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如何選擇編碼器?
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  在工程機械、建材機械、礦山機械、工程車輛及冶金、水利、港口機械等大型重型設備中,可靠性與安全第一的概念在控制中越來越重要,出于安全的要求,編碼器信號的可靠反饋直接涉及到控制安全可靠,而不可靠不合適的編碼器選型,會導致設備調試、維修人員不斷地去現場服務,造成調試維修工程師人工成本上漲,現場服務工程師不夠用的窘境。
 
  這些設備的環境特殊性,決定了這些編碼器及傳輸的選擇的特殊性:
 
  1、現場復雜的工作環境,變頻器、大電機及高低壓電源系統,信號電纜常常與動力線一同布排,現場的電氣干擾很嚴重。
 
  2、有些設備移動性,長移動距離,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、信號傳遞實時性高,可靠,以保證更安全的控制反應。
 
  5、很多是戶外使用,或惡劣環境下使用,對產品的工業等級的要求。
 
  因此,編碼器的選型正確與否對于在重型機械設備中的使用非常關鍵。
 
  編碼器選型需要確定哪些內容?
 
  首先是確定選擇的編碼器是作為速度閉環控制還是位置閉環控制,一般速度閉環控制選用增量編碼器,而位置閉環控制應盡量選用絕對值編碼器,尤其是盡量選用內部沒有計數器的絕對值機械真多圈編碼器,有計數器的怕干擾,例如移動式車輛中的火花塞、電磁剎車、喇叭線圈等都是干擾源。
 
  其次,如果是選用增量編碼器,需要考慮以下幾個重要參數:
 
  編碼器的工業等級選擇:
 
  標準工業級:在大型重型機械等設備中,編碼器應選擇此等級,各種標準工業環境設計,可適用于絕大部分的工況。需要提示的是,目前中國市場的很多日系品牌編碼器都是經濟級別的,不太適合在此類別大重型機械上使用,包括一些歐系進口品牌的編碼器等級也達不到大、重型機械上的要求。
 
  符合大、重型機械使用的編碼器選型標準,其重要指標如下:
 
  溫度等級:工作溫度一般要求為零下20度~70度。在戶外條件下(沒有空調環境下)使用的應該為零下25度~80度以上的。寬的溫度范圍不僅僅是可適用于這些極限溫度范圍,而且抗溫度沖擊波動的能力好。有些用戶以為使用的環境到不了這些溫度極限范圍,60度就夠了,但他們忽視了開機關機等溫度沖擊波動及長期連續使用較高溫度可能對器件的損壞。以及在夏天戶外的(或者沒有空調的)環境下使用,編碼器內部功耗增大散熱差的溫度正反饋效應,而此時遇到干擾來時,功耗電流都對付干擾去了,設計量不夠抗干擾就會變得很差,而可靠性大大下降。零下25度——80度溫度范圍是可能戶外條件(沒有空調的環境下)的保證。
 
  IP防護等級:編碼器的防護其實是分兩部分,轉軸與外殼電氣部分,轉軸由于是旋轉的,防水較難做,一般工業級的在IP64以上,如果要達到IP66以上,需要有特殊工藝,大部分在IP66以上的軸都轉起來很重的;而外殼電氣部分必然是IP65以上。反應在防護等級上的機械設計,往往是轉軸是雙軸承結構,而外殼的封裝往往不依賴于外圓螺絲固定,而是一次擠壓+O型密封圈的密封封裝。(在編碼器的外殼外徑上看不到三個螺絲固定,如有三個螺絲固定,由于螺絲的頂入,而造成外圓輕微變形而不圓,影響密封性能)。有些用戶以為工作環境沒有塵、水汽的問題,怎么還會損壞呢?其實編碼器在工作與停機的變化中,由于熱脹冷縮的溫差而造成內外氣壓差,防護等級差的編碼器(包括其他傳感器),會產生“呼吸性”水汽,由于壓差水汽吸入編碼器,因時間的積累而損壞編碼器。
 
  電磁兼容性等級:電磁兼容性EMC一般要達到二級以上,包括浪涌、快速脈沖群、靜電等標準測試,這些指標,關系到編碼器在復雜電氣環境下的穩定工作。
 
  電源等級:一般為寬電源,如10~30Vdc,帶極性短路保護。(有些單機儀表等級的為5Vdc±10%)。很多工業現場電源會有短瞬間的不穩定,寬電源很重要,確保編碼器工作不受影響。
 
  電氣保護等級:盡量選擇有電源極性保護、信號短路保護的有保護等級的編碼器,可避免工程及檢修中的接錯線、偶發事故而損壞編碼器。
 
  振動沖擊等級: 雙軸承結構,軸承可承受較高的振動、沖擊,標準工業級的編碼器振動等級10g,(有些可達20g),抗沖擊等級100g。
 
  內部零件等級:內部零件往往集成化、模塊化高,線路板貼片式焊接,三防處理。這需要了解供應商的誠信度、廠家的品質管理積累年限  增量編碼器信號輸出形式,要推薦選用HTL-G6信號輸出 在這些設備應用中,5V長線驅動的信號電壓偏低,不利遠傳且較易損壞;集電極開路輸出NPN或PNP信號,與PLC的兼容性有局限性,負載能力低(20mA)也較易損壞,傳輸距離短(20-50米)。應選擇推挽式輸出的形式,兼容PLC的PNP型或NPN型的輸入端口,信號電壓高(10—30V)適于遠傳(100米),負載能力強(每通道50mA以上),絕大部分的歐系變頻器與PLC都接收這類信號。
 
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