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编码器在起重行业同步纠偏控制上的应用-日立门机编码器

日期:2018/1/18 11:13:45 来源:工控网

  一.门机起重设备的特殊性:

  门机起重设备的安全性要求越来越突出,安全第一的概念在控制中越来越重要,按照规定,40米以上的大跨径门机必须加装双轨同步纠偏控制,以防止左右双轨的门机轮子超偏而啃轨甚至脱轨的事故发生,出于安全的要求,门机左右双轨的轮子需要多点同步控制,速度、位置等信息的可靠反馈直接涉及到控制安全可靠,而门机起重设备的环境特殊性,又决定了这些信号传感器及传输的选择的特殊性:

  1.现场复杂的工作环境,变频器、大电机及高低压电源系统,信号电缆常常与动力线一同布排,现场的电气干扰很严重。

  2.设备移动性,长移动距离,接地困难。

  3.信号传递距离要求远,信号数据的安全可靠性要求高。

  4.同步控制需要信号传递实时性高,可靠。

  5.很多是户外使用,防护等级、温度等级要求高,而工人培训程度低,对产品使用宽容性要求高。

  二.绝对值多圈编码器在门机起重设备应用的意义:

  在门机起重设备的位置日立门机编码器使用中,有电位器、接近开关、增量编码器、单圈绝对值编码器、多圈绝对值编码器等等,相比较而言,电位器可靠性低,精度差,使用角度有死区;接近开关、超声波开关等只是单点位置的信号而不连续;增量编码器信号抗干扰差,信号不能远传,停电位置丢失;单圈绝对值编码器只能在360度内工作,如果变速扩大测量角度,精度就差了,如果直接单圈使用通过记忆实现多圈控制,在停电后,由于风吹、下滑或人为移动而失去位置。只有绝对值多圈编码器是可以真正在门机起重设备中安全使用的,其不受停电抖动的影响,可长距离、多圈数工作特性,内部全数字化,抗干扰,信号也可以实现远距离安全传输。所以,从门机起重设备安全性的角度出发,绝对值多圈编码器是必然的选择。

  三.Canopen绝对值编码器在门机起重设备中的应用推荐CAN-bus(ControllerAreaNetwork)即控制器局域网,是国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式,CAN-bus已被广泛应用到各个自动化控制系统中。例如,在汽车电子、自动机械、智能大厦、电力系统、安防监控、船舶海运、电梯控制、消防安全、医疗器械等各领域,CAN-bus都具有不可比拟的优越性,尤其是目前正在风头上的高速铁路、风力发电,Can-Bus更是首选的信号标准。

  CAN-bus以其开发维护的低成本、高总线利用率、很远的传输距离(最远可达10Km)、高速的传输速率(最高可达1Mbps)、根据优先级的多主结构、可靠的错误检测和处理机制,全面弥补了传统RS-485网络的低总线利用率、单主从结构、无硬件错误检测的不足,使用户能组建起稳定、高效的现场总线控制系统,从而产生最大的实际价值。在起重设备等较恶劣应用环境中,由于Can-bus具有可靠的信号错误检测和处理机制,对于强干扰和无可靠接地的情况,仍能够较好地传输数据,而其硬件错误自检、多主站可冗余的特点,更是保证了控制设备的安全性。

  Canopen是基于CAN-bus总线的开放式协议,由CiA协会管理,主要应用于车辆工业、工业机具、智能建筑、医疗器械、航海机具、实验室器材及研究领域,Canopen规范允许以广播方式传递讯息,也支持点对点收发数据,用户通过Canopen对象字典来执行网络管理、数据传输等操作。尤其是Canopen具有抗干扰及多主站应用特性,可以形成实际的主站冗余备份,而实现控制的更安全。

  Canopen与其它的信号形式比较,其数据传递的更可靠,更经济通用,更安全(设备报错)。这些特性与其它输出的比较:并行输出信号—输出功率元件过多易损,芯线过多易断且电缆成本高;SSI输出信号—称为同步串联信号,距离远时或受干扰时,信号的延迟而使得时钟与数据信号不再同步,发生数据跳变;Profibus-DP总线信号—接地及电缆线要求高,成本过高,主站不可选性,且一旦总线连接关口或主站失效而造成整个系统的瘫痪等。以上这些在起重设备中的使用,有时可能是致命的,因此可以说日立门机编码器信号在起重设备中使用具有其更可靠,更经济,更安全。

  上海精浦机电的Canopen绝对值编码器,由于其信号输出的高速性,其在功能设置中,可设置编码器绝对值角度位置值与变化速度值一同输出,例如,前两个字节输出绝对值角度(可多圈)位置,第三个字节输出速度值,第四个字节输出加速度值(可选),这在起重设备纷纷应用变频器的情况下很有帮助,速度值可以作为变频调速的反馈,而位置值可以作为精确定位及同步控制,可以有速度与位置的双闭环控制,从而实现精确定位、同步控制、停车防摇摆、安全区域控制防碰撞、速度安全保护等,而Canopen的特有的多主站特性,可以实现***控制器的主站冗余备份,备份控制器参数可设置在主控制器的后面,一旦主控制器系统失效,备份控制器可以承担起最后的安全保护控制,从而实现起重设备的各项安全性控制。

  门机起重设备的大电机启动及户外使用,其编码器信号电缆长,相当于一根长天线,现场信号端的浪涌过压保护就很重要,过去用并行信号编码器或增量编码器,信号芯缆多,每路的浪涌过压保护很难实现,(大电机启动或雷击产生的浪涌电压),常常编码器信号有端口烧坏;而SSI信号为同步串联,如加入浪涌保护,信号传输延迟破坏了同步性而信号不稳定。Canopen信号是高速异步或广播发送,对于插入浪涌保护器没有太多的影响,故此,如果Canopen编码器及***的控制器加入浪涌过压保护器,可以更安全的使用。


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