一、 相關(guān)背景
       起升鋼絲繩纏軸是我公司門機在工作中經(jīng)常出現(xiàn)的故障，一直未能找到一種行之有效的防范辦法。門機起升鋼絲繩工作時在卷筒上松弛而導致亂轂是該故障產(chǎn)生的直接原因。起升鋼絲繩在正常工作時，緊密纏繞在卷筒上。但是在有些情況下，例如：鋼絲繩未掛吊具或吊具已放到地面上而繼續(xù)下降時，就很容易產(chǎn)生鋼絲繩在卷筒上松弛的現(xiàn)象，造成鋼絲繩亂轂，繼而發(fā)生鋼絲繩纏軸故障。一旦發(fā)生該故障，輕者可導致鋼絲繩報廢，嚴重時可能造成卷筒支座損壞，甚至減速箱被擠壞等后果。要防止該故障的發(fā)生就要在鋼絲繩在卷筒上松動的一開始，就檢測出來，從而實現(xiàn)有效地停機保護。在采用了機械傳動等多種檢測方法效果均不理想之后，嘗試了光電開關(guān)檢測，結(jié)果取得了成功。從在門機實際工作的應用來看，光電開關(guān)工作可靠，檢測鋼絲繩松馳狀態(tài)動作靈敏。從而徹底解決了這一難題。
       二、 基本原理

                                                                圖1
       如圖1所示。在鋼絲繩卷筒下方兩端設一組光電開關(guān)（發(fā)射、接收各一個）。當鋼絲繩出現(xiàn)松垂時，鋼絲繩經(jīng)過光電開關(guān)的檢測范圍后，由光電開關(guān)發(fā)出一個通斷信號，送入PLC，由PLC發(fā)出停止起升機構(gòu)運行的指令，實現(xiàn)保護。
       三、 設計要求
       在鋼絲繩卷筒軸線的正下方安裝光電開關(guān)，同時在操作臺上加裝松繩報警指示燈、復位按鈕、和松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)。加裝光電開關(guān)后，在門機起升運行過程中出現(xiàn)鋼絲繩松垂后，可以及時準確的發(fā)出控制信號，使門機起升機構(gòu)停止運行。松繩報警指示燈指示故障報警。在松繩狀態(tài)消除后，可按復位按鈕進行復位，使起升機構(gòu)可以繼續(xù)運行。通過松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)，選擇光電開關(guān)檢測信號是否投入控制，以滿足進行換鋼絲繩等維修作業(yè)的需要。
       四、 實施方法
       1、 光電開關(guān)選型
       光電開關(guān)應滿足的技術(shù)要求：
       檢測距離應大于4米（滿足鋼絲繩卷筒長度要求）
       最小檢測靈敏度應小于25毫米（滿足鋼絲繩直徑要求）
       開關(guān)通斷形式應為遮光通、斷可調(diào)。(方便與PLC連接)
       工作電壓為直流24V，交流110V～220V(滿足PLC輸入電壓要求)
       觸點容量應大于0.5A。（滿足PLC輸入電流要求）
       根據(jù)上述技術(shù)參數(shù)要求，兼顧性價比考慮選用歐姆龍E3JM 10D4M型光電開關(guān)，該型光電開關(guān)采用對射式結(jié)構(gòu)，檢出距離長，檢出精度高，允許偏差角度大，很適合門機上振動大的工作環(huán)境。
       技術(shù)參數(shù)如下：
       電源電壓：12～24V DC±10％  24～240V AC±10%  50/60Hz
       檢出距離：10m
       檢出精度：<15mm
       指向角：3～20度
       觸點容量：250V AC 3A(max)
       2、 線路連接
       采用3芯電纜把光電開關(guān)接至PLC。光電開關(guān)發(fā)射端和接收端端子1、2接電源，即PLC輸入電源。這里PLC輸入電源為直流24V，光電開關(guān)使用遮光動作常開觸點輸出，即接收端端子4、5。端子4接電源一端，端子5接至PLC輸入模塊，作為信號輸出。起升支持、開閉兩機構(gòu)均是如此。松繩報警復位按鈕、松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)和松繩報警指示燈接入相應的PLC輸入、輸出模塊即可。
       3、 PLC編程
       這里PLC使用功能圖編程，邏輯圖見圖2。

                                                                     圖2
       使用兩個RS觸發(fā)器接收起升兩機構(gòu)的光電開關(guān)信號。在鋼絲繩松弛后通過光電開關(guān)檢測范圍時，RS觸發(fā)器鎖定光電開關(guān)信號（松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)信號為1），信號輸出至變頻器啟動控制（本例起升機構(gòu)采用變頻驅(qū)動），停止變頻器運行。在松繩狀態(tài)消除后，按下復位按鈕，將RS觸發(fā)器復位，恢復變頻器啟動允許狀態(tài)。在暫時需解除保護時，將松繩報警功能投入/解除選擇開關(guān)打到解除位置，使該信號為0，屏蔽光電開關(guān)信號。采用梯形圖編程時按上述等同邏輯編制即可。
       五、 實際效果
       通過對我公司進行了該項技術(shù)改造的門機的實際使用情況來看，基本上杜絕了由于松繩引起的鋼絲繩纏軸的故障，大大減少了因故障造成的鋼絲繩損耗，提高門機運行的安全性和可靠性。