為何礦井提升機(jī)中要采用編碼器進(jìn)行測(cè)速及位置檢測(cè)？

作為礦井提升機(jī)的速度、位置檢測(cè)部分，能否恰當(dāng)?shù)厥褂谩⒕S護(hù)Hengstler編碼器，關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行。這里為大家簡單介紹一下關(guān)于編碼器在其中的工作原理、選型、安裝、常見故障判斷和處理方法。
大多數(shù)新的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)中使用PLC作為控制系統(tǒng)的核心，通過PLC高速計(jì)數(shù)端口收集從連接到提升機(jī)高速或低速的編碼器輸出的電脈沖信號(hào)。用于檢測(cè)和計(jì)算提升機(jī)的運(yùn)行速度和行程位置，可實(shí)現(xiàn)升降機(jī)控制軟件系統(tǒng)的速度保護(hù)、減速功能、過卷保護(hù)和停車位置的各種功能。并作為變頻器提升機(jī)控制系統(tǒng)變頻器矢量控制的速度反饋使用，實(shí)現(xiàn)了變頻器的高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性和低頻下穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩輸出。
Hengstler編碼器主要由4、碼盤，5、圓形光柵、指示器光柵、機(jī)體、發(fā)光器件，6、7、透鏡，8、感光器件等組成（參見圖1）。其工作原理如下：一對(duì)掃描系統(tǒng)由圓形陣列和指示燈構(gòu)成，紅外線光束從掃描系統(tǒng)的一側(cè)投射，掃描系統(tǒng)的相反側(cè)的感光器件接收掃描光信號(hào)。圓形陣列旋轉(zhuǎn)時(shí)，感光設(shè)備接收的掃描光信號(hào)發(fā)生變化，感光設(shè)備可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并將其發(fā)送至控制系統(tǒng)。


編碼器根據(jù)測(cè)量的基點(diǎn)類型分為增量編碼器和絕對(duì)編碼器，所有適用于礦井提升機(jī)的編碼器均為增量編碼器。
使用編碼器時(shí)，有三個(gè)主要問題需要考慮。一是選型，二是安裝時(shí)的機(jī)械和電氣問題，三是編碼器有計(jì)數(shù)問題時(shí)，如何判斷是PLC高速計(jì)數(shù)接口損壞還是編碼器以及接線電纜的問題。

Hengstler編碼器的選型主要與以下三個(gè)要素有關(guān)

應(yīng)考慮機(jī)械安裝的尺寸，例如軸直徑、安裝孔位置、安裝空間體積以及工作環(huán)境是否滿足保護(hù)級(jí)別要求。
根據(jù)連接的PLC高速計(jì)數(shù)器端口的采樣頻率，選擇編碼器工作時(shí)每旋轉(zhuǎn)1周的輸出脈沖數(shù)。例如，對(duì)于FX2N系列PLC的高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)端，編碼器脈沖的最佳工作范圍通常應(yīng)限制在2.5kHz（即每秒最多2500個(gè)脈沖）。如果將Hengstler編碼器安裝在軸端，以740r/min的高速轉(zhuǎn)換為12r/s。當(dāng)所選編碼器為1000P/R時(shí)，則編碼器每秒12×計(jì)數(shù)1000=12000脈沖，這比2500脈沖多得多的值。由于PLC的高速計(jì)數(shù)端口在中斷模式下運(yùn)行，如果計(jì)數(shù)頻率過高，則中斷響應(yīng)無法跟上，PLC裝置的運(yùn)行周期會(huì)變長，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致停止，所以這種情況需要避免。
對(duì)于電氣接口，選定的編碼器輸出模式必須與控制系統(tǒng)的接口電路匹配。

Hengstler編碼器安裝的機(jī)械和電氣方面應(yīng)注意的三個(gè)問題

編碼器軸與用戶輸出軸之間的差小于0.2mm，軸之間的偏角小于1.5°，如果不能保證適當(dāng)?shù)耐亩?，偏擺很嚴(yán)重，建議聯(lián)接部分采用軟管。在帶編碼器的變頻器矢量控制的速度反饋系統(tǒng)中，編碼器的連接良好是特別重要的。

安裝過程中嚴(yán)禁碰撞或沖擊，以免損壞碼盤。長時(shí)間使用時(shí)，必須始終檢查編碼器的連接是否同心，以及編碼器的固定螺釘是否松動(dòng)。
編碼器屏蔽層應(yīng)在近端、遠(yuǎn)端或兩端接地。為了確保減少來自電網(wǎng)的干擾，接地線應(yīng)盡可能粗，通常應(yīng)在3mm以上。
請(qǐng)勿將編碼器信號(hào)線連接至直流或交流電源。請(qǐng)注意編碼器輸出線不要接錯(cuò)，以免損壞編碼器輸出電路。
配線請(qǐng)使用屏蔽電纜，避免與動(dòng)力電纜混淆。

在編碼器計(jì)數(shù)出現(xiàn)問題的時(shí)候，判斷PLC的高速計(jì)數(shù)接口是否損壞、編碼器和配線電纜是否損壞的方法。

以三菱PLC為例，判斷PLC的高速計(jì)數(shù)器接口是否損壞
使用2個(gè)按鈕接線（參照?qǐng)D2）。

圖2用于判斷計(jì)數(shù)接口損壞的接線方法

PLC電源接通，模擬高電平和低電平，監(jiān)控程序計(jì)數(shù)。按下按鈕1，然后按下按鈕2，然后釋放按鈕1，釋放按鈕2。
如果監(jiān)視到PLC計(jì)數(shù)增加1，則PLC接口可以判斷是沒有問題的，否則確認(rèn)PLC接口。

檢查Hengstler編碼器是否損壞
請(qǐng)依次連接編碼器的配線，不要先連接插頭，接通電源后，先使用萬用表測(cè)量電源是否正常，測(cè)量后插入插頭，轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器軸，使用萬用表測(cè)量輸出相A和B是否有變（通常為11V到24V）。如果沒有變化，接線或電源都沒問題的話，則可以判斷為編碼器損壞。

確定Hengstler編碼器的配線電纜的問題
斷開電纜兩端，使用萬用表測(cè)量屏蔽電纜芯線是否開路，芯線和芯線之間是否有短路，以確定電纜是否損壞。

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