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閘門用哪種編碼器

更新時(shí)間:2023-12-29      瀏覽次數(shù):985
  水閘閘門控制,涉及到防洪、排洪,引水、排污,通船、發(fā)電等應(yīng)用,以及一些起重卷?yè)P(yáng)機(jī)提升的高度控制應(yīng)用,其控制安全性越來(lái)越重要,現(xiàn)在設(shè)計(jì)已要求手動(dòng)現(xiàn)地應(yīng)急控制與遠(yuǎn)程自動(dòng)控制都要獨(dú)立考慮,而對(duì)于絕對(duì)值多圈編碼器的使用,不再使用增量值編碼器或單圈絕對(duì)值編碼器,也幾乎已經(jīng)為行業(yè)規(guī)范了。過(guò)去,水閘控制中,絕對(duì)值多圈編碼器大多選用了SSI(同步串聯(lián))輸出信號(hào),而現(xiàn)在設(shè)計(jì)安全性的要求下,遇到了兩個(gè)困難:
 
  一.原SSI編碼器的兩個(gè)困難
 
  1.  SSI信號(hào)手、自控制無(wú)法獨(dú)立。
 
  SSI信號(hào)為時(shí)鐘同步串聯(lián)信號(hào),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸,時(shí)鐘發(fā)送與信號(hào)接收只能為同一個(gè)設(shè)備,如果編碼器信號(hào)連接現(xiàn)地閘門開度儀表,就不能再給自動(dòng)控制的PLC信號(hào),而只能由閘門開度儀表再輸出信號(hào)給PLC,這樣,系統(tǒng)的可靠性都建立在閘門開度儀上,而SSI閘門開度儀售價(jià)高,廠家良莠不齊,存在較大安全隱患;如果編碼器信號(hào)直接輸出給PLC,只有少數(shù)歐洲品牌PLC有SSI接口,如西門子s7-300(S7-200就沒有),這樣造價(jià)高,可選面少,而且現(xiàn)地手動(dòng)控制的信號(hào)要依賴于自動(dòng)控制的PLC給,失去了手動(dòng)應(yīng)急控制的意義。
 
  2. SSI信號(hào)端口無(wú)法插入防雷器,較易被損壞。
 
  SSI信號(hào)為“同步”串聯(lián)信號(hào),其實(shí)并不同步,其由接收設(shè)備發(fā)送時(shí)鐘到編碼器,編碼器再發(fā)送信號(hào)到接收設(shè)備,內(nèi)部“同步”比較,有一個(gè)同步時(shí)間差的范圍要求,一旦插入防雷器,或電纜較長(zhǎng)、電纜不專業(yè),信號(hào)的同步性超出了偏差范圍,數(shù)據(jù)就會(huì)跳碼,而無(wú)法正常工作。我公司過(guò)去多年研發(fā)過(guò)SSI防雷器,在實(shí)驗(yàn)階段都可以符合同步性偏差范圍,可在現(xiàn)場(chǎng)條件下,往往無(wú)法保證SSI信號(hào)的同步性而跳碼,而不得不放棄。由于無(wú)法加入信號(hào)防雷器,SSI編碼器每年被打壞的數(shù)量很多
 
  二.絕對(duì)值編碼器雙輸出信號(hào)的解決方案
 
  為了解決如上的問題,三峽水電站是用了兩套閘門開度傳感器作為備份,這樣對(duì)于大多數(shù)閘門控制是不現(xiàn)實(shí)的。在與國(guó)內(nèi)水利設(shè)計(jì)單位及業(yè)主的多方討論后,我們推出了雙輸出絕對(duì)值真多圈編碼器,用于閘門開度儀的手、自獨(dú)立并冗余控制,如下示意圖:
 
  GAX60..LB絕對(duì)值真多圈編碼器,雙信號(hào)輸出為傳統(tǒng)的4—20mA和總線型RS485信號(hào),這兩種信號(hào)幾乎所有的PLC都有可連接的接口,而連接的儀表也可以從大部分正規(guī)的儀表廠家找到。
 
  這個(gè)方案的特點(diǎn)如下:
 
  1.  GAX60..LB編碼器為機(jī)械齒輪組真多圈絕對(duì)值編碼器,外形安裝尺寸與原來(lái)的德國(guó)進(jìn)口SSI編碼器相同,安裝上可直接替換。編碼器外殼防護(hù)等級(jí)為IP67,溫度等級(jí)為-40度—80度,符合水利潮濕、高低溫的使用。
 
  2.  雙輸出的信號(hào)為4—20mA和RS485,可傳輸距離400米—1000米(依據(jù)電纜),符合直接遠(yuǎn)傳要求;此兩種信號(hào)都有成熟的、大量已使用的防雷器,對(duì)信號(hào)端口(無(wú)論是編碼器還是接收設(shè)備)可起到保護(hù)作用。
 
  3.  所有的PLC都可以有4—20mA接口,大部分的PLC也可以連接RS485信號(hào),這樣對(duì)于PLC的可選面就大大增加,成本就可以下來(lái);而4—20mA和RS485信號(hào),也可以找到標(biāo)準(zhǔn)的、成熟的儀表,以增加儀表的可靠性并降低成本。PLC和儀表,可以相互選擇使用4—20mA信號(hào)還是RS485信號(hào)。
 
  4.  編碼器雙信號(hào)分別進(jìn)手動(dòng)現(xiàn)地控制與自動(dòng)PLC控制,兩套控制既可以獨(dú)立,又可以相互冗余,控制安全性可以大大增強(qiáng),而成本卻可以下降。由于可以增加安裝防雷器,今后的維護(hù)備件成本也下降了。
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