储丝柜分配行车精确寻柜技术改造

杨云超

摘 要：储柜分配行车是将生产线上的物料分配到不同储柜的输送设备。由于生产线上的储柜较多，分配行车在寻柜与往复倒料过程中，定位的准确性十分重要。目前，分配行车的定位传感器一般采用开关量位置传感器，在生产过程中只要有一个传感器定位不准确，就会造成分配行车定位出现错误，从而导致分配行车寻找不到储柜或寻找到错误储柜。因此在分配行车上加装激光测距仪，通过分配行车到激光测距仪的距离参数设定寻柜到位触发点，并与现有的位置传感器的触发点并联，从而为寻柜到位设定“双保险”。应用效果表明，激光测距仪应用于分配行车后，实现了分配行车的精确定位，寻柜和定位的准确率达到了100%。

关键词：激光测距仪；分配行车；寻柜

分配行车广泛应用于储柜设备上，主要通过分配行车在导轨上的往复运动及行车皮带的倒料，使布料车完成储柜内的均匀布料。目前，制丝车间贮丝间共有储丝柜20组，其中1#-12#储丝柜共用一台分配行车，13#-20#储丝柜共用一台分配行车。分配行车的定位传感器一般采用开关量位置传感器，每组储柜对应导轨上的3套位置传感器，分别为“定位”、“左极限”、“右极限”。“定位”用于触发程序中的寻柜到位条件，而“左、右极限”则是控制分配行车在其范围内做往复倒料作业。为满足不同产品的生产需求，在生产过程中需要进行倒柜作业。随着倒柜频次的增加，分配行车寻柜错误的现象时有发生，一旦寻不到柜，就会延长前工序设备输送物料的时间，这样就会造成物料在分配行车往复过程中越积越多，从而导致堵料、压车，给正常生产带来了不便。

1 存在问题

1.1 分配行车导轨变形

分配行车由于负责多组储柜的寻柜、倒料作业，因此行车体积大，重量沉，相应的，分配行车的导轨行程长。长时间运行后，导轨会出现变形、下陷，导致位于分配行车上的“寻柜器”就不容易触发“位置传感器”，因此造成寻柜失败。

1.2 位置传感器故障、失效

每组储柜需要3套“位置传感器”分别确定“定位”与“左、右极限”，对于1#-12#储丝柜来说，分配行车导轨上共有36套“位置传感器”，13#-20#储丝柜分配行车导轨上共有24套“位置传感器”。排除位置传感器自身故障、失效，由于导轨不同位置的变形与下陷，极易导致分配行车在往复过程中，“寻柜器”撞坏“位置传感器”，造成传感器失灵。

面对上述问题，一是导轨变形、下陷部位不一，修复难度大，虽然可以通过微调“寻柜器”高度找寻“平衡点”，但无法保障长期适用。二是单纯更换故障的位置传感器无法从根本上解决问题。因此我们想到了利用激光测距仪，对分配行车进行测距，由于每组储柜的定位、左右极限到激光测距仪的距离是固定的，通过距离参数作为判定条件，既简洁又有效。

2 改造过程

2.1 现场改造部分

通过咨询激光测距仪厂家，我们了解到品牌为“SICK”的“DME4000-112”型激光测距仪的有效探测距离为50米，完全适用于分配行车的行程长度。而且，供电方式为24V直流电源，网络通讯可采用Profibus-DP连接，且可以配备终端电阻，完全满足我们的需求。在对贮丝间DP网络布线进行梳理后，发现20#储丝柜的控制子站为该网段内最后一个子站，将激光测距仪定位在20#储丝柜对应分配行车导轨的一侧，通过DP网线连接到储柜前端的子站内，并在激光测距仪上安装终端電阻，使之作为网段最后一个站点，可减少网络布线的长度，有效避免网络信号衰减，保证网络稳定。同时，供电电源也可从20#储丝柜子站内获取，直接连接到激光测距仪即可。

为便于激光测距仪安装，我们在分配行车导轨上配备了安装底座，使激光测距仪激光点与分配行车高度相近，随后将激光测距仪的反光板固定至分配行车一侧。

2.2程序修改部分

首先在贮丝房网络硬件组态中添加“激光测距仪”硬件，并设定输入、输出地址，同时在I＼O服务器数据库中添加与之对应的数据点。

与底层网络连接成功后，进入程序调试环节，我们手动控制分配行车，记录下13#-20#储柜上定位、左极限、右极限位置到激光测距仪的实际距离，并设定位置允差，方便在下一步自动状态下对距离参数进行微调，并最终确定合适距离。

随后，我们将激光测距仪寻柜到位信号与位置传感器寻柜到位信号进行并联，两者满足任意一个条件，都可触发“寻柜到位”触点，并将修改后的程序保存、下载至PLC内。

最后，我们对操作工监控画面进行了修改，制作“激光测距仪”到位信号画面与距离实际值，方便操作工在生产过程中进行观察。

3 改进效果

以上应用效果表明，激光测距仪应用于上述设备后，实现了分配行车的精确定位，寻柜和定位的准确率达到了100%。

4结束语

通过在储丝柜分配行车上加装“激光测距仪”进行定位控制或距离控制，实现了对往复运动设备的控制要求，与原有开关量控制方式相结合，能够形成分配行车寻柜“双保险”。即使位置传感器由于外部原因故障，也可以通过激光测距仪寻柜，保证了分配行车寻柜的精确性，进一步减少了因寻柜不到位产生的故障停机及不合格批次的发生。

参考文献

[1]杜云鹏.林蔚.吕忠闯.激光测距仪在烟草制丝线中的应用[期刊论文]-烟草科技2013（5）

[2]乔越激光技术在烟草制丝线贮柜中的应用[期刊论文]-产业与科技论坛201615（8）

[3]张红亮.李峰.崔鸿刚.鄢良国.测距仪在检测制丝线贮柜存料量中的应用[期刊论文]-机械201138（1）