备元件;


2.3.3 工程人员对控制程序更新时,一定要注意光电信号程序段不可轻易变更,一定要做好备份及核准的工作;


2.3.4 替换、选用新的光电信号设备时,一定要认真考虑车间生产的环境因素,以防止信号受干扰,造成误差、数据失真等。


把握以上光电信号设备的优缺点,有利于工程人员结合车间实际情况进行改良优化,实现光电技术发展应用的最大化,增加设备稳定性。


3 光电信号设备使用过程中遇到的问题及解决办法探讨


光电信号设备在生产过程中属于重要设备,因为它负责检测吊机的运行速度、位置信息、安全状态等,担当着整个槽组生产纽带的重要功能,因此对其相应的保养及调整工作应得到高度重视。而在设备使用过程中,总会遇到各种各样的问题,而针对不同的问题,工程及设备人员提出了一些措施进行有效的处理,并总结出一些经验如下:


3.1 没有信号输出或信号断断续续是光电信号设备使用过程中最常见的问题,用“排除法”进行问题成因的排查是最为有效的手段


3.1.1 首先要考虑是否接线或配置的问题,对于对射型光电传感器必须由发送器和接收器组合使用,两端都需要稳定供电,如果是直流供电,必须确认正负极,如若正负极连接错误则会导致输出信号没有。


3.1.2 检测物体必须在传感器可以检测的区域内,也就是光电可以感知的范围内。


3.1.3 要考虑传感器光轴有没有对准的问题,对射型的发送器和接收器光轴必须对准。


3.1.4 如果以上情况都可以很明确地做出排除后,我们需要做的事就是检测环境的干扰因素。如光照强度不能超出额定范围;如果现场环境有粉尘,就需要我们定期清理光电传感器探头表面;还有一种影响比较大的是电气干扰,如果周围有大功率设备,产生干扰时必须要有相应的抗干扰措施。


3.1.5 如果做过上述的逐一排查,这些因素都可以明确地排除还是没有信号输出的话,建议更换,把问题传感器退回厂家检测判断。


3.2 加强日常保养是光电信号装置的管理工作重点


3.2.1 首先要对光电传感器的各项参数有深刻的认识


以槽组吊机BWF型传送装置为例,其参数如下:

在氧化生产线上,环境的影响因素是不可忽视的,环境的温湿度、传送距离是值得重视的一个参数,必须在选择前先确定车间的环境情况,再作出判定。


3.2.2 针对光电信号偏移的调整


因为生产线上的光电传感器件都是安装在吊机上的,因此在吊机运行过程中,由于固定螺丝松动、吊机错位、信号箱支撑架受损等原因,会直接或间接地造成光电信号对准出现异常,这种情况下,就要对信号箱进行偏移的校正处理了。


在2年多的经验总结下,相关工程设备人员对光电信号纠正的流程已有所把握,主要是采用“由近到远逐段调整”的方法。因为吊机实际活动的区域是80m,然后以10m为一段,用手动方式操作吊机由近到远去逐段调整,调整由开始10m粗调到后面变成微调,以传感器上的接收强弱读数为参考,尽量把信号接收强度达到最高值,微调的时候要注意手法,主要是利用相关固守螺丝的松紧度进行把握。调整结束后,要反复进行运转,跟进信号接收强弱读数是否稳定,是否整个过程都能满足要求。


3.3 结合生产车间的实际情况进行一定的改良优化


3.3.1 安装去雾灯泡:氧化槽组的个别区域的雾气、废气较大,比如热封孔区域、固化炉区域等,随着季节的变化也有影响,尤其是冬季,车间外部空气较冷,造成内部雾气、冷凝水的情况比较多。因此工程设备人员在信号箱的内部设置了一个恒温的灯泡,目的在于增加信号箱内部的温度,把粘附在镜片表面的雾水加速蒸发掉,保证镜片表面清晰、干爽。


3.3.2 安装房顶抽风球:目的同样是为了减少雾气、冷凝水的影响,在热封孔槽及热水洗槽的雾气较大的区域上方适当增设抽风球,把多余的水蒸气排出,尤其在冬季时,能大大防止房顶冷凝水的产生,不但有利于防止光电信号受干扰,还可以减少冷凝水对槽液的污染。


3.3.3 设立传感器的定期保养制度:制定并严格执行每日点检,包括,信号箱镜片清晰度、固定螺丝的松紧程度、信号对准及接收强弱度等项目。每周对镜片进行清洗,每月跟进信号对准情况,工程人员每月对相应程序进行检查确认,每半年更换一次镜片等。还要做好检查表格和更换记录表格的填写工作,以便进行故障分析及长期跟进。


3.3.4 提高稳定性的其他措施:除了做好光电传感器的保养工作,为了提高光电信号的整体稳定性,还要注意吊机其他部件的保养维护,比如:杜绝吊机碰撞引起的错位、防止吊机行走齿条及导轨松动、纠正槽中心定位被检查物的位置偏移等。


4 光电信号的推广应用前景展望


近几年,光电信息技术更以其极快的响应速度、极宽的频宽、极大的信息容量以及极高的信息效率和分辨率推动着现代信息技术的发展,从而使光电信息产业在市场的份额逐年增加。在技术发达国家,与光电信息技术相关产业的产值已占国民经济总产值的一半以上,竞争力也越来越强。据某传感器市场报告显示,估算出2010年全球传感器市场达600亿美元以上。调查显示,东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区,而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。


就世界范围而言,传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场,占第二位的便是过程控制市场。铝型材生产企业所使用的传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,其他行业也将加速新一代传感器的开发和应用,竞争也将日益激烈。


由此可见,光电信息技术的应用前景是良好的,在此技术发展的推动下,相信未来铝型材生产企业的过程控制将更加智能化、标准化、便捷化,在稳定性、安全性、合理性方面也定将有长足的进步。


结束语


我国的光电信息工程在未来工业自动化领域定能有更好的突破,这将有赖于现代生产企业对这项技术的重视程度以及不断的实践总结。科技是第一生产力,只要牢牢把握技术,才能在生产领域中发挥出生产企业更大的优势,并为企业培养更多的高级专业人才,营造国内铝行业内部技术交流的良好氛围,为我国的技术发展贡献出自己的一分力量。


参考文献:


[1] 范志刚,光电测试技术,电子工业出版社


[2] 雷玉堂,光电检测技术,中国计量出版社


本文来源:铝加工


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