DC二线电感式接近开关在造型线上的应用

李汉宁，吴军，黄凌建

（广西玉柴机器股份有限公司铸造厂，广西玉林537005）

·铸造设备·

DC二线电感式接近开关在造型线上的应用

李汉宁，吴军，黄凌建

（广西玉柴机器股份有限公司铸造厂，广西玉林537005）

玉柴公司铸造厂机体车间造型线多年来常因开关电源故障造成停机，影响生产的进程。自2004年以来，使用DC二线电感式接近开关替代DC三线电感式接近开关，开关电源故障几乎为零。DC二线电感式接近开关在机体造型线的应用，得到了显著的效果。

DC两线；DC三线；电感式；接近开关；电源故障

随着玉柴的飞速发展，对产能的提升不断提出新的要求。上世纪80年代末的铸造厂机体车间X——SWZ1280B半自动造型线生产线已不能满足生产的需求。机器设备陈旧老化，故障频频发生。特别是接近开关的电源故障，曾经是车间的生产瓶颈。经过电气维修人员的共同努力，该问题得到了根本的解决。

铸造厂机体车间X——SWZ1280B半自动造型线，使用的是OMRON C1000H的PLC控制系统，32点的I/O单元。主要有输送机、合箱机、落箱机、移箱机、脱箱机、2台造型主机、3台翻箱机、5条冷却线等设备。它是一条流水性作业线，其每1台设备运行正常与否，都影响整个生产的进程。由于整条造型线设备繁多，生产环境恶劣，电气线路铺设长且分布广泛，特别是用来检测设备动作的DC三线电感式接近开关就有180多个。分别由两个PLC柜的8路电源控制，平均每路电源控制的接近开关就有20多个。当开关电源故障发生时，单单针对那一路来进行检查，也不容易，因为现场的分线盒到每一台设备的线路也比较多，且复杂，处理起来比较困难，最快的也得0.5 h，一般的也将近1 h～2 h，象2号转运车那边的开关电源故障更棘手，有时候是铁水的火星烧到引起线路短路。因此，保证整条生产线稳定运行是比较困难的。线上设备发生的电气故障，最难处理也最多处理的是接近开关电源故障。

1 接近开关电源故障的分析

造型线接近开关电源故障的频发，一直困扰着电气维修人员。针对车二铁水引起的烧线问题，电气维修人员对电气线路做了一定的改进，如开关和线路的移装，虽然在这方面有了一定的效果，但其他设备的开关电源故障依然存在。根据故障发生的规律分析，很大程度与单独提供的三线接近开关DC24伏电源有关。造型线所用的接近开关是DC三线电感式NPN型接近开关。理论上虽然它不受漏电流、电压降等不利因素影响，工作更为可靠。但在铸造厂这样的环境下使用，则存在一定的局限性。主要表现为：

1）要提供DC24 V电源到现场开关分线盒，线路过长，电源线经常遭到破损造成对地短路，如浇注铁水火星引燃、机械挤压等引起线路短路；由于工作的环境恶劣，油尘多，设备移动频繁，现场盒内接线密集，分线盒内的电源接线端子有时候会短路；熔化在浇铸时，飞溅的铁水有时也会烧到合箱机顶上的开关线路，引起电源短路。浇铸出来的铸型，在经过车二位置，有时候有火星飞溅出来，或者铁水漏箱烧到地沟的油泥，引起附近的线路被烧短路，不管电源线是发生什么方式、什么程度的短路，处理都是有困难的。如果某一个接近开关的电源直接短路或对地短路，烧断那路电源的保险。要排除故障，除了很明显的故障点，不然只能对其他接近开关逐一排查，查找和处理起来相当困难，有可能需要很多时间。也非常麻烦。

2）由于所用的接近开关是DC三线NPN型接近开关，当某一开关正电源线对地短路，该电源管辖的接近开关的信号线全对地短路，引起误信号，使得开关全亮，造成开关的双一故障，无法工作。

