超声波测距传感器在轧机控制中的应用.doc

超声波测距传感器在上卷对中的应用
前言
当今工业生产自动化控制系统中，大量地使用了各种传感器。这就使得控制系统大为减化，整个系统更加稳定和可靠。超声波测距传感器的应用使以前想要得到，而无法直接测量的物体的几何尺寸(如运动中的物体、温度较高物体的几何尺寸)的获得变得非常容易。
超声波测距传感器的设定
使用前先要选择传感器的测量范围及输出信号的类型（模拟量或开关量）。
今以P+FUC2000-30G-IU-V15超声波传感器为例加以说明
使用前除确定测量范围及输出信号的类型外，还要对传感器输入输出进行设置或称之为编程。UC2000-30G-IU-V15超声波传感器，其检测围为80mm~2000mm，0~80mm为盲区。在检测范围内，可以任意却定远点和近点的窗口位置。其输出量为4~20mA或0~10V可任选的标准信号。

该超声波传感器有一个四引脚的温度/设定编程插头，可以插在四个不同的位置上。其含义：A1：设定近点位置；A2：设定远点位置；E2/E3：下降/上升输出选择（E2：被测
物体距超声波传感器越远，传感器输出标准信号的值越小；E3正好相反）；T：温度补偿
注意！无论在设定时还是在使用当中，除所测物体外，在其前方周围30°、130mm的圆锥范围内，不应有其它物体，否则设定及检测都是不准确的。被测物体最好与测量方向垂直放置，如图1所示。

设定步骤：
1，将传感器的电源（直流24V）断开，拔下编程插头；
2，接通电源，将编程插头上“A1”的位置插入传感器编程插座箭头指示处。然后将传感器对准确定的近距离目标（A1），传感器上A1、LED灯同时闪烁，拔下编程插头[拔下编程

插头时，传感器将记下它与近距离目标（A1）的距离。]；再将编程插头上“A2”的位置插入传感器编程插座箭头指示处，传感器对准确定的远距离目标（A2），传感器上A2、LED灯同时闪烁。拔下编程插头[拔下编程插头时，传感器将记下它与远距离目标（A2）的距离。]将编程插头上“T”的位置插入传感器编程插座箭头指示处。
3，断开传感器的电源，拔下编程插头。
4，接通电源。将编程插头上“E2/E3”的位置插入传感器编程插座箭头指示处（此步骤有时需重复2~3次），此举为选择模拟量的输出方式。即⑴E2：下降斜坡（A1灯闪烁、LED灯亮）⑵E3上升斜坡（A2灯闪烁、LED灯亮）如图1所示。
拔下程插头,在5分钟只内将编程插头上“T”的位置插入传感器编程插座箭头指示处。
整个设定工作就算结束。输出信号类型及接线可由图2确定
二，应用
1，铝箔轧机上卷对中的应用
铝箔轧机开卷机的两侧,分别称为传动侧(有传动电机的)和操作侧(有操作台的)，开卷机可以在小范围内左右移动。

按图3所示以轧机中心线为对称中心，将两个传感器相对等距离分别装于开卷机的两侧。以轧机中心线为两传感器检测的最远距离（A2），开卷机向左（右）移最大距离，为左（右）侧传感器检测的最近距离（A1），以此位置按前所述设定这两个传感器，并将其引线接入到控制回路中。开卷机上卷后传感器对准铝卷侧面（轴向）既可检测，检测结果以下降斜坡的模拟量信号输出，送给程控器模拟量输入单元进行处理。再由程控器发出指令控制开卷机向左（右）移动，使铝卷中心线与轧机中心线重合，达到铝卷对中的目的。程控器控制程序流程图如下：

开始

（左测量值）—（右测量值）
右移
左移
手动
自动

（左测量值）+（右测量值）=铝带宽度

<-δ>δ
-δ≤(2~3)mm≤δ
停止
右移
左移

2，要达到左、右的测量值调节的完全相等，事实上是很难作到的。只要左、右的测量值相差不大在之内就可以满足要求。
用公式表达为：U(左)-U(右)=

带宽（mm）=U（左）+U（右）

由于开卷机的左右移动，是由电控液压换向阀与液压缸组成的系统来实现的，而这种系统用于位置控制精确度不是很高。为尽量提高位置控制的精确度，在电控方面可以采取向电控液压换向阀发出一连串脉冲（相当于手动时的点动操作）指令的方法来实现，脉冲宽度和脉冲间隔可在调试中根据具体情况而定。
三，效果
上述方法在郑州铝业集团公司，1450铝箔轧机上应用效果良好。
中色科技自动化徐承迅
二○○四年六月二十一日星期一