关键词：光电传感器 继电器 行程开关 限位机构 液位跟踪
0 引 言
某厂于1995年从上海引进一套SL—I2型上引法无氧铜材连铸机机组，用于生产Φ14.4 mm铜铸杆，该设备生产流程示意图如图1所示。
1 熔化炉 2 保温炉 3 结晶器 4 引杆机构 5 铜液浮子
6 液位跟踪 7 导轮 8 收线限位开关 9 收线装置
图1 无氧铜杆炉工艺流程示意图
其工艺过程：将电解铜板加入300 kg工频感应熔化炉，铜的熔点为1063 ℃，通电后感应加热达到熔化铜料的目的。熔化的铜液经过两炉之间的狭小的熔沟进入保温炉，经过保温,工艺要求为（1150±3）℃；而后由引杆机构利用结晶器冷却水冷却控制引出铜杆实现了铜杆的生产；最后由收线机构将铜杆盘成圈供下一道工序使用。
在导向轮和收线机之间安置了一台限位装置。它由上、下两个限位开关组成，当铜线压向下限位开关时就使收线机动作，实现收线。当铜线向上压上限位并关时，收线机停止。收线机由减速机、成圈装置、转盘装置等组成。铜杆采用两组夹紧轮输送，达到成圈收线。
在连铸机上设置液位跟踪机构。在浮子杆顶端安装由上、下两个限位开关组成的限位装置。当炉内液位下降使浮子杆下压下限位开关时，控制电路接通，交流电机通过蜗轮减速器驱动丝杆，利用电机正反转来实现安装板的上升和下降。
由于该套机组连续不间歇生产，相应的行程开关频繁动作，从而造成机械式行程开关的易损，不仅影响正常生产、降低工作效率、增加维修量，而且造成生产设备的损坏，给工厂带来经济损失。例如，当收线下行程开关接通而无法复位时，收线交流电机始终动作无法停止，造成铜杆拉力过大使限位支架变形，无法正常工作，另外，液位跟踪开关损坏后无法自动跟踪铜炉液位的变化，不是造成结晶器脱离液面形成断杆而出现废品，就是结晶器浸入液位过深,保温炉铜液温度为（1150±5）℃，极易烧坏结晶器护套，严重时会使结晶器中冷却水泄漏炉内产生爆炸事故。应厂方之邀采用光电技术对原设备进行改造。
1 改进措施
1．1 收线限位装置的改进
在收线装置的上、下（靠近原行程开关处）各装一对E20—D5B3型红外线光电开关（光电传感器），它利用被测物体对红外线光束的遮光，由同步回路选通而检测是否通过。将此传感信号接到小型继电器JQX-13F的信号输入端，从而实现了非接触式收线限位控制。原装置控制简图如图2所示。改进后控制简图如图3所示，它具有双保险作用（即光电开关与行程开关均能有效动作）。
图2 收线原控制简图
图3 改进后收线控制简图
1．2 保温炉液位跟踪限位装置的改进
在原液位跟踪装置上接上一个杠杆机构，其支点固定在机架上，杠杆另一端对应放置一对光电开关（C17—3005NA型集成化直流接近开关），当液位上升时，浮子杆相应变化使与其接触一端产生位移，杠杆另一端铜片接近下光电开关，光电开关将信号送至小型继电器，由继电器输出连原控制线路的相应端，以实现光电液位控制。原行程开头上、下间距为12 mm，光电接近开关控制的间距为10 mm，同样实现了双保险控制。原控制线路简图如图4所示，改进线路简图如图5所示。
图4 液位跟踪原线路简图
图5 改进后液位跟踪原线路简图
2 结束语
光电开关具有体积小、精度高、灵敏度高、电压范围宽、重复定位精度高、抗干扰能力强、有极性与短路保护、使用寿命长等特点。光电开关控制装置投运以来，取得了明显的效果，至今未发生任何异常情况，有效地确保生产正常运行，完全杜绝了由机械式行程开关工作而造成的弊端，受到用户的好评。经市场调查发现，多数生产铜材的中小企业生产设备中仍采用机械式行程开关来控制收线与液位跟踪，这一改进技术具有推广价值。
