基于激光测距仪的分配车寻柜系统设计
基于激光测距仪的分配车寻柜系统设计
作者:赖林;简著名;宫建华;宋成照;
相位式激光测距仪是用无线电波段的频率,对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟,再根据调制光的波长,换算此相位延迟所代表的距离,即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。
激光测距仪通常由探头和挡板两个部分组成,其中挡板材质为金属,表面附带一层专用薄膜,能增强激光反射效果。激光测距仪的组成部分中:①为探头,主要用于发射光束;②为光束;③为金属挡板,主要用于反射光束;④金属挡板安装的倾角范围。探头射出的光束与挡板平面应该尽量保持垂直,使光束尽可能落在挡板中央,并且挡板的最大倾角范围在1°~3°。
武汉黄鹤楼卷烟厂制丝车间贮柜配置的激光测距仪型号为DIMETIX,通过24V 直流供电,有效探测距离为50m,电流模拟量信号通过西门子1500系列PLC进行采集。
1传统贮柜分配车寻柜工作原理
卷烟厂各工艺段对运动设备的距离控制一般采用开关量位置传感器。往复式分配车是将上游工艺段处理完成的物料通过距离控制分配到不同贮柜的进料设备。分配车在寻柜时需要高速,通过变频器进行控制,分配车在寻到柜后,开始以步进形式运动。贮柜上的布料车每换向一次,分配车步进一次,分配车步进的范围被限定在该贮柜横向的2个寻柜接近开关之间,从而实现分配在贮柜上方的往复式布料。
2基于激光测距仪的分配车寻柜系统
2.1分配车寻柜系统设计
贮柜两侧的寻柜接近开关通常采用开关量位置传感器,并且固定在贮柜两侧的合适位置。由于接近开关固定后不便拆卸,导致分配车在布料过程中无法更改寻柜位置。另外,分配车在寻柜与往复布料过程中,若接近开关出现故障,会造成分配车定位出现错误。为此,采用激光测距仪代替位置传感器,对制丝生产线上需要距离控制的分配车进行了改造,在分配车上加装激光测距仪,通过分配车到激光测距仪的距离参数设定寻柜到位触发点,并结合现有的贮柜两侧的寻柜接近开关,实现分配车的精确寻柜。
其中,金属挡板安装在分配车的一端,探头安装在导轨上。
激光测距仪安装完成后,需要通过 PLC进行实时数据采集,并编写相关程序进行分配车的精准寻柜。以对顶柜小编号贮柜为例,手动控制分配车,分别记录分配车到达贮柜定位1、正向寻柜1、反向寻柜1时激光测距仪的数据,即为贮柜定位1预设值、正向寻柜1预设值和反向寻柜1预设值。设定位置允差,以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。
2.2控制程序
利用TIA Portal软件编写激光测距仪寻柜的标准程序块,在程序中定义了不同贮柜的预设值、激光测距仪实际测距值和允许位置等Input变量,其中,允许误差需要人为设置,Output变量包括正向寻柜、反向寻柜和贮柜定位等。
在标准块定义好相关变量后,对变量进行处理,可以得到相关模拟的寻柜接近开关,标准块的引脚需填入贮柜的正向寻柜预设值、反向寻柜预设值和定位预设值,DBD245.DBD300为激光测距仪的实时采集数据,0.05 为设定的允差,SQL、SQR 和SQD为模拟的正向寻柜、反向寻柜和贮柜定位接近开关,模拟接近开关与现场的开关量接近开关作用一样,在寻柜控制程序中将两者作“或”运算,即可完成基于激光测距仪的分配车寻柜,此时,若开关量接近开关出现故障,仍不影响分配车寻柜。
3.结语
基于激光测距仪的分配车寻柜系统已成功应用于制丝车间的贮柜,能够在开关量接近开关出现故障时,通过模拟接近开关完成分配车的寻柜工作。同时,可在不拆卸接近开关的前提下,通过修改允差调整分配车的步进范围,实现贮柜不同形式的铺料。
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