用于步进梁升降油缸的位移检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种用于步进梁升降油缸的位移检测装置，包括内置式位移传感器组件、外置式位移传感器组件和切换装置；内置式位移传感器组件包括安装在升降油缸内的位移传感器、液压比例阀，该位移传感器与可编程逻辑控制器（PLC）连接，PLC通过光纤线与现场的远程控制器通讯交换数据，远程控制器通过AO输出模块连接比例放大器以发出控制电压，比例放大器与比例阀的线圈连接；外置式位移传感器组件包括：固定于步进梁升降油缸外的检测器、安装支架、拉杆，该检测器通过安装支架固定在升降油缸体上，拉杆通过接头与油缸活塞柔性连接；所述两种位移传感器组件通过电缆连接于切换装置。可在现场操作箱实现快速切换，以避免故障。
【专利说明】用于步进梁升降油缸的位移检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种加热炉步进机械的油缸位移检测装置，特别涉及一种用于液压伺服油缸的外置式位移检测装置。
【背景技术】
[0002]随着工业自动化技术的不断发展，现代化钢厂配备有大型化、高度自动化的步进炉，这种步进炉具有炉内热值利用率高，板坯加热均匀等优点，其生产过程符合低耗、节能、高产及操作自动化的工艺要求，这样可提高产品质量，增强产品的市场竞争力。目前，国内、国际上的热轧及厚板厂的加热炉多采用步进式加热炉，例如5m生产线板坯的加热就是采用了步进式加热炉。
[0003]厚板厂的每座步进式加热炉设置有两套步进机构；按加热炉宽度方向，步进框架包括横移框架I和升降框架3，均分的左右两个框架分别由两套步进机构单独传动，可以同时运行。步进梁运动由水平运动和升降运动组成，步进梁的运动轨迹是一个矩形运动轨迹。步进机构的水平运动是通过一台横移液压油缸2驱动连在一起的横移框架1，使其在升降框架I的滚轮Ia上作横移运动，此时，升降油缸4处于静止状态。步进机构的升降运动是由升降油缸4驱动升降框架3，使其滚轮3a沿斜台面3b滚动，完成升降运动。此时，横移油缸2处于静止状态。步进机构动梁结构，如图1所示。
[0004]步进梁动作位置检测是靠安装在步进梁液压油缸2、4上的位移传感器组件进行速度一位置控制来实现，从而满足实际生产要求。其中，步进梁的横移油缸2的位移检测器组件安装如图2所示，其中，传感器5通过密封圈5b和安装螺纹5c连接安装在横移缸体2a上，传感器5的传感杆5a伸入位于横移油缸2的缸体2a内的活塞杆组件2b中，活塞杆组件2b包括活塞2b’和活塞杆2b”，于活塞2b’外侧的传感杆5a上设置有磁铁5d，活塞杆组件2b在缸体2a内的区域包括零区、死区和它们之间的有效行程区。在实际生产中，遇到位移检测器故障需要维护更换时，只要从横移油缸2的横移缸体2a的尾部开口处5b、5c拆下，然后再把新的备件旋入缸体2a上即可，整个更换处理过程方便快捷。
[0005]然而现有的步进梁升降油缸位移检测器组件是一种内置式位移传感器组件，其安装方式是升降油缸位移检测器完全置于升降油缸4内，如位移传感器一旦有故障，现场无法更换，须停炉拆卸升降油缸，送到油缸修复厂家才能更换。每当发生此类故障，加热炉停炉临时检修。由于步进梁升降油缸安装位置较特殊，不便于及时更换处理，一般更换拆、装需要10小时以上，耗时耗力，同时，也增加了检修和修复成本。由于是突发性，而此时炉子里一般是满炉子钢坯，在故障时间内炉子空烧，造成了能源浪费，或氧化铁皮增多而引起板坯表面质量缺陷等。热轧加热炉会发生因步进梁升降油缸位移传感器故障而不得停炉临时检修处理的情况。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种用于步进梁升降油缸的位移检测装置，以当发生传感器故障异常时，可在现场操作箱实现快速切换，以避免停炉临时检修处理。