一，改造的熱度

冷與熱：從中國(guó)工控網(wǎng)年度市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告上來(lái)看，2018年自動(dòng)化行業(yè)內(nèi)的伺服、機(jī)器人熱度有所下降，再加上中美貿(mào)易戰(zhàn)沒(méi)有“停火”“止戰(zhàn)”，仍在持續(xù)火熱中。從去年八月份開(kāi)始國(guó)內(nèi)制造業(yè)機(jī)器人、伺服電機(jī)等從原來(lái)的熱度漸冷，包括編碼器普遍業(yè)績(jī)不太景氣。

但是在上海精浦機(jī)電公司卻是另一番景象，絕對(duì)值多圈編碼器訂單做到零部件一時(shí)缺貨了，一個(gè)字，“熱”。根據(jù)上海精浦上半年1-5月份統(tǒng)計(jì)，絕對(duì)值多圈編碼器的出貨業(yè)績(jī)與去年同期相比，卻是增長(zhǎng)了22%。增長(zhǎng)的主要來(lái)源于自動(dòng)化與數(shù)字化的兩化改造，來(lái)自于企業(yè)的安全生產(chǎn)需求，與減少勞動(dòng)力提高效率的需求。有些地區(qū)按照地方規(guī)定的環(huán)保與安全達(dá)標(biāo)要求，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)需要在政府環(huán)保與安全生產(chǎn)檢查規(guī)定的時(shí)間前，完成自動(dòng)化改造，否則面臨的將是停產(chǎn)整治，甚至關(guān)廠?！案脑臁币粫r(shí)成了這些企業(yè)生存的命題。

“近日，山東省應(yīng)急管理廳發(fā)布消息，從5月21日起，山東將派出8個(gè)檢查組利用10天時(shí)間，對(duì)東營(yíng)、淄博、濰坊等8個(gè)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多的市開(kāi)展異地執(zhí)法檢查。此次重磅出擊，重點(diǎn)檢查涉及“兩重點(diǎn)一重大”（重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝、重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品和重大危險(xiǎn)源）危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)“三防”（防泄漏、防爆炸、防中毒）工作落實(shí)情況，以及企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控、隱患排查、安全投入、培訓(xùn)教育、特殊作業(yè)、承包商管理、罐區(qū)及充裝作業(yè)、應(yīng)急管理等方面的內(nèi)容?！?/p>

在這個(gè)新聞發(fā)出前，精浦公司剛剛就在山東地區(qū)為一家化工企業(yè)客戶(hù)解決了一個(gè)自動(dòng)化安全改造項(xiàng)目，這個(gè)客戶(hù)的要求是時(shí)間緊、大量老設(shè)備盡力繼續(xù)使用，選型的編碼器需可連接原有的進(jìn)口控制器、方便現(xiàn)場(chǎng)工人調(diào)試操作，等等要求。

在近期的自動(dòng)化、數(shù)字化改造項(xiàng)目中，我們經(jīng)常會(huì)碰到這樣的編碼器選型要求，因?yàn)槭且呀?jīng)在生產(chǎn)的老設(shè)備改造，生產(chǎn)改造的停工時(shí)間要求盡量短，改造的成功性要求高，而且用戶(hù)希望盡力使用原有的可用設(shè)備。

例如冶金行業(yè)的高爐氧槍定位、轉(zhuǎn)爐傾角定位、送料小車(chē)定位等。遠(yuǎn)程安全監(jiān)控顯示。

再例如起重行業(yè)的大車(chē)、小車(chē)位置定位，吊鉤高度控制，大跨徑門(mén)機(jī)的同步控制等。

自動(dòng)化控制與遠(yuǎn)程安全監(jiān)控顯示。

再例如化工、火電、垃圾場(chǎng)的原有露天工作場(chǎng)所的封閉后自動(dòng)化，各種工作行程自動(dòng)化定位，遠(yuǎn)程安全監(jiān)控顯示等。

這些都是自動(dòng)化、數(shù)字化改造的內(nèi)容，開(kāi)始如6月份的天氣——“熱了”。

二，編碼器選型

對(duì)于這樣的要求，我們總結(jié)出一些編碼器選型與改造成功的經(jīng)驗(yàn)，與大家分享：

第一，選擇絕對(duì)值多圈編碼器，尋找在機(jī)械低速端位置安裝，這樣便于調(diào)試中很快找到位置控制點(diǎn)，并且位置不會(huì)變化了，作為自動(dòng)化改造的多點(diǎn)位置控制、多電機(jī)同步控制很方便，改造都能完成令用戶(hù)滿(mǎn)意的效果。幾乎近期改造都選擇了這種方案。

作為已經(jīng)在用的老設(shè)備改造，現(xiàn)場(chǎng)常常會(huì)有很多電機(jī)需要做自動(dòng)化定位與多電機(jī)同步與協(xié)同控制，并且要數(shù)字化數(shù)據(jù)取出。而且原有電機(jī)的廠家與形式各不相同，以變頻電機(jī)為多，且品牌不一，再有部分的伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)，甚至只是一個(gè)普通的電機(jī)。按一些做進(jìn)口產(chǎn)品系統(tǒng)集成商的提供的改造方案，需要大部分更換成同一個(gè)品牌的電機(jī)，如果有做同步就要都換成伺服電機(jī)（或者異步伺服），這樣的成本代價(jià)太高，改造調(diào)試的周期長(zhǎng)，改造后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人維護(hù)使用的要求也高了。這種要用戶(hù)大動(dòng)干戈、化大本錢(qián)的改造，在用戶(hù)看來(lái)無(wú)疑是在這個(gè)“要命”的時(shí)候“趁火打劫”。

