倍加福（P+F）光電編碼器為起重機(jī)糾偏方案 按照起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范，跨度超過40米的龍門起重機(jī)，都需要安裝防止運(yùn)行偏斜糾正系統(tǒng)。以前糾偏系統(tǒng)多采用光電開關(guān)糾偏系統(tǒng)，也有采取機(jī)械式糾偏裝置系統(tǒng)的。隨著光電編碼器的問世，起重機(jī)糾偏系統(tǒng)逐步被光電編碼器所替代。 一、光電編碼器簡單介紹 光電編碼器是利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移-數(shù)字變換，通過光電轉(zhuǎn)換，將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)字量的傳感器。 常見的光電編碼器由光柵盤，發(fā)光元件和光敏元件組成。光柵實(shí)際上是一個刻有規(guī)則透光和不透光線條的圓盤，光敏元件接收的光通量隨透光線條同步變化，光敏元件輸出波形經(jīng)整形后，變?yōu)槊}沖信號，每轉(zhuǎn)一圈，輸出一個脈沖。根據(jù)脈沖的變化，可以測量和控制設(shè)備位移量。 根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、式以及混合式三種 增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡單，機(jī)械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長距離傳輸。其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的位置信息。 編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應(yīng)每碼道有一光敏元件;當(dāng)碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號，形成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可 讀出一個固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 N位二進(jìn)制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N條碼道。 式編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制(葛萊碼)方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的。式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形，編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編碼，檢測位置。編碼的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特點(diǎn)是: 1、可以直接讀出角度坐標(biāo)的值; 2、沒有累積誤差; 3、電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來決定的，也就是說精度取決于位數(shù)，目前有10位、14位等多種。 混合式值編碼器，它輸出兩組信息:一組信息用于檢測磁極位置，帶有信息功能;另一組則*同增量式編碼器的輸出信息。 光電編碼器是一種角度(角速度)檢測裝置，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉(zhuǎn)換原理 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量，具有體積小，精度高，工作可靠,接口數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、回轉(zhuǎn)臺、伺服傳動、機(jī)器人、雷達(dá)、軍事目標(biāo)測定等需要檢測角度的裝置和設(shè)備中。 二、起重機(jī)糾偏的實(shí)施 1、下糾偏的實(shí)施(大車運(yùn)行糾偏) 為了提高大車的測量精度和控制精度，大車在控制方案上也可以在剛性腿和柔性腿上各安裝一個直徑600mm的檢測輪,在檢測輪上也安裝單圈值編碼器，其信號也進(jìn)入PLC進(jìn)行讀取、轉(zhuǎn)換、差值計(jì)算、偏差調(diào)整控制。該方案測量精度高、不怕掉電。 下糾偏的實(shí)施分為手動糾偏和自動糾偏兩種情況，當(dāng)剛退、揉腿編碼器測量計(jì)算誤差在±3%S（跨度長度為S）范圍內(nèi)，PLC通過實(shí)時計(jì)算并自動糾偏。 當(dāng)剛退、揉腿編碼器測量計(jì)算誤差大于±3%S（跨度長度為S）時，PLC通過實(shí)時計(jì)算并自動停止大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)并發(fā)出報警訊號。此時司機(jī)是操作人員可以依據(jù)觸摸屏顯示信息，單獨(dú)操作剛退移動（或揉腿移動），直到報警訊號消除。 2、上糾偏的實(shí)施 為了更進(jìn)步一步控制和糾偏運(yùn)行機(jī)構(gòu)，一般大跨度起重機(jī)都采取上糾偏和下糾偏同步執(zhí)行，一是更糾偏控制，二是防止一套糾偏系統(tǒng)失靈而造成機(jī)械損壞，甚至發(fā)生大的事故。 為了提高該雙主梁門式起重機(jī)大車運(yùn)行的可靠性及安全性，防止柔性鉸支座轉(zhuǎn)動角度過大，造成鋼結(jié)構(gòu)的損傷，因此必須實(shí)時測量鉸支座的轉(zhuǎn)動角度，實(shí)時判斷每一時刻的轉(zhuǎn)動角度是否在允許范圍之內(nèi)，(通常只允許鋼性腿和柔性腿行走的距離之差在±3‰跨度內(nèi))并實(shí)時糾偏。此角度的測量值應(yīng)是角度值，而不是角度變化量，不會因停電而丟失角度值，因此必須安裝值編碼器。 上糾偏的實(shí)施也是通過編碼器信號輸入到PLC，通過PLC實(shí)時計(jì)算、分析，然后做出判斷，具體原理和下糾偏類似。 三、光電編碼器的選擇和糾偏系統(tǒng)實(shí)施框圖 為了保證電氣控制系統(tǒng)的可靠性，上下兩套糾偏系統(tǒng)，我們采用倍加福（P+F）值光電編碼器。具體要求：能實(shí)時記錄大車行走位置，和歐姆龍PLC建立信號連接。上糾偏選用單圈值編碼器，具有Profibus-DP接口信號輸出，電源電壓為交流220V，防護(hù)等級須符合室外使用標(biāo)準(zhǔn)。 |