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的一种用于步进梁升降油缸的位移检测装置，包括内置式位移传感器组件、外置式位移传感器组件和切换装置；所述内置式位移传感器组件包括安装在升降油缸内的位移传感器、液压比例阀，内置于升降油缸内的所述位移传感器与可编程逻辑控制器(PLC)连接，以检测步进梁升降精确位置并将所述精确位置信号传给所述PLC，PLC通过光纤线与现场的远程控制器通讯交换数据，远程控制器通过AO输出模块连接比例放大器以发出控制电压，比例放大器与所述比例阀的线圈连接；所述外置式位移传感器组件包括:固定于步进梁升降油缸外的检测器、安装支架、拉杆，外置于步进梁升降油缸的检测器通过安装支架固定在升降油缸体上，拉杆通过接头与油缸活塞柔性连接；所述内置式位移传感器组件和外置式位移传感器组件通过电缆连接于所述切换装置，所述切换装置安装在操作箱内，用于将内置式位移传感器组件切换至外置式位移传感器组件工作。
[0008]所述与远程控制器通讯是采用远程ET200M通讯。
[0009]所述切换装置包括由PLC控制的航空插头共用线路、连接内置式位移传感器的第一航空插头线路和连接外置式位移传感器的第二航空插头线路，和现场手动切换机构。
[0010]本实用新型的有益效果是:两只检测器器相互备份，可相互切换，当发生位置检测器故障异常时，在现场端子箱处可实现快速切换，且切换内容简单；可提供稳定、准确的数据输出，大大降低了步进梁的事故发生率，完全避免故障风险以保证生产正常运行，从而提高产量，减少非正常停炉时间，降低了维护成本，促进生产效率的进一步提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是步进机械动梁结构示意图；
[0012]图2是步进梁的横移油缸位移检测器安装示意图；
[0013]图3是本实用新型一个实施例的用于步进梁升降油缸的位移检测装置中的步进梁升降油缸外置式位移传感器组件的立体图；
[0014]图4是本实用新型一个实施例的用于步进梁升降油缸的位移检测装置中的切换装置的示意图。
【具体实施方式】
[0015]为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作详细说明。首先需要说明的是，本实用新型并不限于下述【具体实施方式】，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本实用新型，各技术术语可以基于本实用新型的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
[0016]本实用新型的用于步进梁升降油缸的位移检测装置，包括内置式位移传感器组件、外置式位移传感器组件(图3)和切换装置(图4)。内置式位移传感器组件包括安装在升降油缸4内的位移传感器和液压比例阀(未图示)，该位移传感器与可编程逻辑控制器(PLC)连接，以检测步进梁升降精确位置并将所述精确位置信号传给所述PLC，PLC通过光纤线与现场的远程控制器通讯交换数据，远程控制器通过模拟(AO)输出模块连接比例放大器以发出控制电压，比例放大器与液压比例阀的线圈连接以输出电流到比例阀线圈以控制流量、提供升降油缸的工作压力和实现步进梁的速度一位移控制。外置式位移传感器组件，如图3所示，包括:固定于步进梁升降油缸4外的检测器7、安装支架8、拉杆9，外置于步进梁升降油缸外的检测器7通过安装支架8固定在升降油缸体上，拉杆9通过接头与油缸活塞柔性连接(未图示)。内置式位移传感器组件和外置式位移传感器组件通过电缆连接于切换装置，如图4所示，包括由PLC控制的航空插头共用线路、连接内置式位移传感器的第一航空插头线路和连接外置式位移传感器的第二航空插头线路，和现场手动切换机构。切换装置安装在操作箱内，用于将内置式位移传感器组件切换至外置式位移传感器组件工作。远程控制器通讯是采用远程ET200M通讯。速度控制是在PLC程序中实现。