3）更换开关的时候，需考虑电源的极性，错误接线有时会引起接近开关破裂或烧毁。

2 研究与探索

我们使用型号为3G2A5－ID218的输入模块（图1），主要参数如下表1。

表1 3G2A5－ID218的输入模块主要参数

针对上述三线接近开关应用中存在的问题，大家决定从接近开关做切入点。不断收集资料，更进一步了解接近开关的特性，各种技术指标，且对系统规格、I/O单元规格有了更深刻的理解。从OMRON可编程序控制器用户手册中了解到了DC输入单元为Type 3G2A5-ID112***的输入模块的注释“双线传感器不能连接到这个单元”，而用的型号为3G2A5－ID218的输入模块没有这样的解释。这说明“双线传感器”可以连接到所用的3G2A5－ID218输入模块单元。基于DC二线电感式接近开关比DC三线电感式接近开关的残余电压和漏电流大的特点，为了慎重起见，决定以某个输入点做试验，并做好使用情况的跟踪记录。

图1 3G2A5－ID218的输入模块结构图

3 问题得到了根本的解决

通过一段生产时间的试使用，没发现因残余电压和漏电流而引起的误信号等其他的异常现象，随后逐渐用图2的DC两线式接近开关替换图3的DC三线式接近开关。问题得到了根本的解决，因接近开关电源故障而影响停机的时间几乎为零，为生产取得宝贵的时间。经过总结得出，在生产环境中，DC二线电感式接近开关有以下的优点：

1）分线盒内的接线整洁，容易检修和保养，分线盒到检测位置的开关线少用一根，节约维修成本的同时，更换开关后，接线简单快捷；即使开关损坏或者线路出现问题对电源没造成影响，且也容易识别查找，减少故障停机对生产的影响。

2）DC二线电感式接近开关可以做一般的开关用，和其他的控制开关（旋钮开关、按钮开关、急停式开关等）串接使用，二线电感式接近开关与其他的控制开关串接或者并接，不占用PLC输入点的资源，不需要编程序，不用从中控室重新引线到现场，只是在现场进行线路的串接或者并接。如果是三线开关，虽然也能达到同样的功能，但要另外提供24 V电源，应用起来没有二线的优越，见图2、图3。

3）当2线开关公共线对地短路，开关不受影响，当信号线对地短路时该点的PLC输入点常亮，别的开关不受影响，电源不受影响，故障也容易查找；当公共线或者信号线断路或者虚接时，不能反馈信号，别的开关不受影响，电源不受影响，且故障点明确，易查找和维修。

图2 DC两线式接近开关

图3 DC三线式接近开关

4 结束语

通过DC二线电感式接近开关代替造型线原有的DC三线电感式接近开关，解决了机体车间X——SWZ1280B半自动造型线常因接近开关电源故障对生产的影响。由于DC二线电感式接近开关在机体车间X——SWZ1280B半自动造型线上应用的效果显著，2007年在该车间的新装辊道线上推广应用，得到很好的使用效果。有了这样的应用经验，机体车间回收砂线的冷却机智能化冷水装置的出砂口出砂摆动检测等设备技改，也很好地用上了DC二线电感式接近开关。

［1］立石电机株式会社鹭岛自动化工程公司.OMRON可编程序控制器SYSMAC C500及C1000H/C2000H用户手册［Z］.

［2］光洋欧克.工控、传感器安全解决方案［Z］

［3］国家机械工业委员会.电子技术基础［M］.北京：机械工业出版社，1988.

［4］金广业,李景学.可编程器原理与应用［Z］.机电部电子情报所，1991.

［5］三浦宏文.机电一体化［M］.北京：科学出版社，2005.

Application of DC Two-wire Inductive Proximity Switches in Molding Line

LI Han-ning，WU Jun，HUANG Ling-Jian
（Guangxi Yuchai Machinery Co.,Ltd.Foundry,Yulin Guangxi 537005，China）

The molding line in Foundry workshop of Yuchai Company often close down due to the switch power failure,affecting the production.Since 2004,by replacing DC three-wire inductive proximity switches with the two wires DC inductive proximity switches the power failure was reduced to zeros.More remarkable effect can be obtained in molding line.

DC three-wire,DC two-wire,inductive,proximity switches,power failure,applications

TG231.6

A

1674-6694（2010）04-0012-02

2010-07-11

李汉宁（1970-），女，电气技术员，主要从事机械电气管理与维修工作。