為何礦井提升機中要采用編碼器進行測速及位置檢測？

作為礦井提升機的速度、位置檢測部分，能否恰當?shù)厥褂?、維護Hengstler編碼器，關系到提升機的安全運行。這里為大家簡單介紹一下關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高速計數(shù)端口收集從連接到提升機高速或低速的編碼器輸出的電脈沖信號。用于檢測和計算提升機的運行速度和行程位置，可實現(xiàn)升降機控制軟件系統(tǒng)的速度保護、減速功能、過卷保護和停車位置的各種功能。并作為變頻器提升機控制系統(tǒng)變頻器矢量控制的速度反饋使用，實現(xiàn)了變頻器的高動態(tài)響應性和低頻下穩(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：一對掃描系統(tǒng)由圓形陣列和指示燈構成，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。圓形陣列旋轉(zhuǎn)時，感光設備接收的掃描光信號發(fā)生變化，感光設備可將光信號轉(zhuǎn)換為電信號并將其發(fā)送至控制系統(tǒng)。


編碼器根據(jù)測量的基點類型分為增量編碼器和絕對編碼器，所有適用于礦井提升機的編碼器均為增量編碼器。
使用編碼器時，有三個主要問題需要考慮。一是選型，二是安裝時的機械和電氣問題，三是編碼器有計數(shù)問題時，如何判斷是PLC高速計數(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要素有關

應考慮機械安裝的尺寸，例如軸直徑、安裝孔位置、安裝空間體積以及工作環(huán)境是否滿足保護級別要求。
根據(jù)連接的PLC高速計數(shù)器端口的采樣頻率，選擇編碼器工作時每旋轉(zhuǎn)1周的輸出脈沖數(shù)。例如，對于FX2N系列PLC的高速計數(shù)器計數(shù)端，編碼器脈沖的最佳工作范圍通常應限制在2.5kHz（即每秒最多2500個脈沖）。如果將Hengstler編碼器安裝在軸端，以740r/min的高速轉(zhuǎn)換為12r/s。當所選編碼器為1000P/R時，則編碼器每秒12×計數(shù)1000=12000脈沖，這比2500脈沖多得多的值。由于PLC的高速計數(shù)端口在中斷模式下運行，如果計數(shù)頻率過高，則中斷響應無法跟上，PLC裝置的運行周期會變長，嚴重時可能會導致停止，所以這種情況需要避免。
對于電氣接口，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編碼器安裝的機械和電氣方面應注意的三個問題

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?shù)耐亩?，偏擺很嚴重，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。

安裝過程中嚴禁碰撞或沖擊，以免損壞碼盤。長時間使用時，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。
編碼器屏蔽層應在近端、遠端或兩端接地。為了確保減少來自電網(wǎng)的干擾，接地線應盡可能粗，通常應在3mm以上。
請勿將編碼器信號線連接至直流或交流電源。請注意編碼器輸出線不要接錯，以免損壞編碼器輸出電路。
配線請使用屏蔽電纜，避免與動力電纜混淆。

在編碼器計數(shù)出現(xiàn)問題的時候，判斷PLC的高速計數(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的高速計數(shù)器接口是否損壞
使用2個按鈕接線（參照圖2）。

圖2用于判斷計數(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計數(shù)增加1，則PLC接口可以判斷是沒有問題的，否則確認PLC接口。

檢查Hengstler編碼器是否損壞
請依次連接編碼器的配線，不要先連接插頭，接通電源后，先使用萬用表測量電源是否正常，測量后插入插頭，轉(zhuǎn)動編碼器軸，使用萬用表測量輸出相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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