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西门子超声波传感器的应用方案

作者：不详
供稿：西门子传感与通讯部
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发布时间：2009-12-27

检测小型工件时，光栅的格网比例尺通常过大，并因而导致错误结果。超声波接近开关是一种可选替代方案。在黄铜半成品挤压设备中，它们能将误差敏感性降低到接近零。

机床生产商西马克-奥姆克公司的一个业务领域就是制造半成品生产用挤压设备。意大利的布雷西亚就安装有一台此类设备，生产不同形状，如圆型、扁平型或六角型的棒料。生产过程中，采用约60米长的滚轧机传输温度为 600°C 的铜棒料。飞剪机将这些工件切割为特定长度。接下来，以4.8m/s的速度将切割下的棒料段运输到滚轧机的尾段，此处，滚轧机下降，并将炙热的棒料推上冷床。

直到现在，都是在设备的多个点垂直安置光栅，以监控工件。然而，最初定为 12.5mm 的光栅格网比例尺，被发现会导致生产中的错误。使用中的 Simatic S7 可编程控制器的循环周期工作于 7ms。如果光栅因光栅尺寸而在100毫秒内没有检测到工件，则 PLC 将自动开始执行下一个工步。因而，生产故障也就不可避免。

网格尺寸降至 6.5mm，依然无法达到预期的改进目标，因为，该工厂生产的最小铜棒料直径仅 3mm。备用光障也频受热金属辐射波的干扰。

测试中的超声波和光栅超声波接近开关为该检测问题提供了解决方案。该意大利公司对 “Sonar-Bero M18S”接近开关进行了一个阶段的测试。将一个此类接近开关与光栅平行安置，并将其直接连接至可编程逻辑控制器的一个备用数字输入。这样，就可以彼此独立地对这两种解决方案进行检测，并通过单扫描点扫描编程进行评估。结论如下：超声波传感器能 100% 地检测不同工件，而光栅仍然会导致错误的监控结果。

超声波解决方案还具有另一个优点，即接近开关操作简单，只需一个钻孔，便可安装固定。在目标检测距离的端点，固定一个石墨横条，以设置扫描宽度。接下来，以示教模式进行编程。该接近开关基本上能检测到最远几米开外的目标。可以直接本地或通过设备控制对该接近开关进行编程。

例如，在该意大利工厂，这些传感器监控着飞剪是否完成了全部材料的切割以及切割下的棒料接下来将送往何地等。它们也监控棒料是否按规定完成了减速，以避免过于剧烈地撞击端头止挡。