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磁致伸縮位移傳感器在TMEIC V-TOOL控制系統中的應用

來源:拿度科技 瀏覽量: 時間:2020-10-19 14:03

  

       隨著我國國民經濟的快速發展,鋼鐵行業朝著高集成自動控制方向大步邁進。為了保證鋼鐵制造的安全、穩定快速,要求軋鋼設備具有高精度、快速響應的能力。這就對了設備的位置控制技術提出了較高的要求。經過技術的不斷進步和改進,現在較為先進的位置控制系統中絕大多數采用具有非接觸測量、適應惡劣環境且可靠性高的磁致伸縮位移傳感器。
1 、磁致伸縮位移傳感器的工作原理
1、1工作原理
        磁致伸縮技術原理是利用兩個不同磁場相交產生一個應變脈沖信號,然后計算這個信號被探測所需的時間周期,從而換算出準確的位置。這兩個磁場一個來自在傳感器外面的活動磁鐵,另一個則源自傳感器內波導管(Waveguide)的電流脈沖,而這個電流脈沖其實是由傳感器頭的固有電子部件所產生的。當兩個磁場相交時,所產生的一個應變脈沖(Strain Pulse)會以聲音的固定速度運行回電子部件的感測線圈。從產生電流脈沖的一刻到測回應變脈沖所需要的時間周期乘以這個固定速度,我們便能準確的計算出位置磁鐵的變動。這個過程是連續不斷的,所以每當活動磁鐵被帶動時,新的位置很快就會被感測出來。
1.2信號輸出
       由于輸出信號是一個真正的絕對位置輸出,而不是比例的或需要再放大處理的信號,所以不存在信號漂移或變值的情況,因此不必像其它位移傳感器一樣需要定期重標和維護。
1.2環境健壯性
       磁致伸縮位移傳感器利用非接觸方法檢測活動磁鐵的位移,由于磁鐵和傳感器并無直接接觸,因此傳感器在惡劣的工業環境下,例如易受油漬、溶液、塵埃及其它的污染,并不構成問題。此外,傳感器更能承受高溫、高壓和高震蕩的環境。傳感器輸出信號為絕對數值,所以假使電源中斷重接也不會對數據接收構成問題,更無須重新歸回零位。最后,由于傳感元件 都是非接觸的,所以就算感測過程是不斷重復的,也不會對傳感器造成任何磨損。因此,磁致伸縮位移傳感器非常適合這種工作在比較惡劣環境軋機設備。
磁致伸縮位移傳感器
2、磁致伸縮位移傳感器在TMEIC V-TOOL中的應用
2.1系統通訊
       TMEIC V-TOOL控制系統中是首鋼京唐2250軋線自動化控制系統的核心。本系統是一個高精度、高響應的控制系統,要求為止檢測元件能夠提供穩定快速可靠的測量數據。因此選用磁致伸縮位移傳感器,采用串聯同步接口SSI方式與TMEIC V-TOOL控制系統連接。
       TMEIC V-TOOL控制系統中通過專門的板卡TP312來收集采集磁致伸縮位移傳感器檢測數據,然后再通過TP312把數據傳送給CPU進行數據的運算處理,再把處理結果通過指令發送給相應的執行元件,來實現對響應設備快速準確控制。根據磁致伸縮位移傳感器工作原理研制出TP312板卡,專門用于采集具有SSI輸出形式的磁致伸縮位移傳感器得檢測信號,該板卡具有2通道,能夠同時接收2路磁致伸縮位移傳感器信號。
       SSI同步串行接口數字輸出方式能夠取代絕對值編碼器,并且該輸出方式能夠減少所需電纜的數據,例如,一個24位的編碼器需要25條線作為通訊,而SSI形式只需要4條便可。因為信號是串聯的24或25位,所以只需由控制器始終(一般為25MHz)發出一組25或26個的時鐘脈沖便可。
2.2傳感器零點設定
       傳感器的零點可以根據需要在有效區內任意設定,零點的成功設置直接影響到該傳感器的正確應用。將傳感器零點時的脈沖數保存起來,以備位移采集時使用。
3.3位移量的采集計算
       由于本系統中,應用的位移零點都設定在某一端。所以程序中不存在判別移動方向問題。當設備移動時,通過讀取站點地址的低位、中位脈沖數相加再加上預置時的脈沖數既是當前的非線性化的位置值,再減去偏差值除以固定系數就是工程實際值。
2.4磁致伸縮位移傳感器和TP312報警的關系
       通過研究磁致伸縮位移傳感器和TP312報警的關系,發現并找到有規律的東西,總結發現,當數據和時鐘同時出現故障時,數據故障優點,報警信息以數據發生故障的通道優先。比如當CH116777215,CH2數據閃爍。上述故障為缺少磁環,或者磁環破裂和損壞導致的現象。根據以上總結統計出來的板卡TP312的狀態,非常容易判斷出現場哪里出現了故障,能夠及時轉缺德幫助技術人員鎖定故障并采取有效的措施預計解決,避免了現場故障導致生產事故的發生。因為磁致伸縮位移傳感器一般都是應用在高精度的位置控制設備中,一旦磁致伸縮位移傳感器發生故障,將會造成V-TOOL PLC無法準確接收數據,無法準確判斷出現場設備具體的位置狀態,這就會容易導致位置控制異常,并且嚴重的會造成設備的嚴重損害及生產事故。
3、結束語
       自應用這種位移傳感器以來,其可靠的穩定性、精度的準確性以及安裝的便捷性為重軌軋機的快節奏、大負荷生產以及高質量標準提供了有力保障。實踐證明,應用磁致伸縮位移傳感器具有非常低的故障率,并且為生產的全集成自動化提供了有力保障。


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