激光技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

【摘 要】在脫硫、扒渣過(guò)程中濺出的鐵渣和鐵水經(jīng)常造成機(jī)械定位開(kāi)關(guān)及電纜線的燒損，影響脫硫的正常進(jìn)行。為了減少故障率，提高脫硫作業(yè)率，使用激光定位系統(tǒng)代替原來(lái)的機(jī)械定位開(kāi)關(guān)，以減少設(shè)備故障率和設(shè)備的損耗，提高脫硫作業(yè)率。

【關(guān)鍵詞】脫硫；激光；限位

1.系統(tǒng)介紹

脫硫傾翻車(chē)在脫硫過(guò)程中，需要在多個(gè)位置間進(jìn)行移動(dòng)，并且在移動(dòng)過(guò)程中需要準(zhǔn)確定位，以前使用機(jī)械定位裝置，但在脫硫、扒渣過(guò)程中常造成機(jī)械定位開(kāi)關(guān)及電纜線的燒損，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為了提高脫硫生產(chǎn)，現(xiàn)使用激光定位系統(tǒng)代替機(jī)械定位裝置，激光定位的優(yōu)點(diǎn)在于電纜線少，維護(hù)方便，且激光定位為連續(xù)定位，方便崗位人員操做。使用激光定位系統(tǒng)代替原來(lái)的機(jī)械定位開(kāi)關(guān)，以減少設(shè)備故障率和設(shè)備的損耗，提高脫硫作業(yè)率。

2.激光原理介紹

激光測(cè)距是光波測(cè)距中的一種測(cè)距方式，如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則A、B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示。

D=ct/2 式中：

D——測(cè)站點(diǎn)A、B兩點(diǎn)間距離；

c——光在大氣中傳播的速度；

t——光往返A(chǔ)、B一次所需的時(shí)間。

由上式可知，要測(cè)量A、B距離實(shí)際上是要測(cè)量光傳播的時(shí)間t，根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同，激光測(cè)距儀通?？煞譃槊}沖式和相位式兩種測(cè)量形式。

常用的是相位式激光測(cè)距儀：

相位式激光測(cè)距儀是用無(wú)線電波段的頻率，對(duì)激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測(cè)定調(diào)制光往返測(cè)線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長(zhǎng)，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測(cè)定出光經(jīng)往返測(cè)線所需的時(shí)間，如下圖一：

3.技術(shù)實(shí)施

3.1反光板的安裝

由于激光定位器應(yīng)用光的反射原理，需在脫硫傾翻車(chē)上安裝反光板，反光板要求既不能過(guò)分粗糙，也不能過(guò)分光滑，這樣都不利于激光的漫散射，影響激光定位器測(cè)量效果。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)最終使用不銹鋼板作為反光板，并在反光板上加擋渣板，避免因脫硫、扒渣是鐵水、鐵渣噴到反光板上影響測(cè)量效果。

3.2激光定位器安裝

激光定位器安裝需要固定并防止劇烈震動(dòng)，震動(dòng)大將影響激光定位器使用壽命和測(cè)量精度，如果在傾翻車(chē)行走定位過(guò)程中發(fā)生震動(dòng)將不能準(zhǔn)確定位，影響脫硫作業(yè)的進(jìn)行。經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)通過(guò)地基上做支架加墊片在防震上取得了很好的效果。

3.3信號(hào)采集

激光定位器發(fā)送光信號(hào)，測(cè)量光反射時(shí)間，計(jì)算出距離，并在內(nèi)部轉(zhuǎn)化成4-20mA信號(hào)，4-20mA信號(hào)通過(guò)PLC模擬量模塊進(jìn)入PLC。由于信號(hào)模擬量傳輸，受到電磁干擾信號(hào)不穩(wěn)定，需要對(duì)信號(hào)做抗干擾處理。

1）首先GE PLC模擬量模塊需要將信號(hào)負(fù)接地，保持信號(hào)電平平穩(wěn)。

2）激光定位器有數(shù)據(jù)通訊端口，通訊端口處于開(kāi)路狀態(tài)，易受到周?chē)椛浯艌?chǎng)的干擾，為避免這種干擾，自制通訊接頭，減少干擾，保持信號(hào)穩(wěn)定。自制通訊接頭如圖二。

3）激光定位器發(fā)送的4-20mA信號(hào)，經(jīng)模擬量模板采集到PLC中，為了控制傾翻車(chē)信號(hào)的準(zhǔn)確，需要排除干擾及異常信號(hào)。對(duì)信號(hào)做濾波和異常信號(hào)處理。

3.4減速位和PLC程序的處理

脫硫傾翻車(chē)屬于大慣性負(fù)載，根據(jù)慣性定律得出，鐵水量的質(zhì)量不同，慣性就不同。傾翻車(chē)在移動(dòng)過(guò)程中在同一點(diǎn)不同時(shí)間激光測(cè)距會(huì)出現(xiàn)偏差。這些都給傾翻車(chē)準(zhǔn)確定位帶來(lái)一定的難度。為解決激光定位存在的偏差，經(jīng)過(guò)大量的觀察，查找出偏差數(shù)據(jù)量，根據(jù)偏差數(shù)據(jù)量設(shè)定范圍值，使傾翻車(chē)在一個(gè)范圍內(nèi)停車(chē)，范圍選擇很關(guān)鍵，既要能夠解決傾翻車(chē)數(shù)據(jù)偏差問(wèn)題還要使傾翻車(chē)準(zhǔn)確停車(chē)。大慣性傾翻車(chē)在停車(chē)時(shí)，如果速度過(guò)快，傾翻車(chē)經(jīng)過(guò)停車(chē)范圍而不能準(zhǔn)確停止，為使傾翻車(chē)能夠準(zhǔn)確停止，在傾翻車(chē)停止位前加減速位，由于傾翻車(chē)在每段運(yùn)動(dòng)距離不一樣，速度不一樣，需要的減速位也不一樣，同時(shí)減速位的速度還要結(jié)合變頻器輸出頻率控制車(chē)速來(lái)決定。

通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整變頻器的正常運(yùn)行頻率，使變頻器頻率根據(jù)位置不同而變化，傾翻車(chē)在不同的運(yùn)動(dòng)距離經(jīng)減速位后停車(chē)，通過(guò)大量試驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)整變頻器參數(shù)和傾翻車(chē)減速位距離。最終使傾翻車(chē)在去不同的工作位置時(shí)，首先判斷運(yùn)動(dòng)方向和位置，PLC根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向和位置選擇不同的減速距離，當(dāng)傾翻車(chē)運(yùn)行到減速位后PLC給出傾翻車(chē)減速頻率，使傾翻車(chē)減速運(yùn)行，通過(guò)減速位后使傾翻車(chē)停車(chē)。這樣傾翻車(chē)能夠準(zhǔn)確的停在工作位上。

4.總結(jié)

通過(guò)使用激光定位器代替機(jī)械限位使傾翻車(chē)停車(chē)，沒(méi)有了大量的機(jī)械限位，減少了使用電纜的數(shù)量，這樣在脫硫、扒渣過(guò)程中不存在限位和電纜燒壞的情況，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)減少了電工的勞動(dòng)強(qiáng)度，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

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