激光测距传感器在液压提升系统中的应用

    1 引言

    在液压提升系统中，同步精度为最关键的技术指标之一，因此构件提升高度测量传感器的选择至关重要。大型构件的提升高度一般为几十米甚至几百米，要保证在提升过程中各吊点的高度误差不超过±10mm，需要采用精度为0.01%的长位移传感器。传统的方法采用钢丝绳弹簧收拉位移传感器，钢丝绳一端固定在构件上，另一端固定在吊装平台上，它将钢丝绳收拉移动转换成旋转运动，并通过与旋转编码器联动的装置，以达到用旋转编码器来测量线性位移的目的。此方式传感器的安装受提升构件结构限制，且提升高度越高安装越困难，同时受风的影响，钢丝绳无法保持垂直状态，严重影响测量精度。而激光测距传感器为非接触式测量方式，安装方便，在长距离测量方面有很大的优势。

    2 系统总体设计

    如图1所示的液压提升系统，4台千斤顶通过钢绞线与构件连接，激光测距传感器向下安装在吊装平台的4个吊点上，用于检测构件的提升高度。激光测距传感器发出光束打在构件上，测量数据通过RS—422口与PLC通信。在提升过程中，以一个吊点为主令吊点，其余吊点为跟随点。设主令点比例阀电流恒定，进而提升油缸的伸缸速度恒定，主令点以一定的速度向上提升。PLC通过比较主令点同每个跟随点的高度得出跟随点同主令点的高差。PLC根据跟随点当前的高差，依照一定的控制算法，决定相应比例阀的开口大小，从而实现每一跟随点与主令点的同步，保证系统的同步精度为±10mm。

    图2为液压提升控制系统框图，系统中PLC采用OMRON公司的CJ1M-CPU11，控制器上选用的通讯模块为CJ1W-SCU41-V1，该通讯模块上有RS-232和RS-422/485串口各1个，通过协议宏组态。4台激光测距传感器选用了德国DIMETIX公司的DLS-BH30，测程0.05-200m，串行接口（RS232或RS422），精度3mm。

    3 通讯协议宏组态及PLC编程

    通讯协议宏是一种通信协议，它的功能是控制同各种通信设备和装有RS-232C或RS-422/485端口的通用器件的数据传送。如图2所示，将CJ1W-SCU41-V1通讯模块上的RS-422/485端口与4台激光测传感器的RS-422串口连接后，利用OMRON的CX-Protocol创建通讯序列，并将其下载到PLC的通讯模块中。随后，编写PLC梯形图控制程序，使用PMCR指令执行存储在通讯模块中的通讯序列。激光测距传感器的通讯设置及通讯协议宏的创建和执行过程如下。

    3.1 激光测距传感器的通讯协议

    在编写通信协议宏之前，必须知道激光测距传感器的通讯参数及操作命令。控制激光测距传感器的所有命令都是基于ASCII码，且以（<回车> 和 <换行>）作为命令的结束。