[0017]本实用新型的用于步进梁升降油缸的位移检测装置中的外置式位移传感器组件在安装方面应注意:检测器7应安装牢靠，各连接点螺栓应拧紧，检测器7轴向应与油缸保持平行，并与油缸保持同心。各连接点应安全可靠，防止脱落；在检测器7的电缆接线时，应注意电源信号线正确接法，以免造成检测器本体烧损等。由于现场油溃较多，有易燃物品，位置检测器7安装时请注意防火，并采取必要的消防措施。
[0018]以下说明本实用新型的用于步进梁升降油缸的位移检测装置的操作使用过程。
[0019]下发步进梁升降动作指令后，步进梁升降开始动作，如步进梁升降位置传感器状态正常，则对步进梁升降位置-速度进行控制，在步进梁到达升降位置时停止升降动作；如步进梁升降位置传感器状态异常，则操作界面报警即升降传感器状态异常请切换备用、封锁升降液压比例给定和关闭升降液压电磁阀，进行切换动作，使步进梁升降机内置式位移传感器切换至步进梁升降机外置式位移传感器工作。
[0020]步进梁升降位置检测是通过安装在升降油缸内的位移传感器可精确检测出位置信号给PLC，而比例阀是液压油缸的工作压力，PLC通过光钎线与现场的远程ET200M通讯，交换数据，远程ET200M通过AO输出模块向比例放大器发出0-10V控制电压，再经放大器输出电流到比例阀线圈控制流量，从而实现步进梁的速度一位移控制。
[0021]在硬件配置后，速度控制功能的实现是在PLC程序中实现的。该功能的最终目的是保证步进结构在动作过程中稳、快、准。
[0022]综上所述，本实用新型的用于步进梁升降油缸的位移检测装置中，步进梁升降机内置式位移传感器和步进梁升降机外置式位移传感器两只检测器相互备份，可相互切换，当发生位置检测器故障异常时，在现场端子箱处可实现快速切换，且切换内容简单；可提供稳定、准确的数据输出，大大降低了步进梁的事故发生率，保证生产正常运行，完全避免了类似的故障风险，从而提高产量，减少非正常停炉时间，降低了维护成本，促进生产效率的进一步提闻。
[0023]实用新型设计出一种全新的、固定于步进梁升降油缸外置式位移检测器，可通过相互切换用于步进梁升降油缸上的位移检测，具有设计成本低，简单可靠，可快速切换，易于维护等特点。
[0024]同时，本实用新型的实施，保证了系统的安全稳定运行，取得了良好的效果。对各类内置式位置检测器液压油缸的控制系统，具有广阔的应用领域和显著的实际效果，也可用于一些油缸的控制改造上。
[0025]应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种用于步进梁升降油缸的位移检测装置，包括内置式位移传感器组件，其特征在于还包括外置式位移传感器组件和切换装置；所述内置式位移传感器组件包括安装在升降油缸内的位移传感器、液压比例阀，内置于升降油缸内的所述位移传感器与PLC连接，以检测步进梁升降精确位置并将所述精确位置信号传给所述PLC，PLC通过光纤线与现场的远程控制器通讯交换数据，远程控制器通过AO输出模块连接比例放大器以发出控制电压，t匕例放大器与所述比例阀的线圈连接；所述外置式位移传感器组件包括:固定于步进梁升降油缸外的检测器、安装支架、拉杆，外置于步进梁升降油缸的检测器通过安装支架固定在升降油缸体上，拉杆通过接头与油缸活塞柔性连接；所述内置式位移传感器组件和外置式位移传感器组件通过电缆连接于所述切换装置，所述切换装置安装在操作箱内，用于将内置式位移传感器组件切换至外置式位移传感器组件工作。
2.根据权利要求1所述的用于步进梁升降油缸的位移检测装置，其特征在于，所述与远程控制器通讯是采用远程ET200M通讯。
3.根据权利要求1所述的用于步进梁升降油缸的位移检测装置，其特征在于，所述切换装置包括由PLC控制的航空插头共用线路、连接内置式位移传感器的第一航空插头线路和连接外置式位移传感器的第二航空插头线路，和现场手动切换机构。
【文档编号】F15B19/00GK203627413SQ201320616645
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】王红, 郗宏刚, 蒋俊杰, 李建功 申请人:宝山钢铁股份有限公司