編碼器在起重行業(yè)同步糾偏控制上的應用

　　基于Canopen現場(chǎng)總線(xiàn)的大跨徑門(mén)機起重設備同步糾偏控制應用案例。

　　一．門(mén)機起重設備的特殊性：

　　門(mén)機起重設備的安全性要求越來(lái)越突出，安全第一的概念在控制中越來(lái)越重要，按照規定,40米以上的大跨徑門(mén)機必須加裝雙軌同步糾偏控制，以防止左右雙軌的門(mén)機輪子超偏而啃軌甚至脫軌的事故發(fā)生，出于安全的要求，門(mén)機左右雙軌的輪子需要多點(diǎn)同步控制，速度、位置等信息的可靠反饋直接涉及到控制安全可靠，而門(mén)機起重設備的環(huán)境特殊性，又決定了這些信號傳感器及傳輸的選擇的特殊性：

　　1．現場(chǎng)復雜的工作環(huán)境，變頻器、大電機及高低壓電源系統，信號電纜常常與動(dòng)力線(xiàn)一同布排，現場(chǎng)的電氣干擾很?chē)乐亍?/P>

　　2．設備移動(dòng)性，長(cháng)移動(dòng)距離，接地困難。

　　3．信號傳遞距離要求遠，信號數據的安全可靠性要求高。

　　4．同步控制需要信號傳遞實(shí)時(shí)性高，可靠。

　　5．很多是戶(hù)外使用，防護等級、溫度等級要求高，而工人培訓程度低，對產(chǎn)品使用寬容性要求高。

　　二．絕對值多圈編碼器在門(mén)機起重設備應用的意義：

　　在門(mén)機起重設備的位置傳感器使用中，有電位器、接近開(kāi)關(guān)、增量編碼器、單圈絕對值編碼器、多圈絕對值編碼器等等，相比較而言，電位器可靠性低，精度差，使用角度有死區；接近開(kāi)關(guān)、超聲波開(kāi)關(guān)等只是單點(diǎn)位置的信號而不連續；增量編碼器信號抗干擾差，信號不能遠傳，停電位置丟失；單圈絕對值編碼器只能在360度內工作，如果變速擴大測量角度，精度就差了，如果直接單圈使用通過(guò)記憶實(shí)現多圈控制，在停電后，由于風(fēng)吹、下滑或人為移動(dòng)而失去位置。只有絕對值多圈編碼器是可以真正在門(mén)機起重設備中安全使用的，其不受停電抖動(dòng)的影響，可長(cháng)距離、多圈數工作特性，內部全數字化，抗干擾，信號也可以實(shí)現遠距離安全傳輸。所以，從門(mén)機起重設備安全性的角度出發(fā)，絕對值多圈編碼器是必然的選擇。

　　三．Canopen絕對值編碼器在門(mén)機起重設備中的應用推薦

　　CAN-bus(ControllerAreaNetwork)即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)之一。作為一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網(wǎng)絡(luò )通訊控制方式，CAN-bus已被廣泛應用到各個(gè)自動(dòng)化控制系統中。例如，在汽車(chē)電子、自動(dòng)機械、智能大廈、電力系統、安防監控、船舶海運、電梯控制、消防安全、醫療器械等各領(lǐng)域，CAN-bus都具有不可比擬的優(yōu)越性，尤其是目前正在風(fēng)頭上的高速鐵路、風(fēng)力發(fā)電，Can-Bus更是首選的信號標準。

　　CAN-bus以其開(kāi)發(fā)維護的低成本、高總線(xiàn)利用率、很遠的傳輸距離(最遠可達10Km)、高速的傳輸速率(最高可達1Mbps)、根據優(yōu)先級的多主結構、可靠的錯誤檢測和處理機制，全面彌補了傳統RS-485網(wǎng)絡(luò )的低總線(xiàn)利用率、單主從結構、無(wú)硬件錯誤檢測的不足，使用戶(hù)能組建起穩定、高效的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統，從而產(chǎn)生最大的實(shí)際價(jià)值。在起重設備等較惡劣應用環(huán)境中，由于Can-bus具有可靠的信號錯誤檢測和處理機制，對于強干擾和無(wú)可靠接地的情況，仍能夠較好地傳輸數據，而其硬件錯誤自檢、多主站可冗余的特點(diǎn)，更是保證了控制設備的安全性。

　　Canopen是基于CAN-bus總線(xiàn)的開(kāi)放式協(xié)議，由CiA協(xié)會(huì )管理，主要應用于車(chē)輛工業(yè)、工業(yè)機具、智能建筑、醫療器械、航海機具、實(shí)驗室器材及研究領(lǐng)域，Canopen規范允許以廣播方式傳遞訊息，也支持點(diǎn)對點(diǎn)收發(fā)數據，用戶(hù)通過(guò)Canopen對象字典來(lái)執行網(wǎng)絡(luò )管理、數據傳輸等操作。尤其是Canopen具有抗干擾及多主站應用特性，可以形成實(shí)際的主站冗余備份，而實(shí)現控制的更安全。

　　Canopen與其它的信號形式比較，其數據傳遞的更可靠，更經(jīng)濟通用，更安全(設備報錯)。這些特性與其它輸出的比較：并行輸出信號—輸出功率元件過(guò)多易損，芯線(xiàn)過(guò)多易斷且電纜成本高；SSI輸出信號—稱(chēng)為同步串聯(lián)信號，距離遠時(shí)或受干擾時(shí)，信號的延遲而使得時(shí)鐘與數據信號不再同步，發(fā)生數據跳變；Profibus-DP總線(xiàn)信號—接地及電纜線(xiàn)要求高，成本過(guò)高，主站不可選性，且一旦總線(xiàn)連接關(guān)口或主站失效而造成整個(gè)系統的癱瘓等。以上這些在起重設備中的使用，有時(shí)可能是致命的，因此可以說(shuō)Canopen信號在起重設備中使用具有其更可靠，更經(jīng)濟，更安全。

　　上海精浦機電的Canopen絕對值編碼器，由于其信號輸出的高速性，其在功能設置中，可設置編碼器絕對值角度位置值與變化速度值一同輸出，例如，前兩個(gè)字節輸出絕對值角度(可多圈)位置，第三個(gè)字節輸出速度值，第四個(gè)字節輸出加速度值(可選)，這在起重設備紛紛應用變頻器的情況下很有幫助，速度值可以作為變頻調速的反饋，而位置值可以作為精確定位及同步控制，可以有速度與位置的雙閉環(huán)控制，從而實(shí)現精確定位、同步控制、停車(chē)防搖擺、安全區域控制防碰撞、速度安全保護等，而Canopen的特有的多主站特性，可以實(shí)現接收控制器的主站冗余備份，備份控制器參數可設置在主控制器的后面，一旦主控制器系統失效，備份控制器可以承擔起最后的安全保護控制，從而實(shí)現起重設備的各項安全性控制。