盡管現(xiàn)在的伺服電機(jī)控制發(fā)展的很快，成本也大幅度下來(lái)了，但是，在改造現(xiàn)場(chǎng)常常是希望沿用原有的電機(jī)設(shè)備，尤其是很多較大功率的各個(gè)品牌的變頻電機(jī)，在機(jī)械端少做改動(dòng)，保持原有工藝，以節(jié)省大量的改動(dòng)時(shí)間，提高改造成功性。無(wú)論是用原有的變頻電機(jī)還是新增的伺服電機(jī)，在低速端統(tǒng)一加裝絕對(duì)值多圈編碼器，作為參考點(diǎn)編碼器絕對(duì)值位置坐標(biāo)，起到了各種電機(jī)設(shè)備同步位置的標(biāo)準(zhǔn)，與各個(gè)電機(jī)在加工工藝執(zhí)行端快速找準(zhǔn)位置自動(dòng)控制定位的作用，節(jié)省了調(diào)試時(shí)間，提高了改造成功的保障。并且，這個(gè)低速端的絕對(duì)值多圈編碼器，直接反映了機(jī)械執(zhí)行的位置與轉(zhuǎn)速，作為數(shù)字化的改造目的，數(shù)字化數(shù)據(jù)直接可取出，作為現(xiàn)場(chǎng)顯示或者遠(yuǎn)傳安全監(jiān)控，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與數(shù)字化改造的位置與速度的傳感器層面的CPS建立。

附鏈接文章：變頻電機(jī)為什么要用編碼器？變頻電機(jī)、異步伺服電機(jī)的雙編碼器閉環(huán)以及該怎么選型

改造中作為位置定位，一般不會(huì)選擇增量編碼器——PLC常常沒(méi)有多余的高速器接口，或者現(xiàn)場(chǎng)抗干擾沒(méi)有把握，怕耽誤了時(shí)間。

改造中作為位置定位，現(xiàn)在接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)類(lèi)傳感器也逐漸被連續(xù)位置的編碼器所替換，開(kāi)關(guān)類(lèi)傳感器無(wú)法連續(xù)位置可調(diào)與全程位置顯示，無(wú)法完成數(shù)字化的全程現(xiàn)地及遠(yuǎn)程數(shù)字顯示監(jiān)控，提高安全警示的要求。

第二，絕對(duì)值多圈編碼器的信號(hào)輸出的選擇，常常是根據(jù)客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)已有的控制器設(shè)備選擇，盡量選擇開(kāi)放性的通用信號(hào)，例如：

4—20mA信號(hào)，幾乎所有的PLC都會(huì)有這樣的輸入接口；

modbusRTU信號(hào)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)標(biāo)，現(xiàn)在大部分的經(jīng)濟(jì)型PLC都已經(jīng)有通訊接口，可以在此通訊接口接上編碼器。由于已是國(guó)標(biāo)的普及性，大部分PLC可以直接調(diào)用內(nèi)部modbus通訊程序。并且數(shù)字信號(hào)可以作為遠(yuǎn)傳顯示與記錄，在數(shù)字化改造中很受歡迎。

Canopen信號(hào)，是比較開(kāi)放的信號(hào)接口，在很多品牌進(jìn)口控制器上可以找到這樣的總線接口。由于是現(xiàn)場(chǎng)總線式的信號(hào)，多加一個(gè)編碼器地址即可連上總線。

SSI信號(hào)，這在一些現(xiàn)場(chǎng)已有的老設(shè)備的德國(guó)進(jìn)口控制器上能夠找到這樣的輸入接口。但是SSI接口是一對(duì)一連接的，需要看到是否有空的輸入接口。

在改造項(xiàng)目中，如果編碼器同時(shí)有兩路信號(hào)輸出，一路是模擬量信號(hào)4—20mA，另一路是數(shù)字量信號(hào)，例如modbusrtu，或者canopen，那是最受用戶(hù)歡迎的，這樣可以同時(shí)完成自動(dòng)化、數(shù)字化，一路信號(hào)進(jìn)控制器的自動(dòng)化，一路信號(hào)進(jìn)顯示器或者遠(yuǎn)程的數(shù)字化。另外，4--20mA信號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)可以用萬(wàn)用表量測(cè)信號(hào)，可以在調(diào)試與維護(hù)中快速判斷現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

例如精浦的機(jī)械式絕對(duì)值多圈編碼器9600系列，編碼器大都具有這種兩路信號(hào)同時(shí)輸出，在近期的改造項(xiàng)目中，被選型的最多，增長(zhǎng)主要來(lái)自于這款編碼器。

第三，品質(zhì)與技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。改造項(xiàng)目時(shí)間短，要求成功不許失敗，對(duì)于編碼器的品質(zhì)要求高，更需要有專(zhuān)業(yè)的服務(wù)與經(jīng)驗(yàn)，如果在現(xiàn)場(chǎng)碰到什么問(wèn)題，編碼器廠家需要第一時(shí)間響應(yīng)，幫助用戶(hù)分析找到問(wèn)題，并且盡快解決。

對(duì)于編碼器專(zhuān)業(yè)的選擇，當(dāng)客戶(hù)了解了各種編碼器原理的比較后，普遍希望選用機(jī)械式絕對(duì)值多圈編碼器，沒(méi)有電池、沒(méi)有韋根、沒(méi)有計(jì)數(shù)器，減少不確定性，使用品質(zhì)有保障，減少以后的麻煩。

三，實(shí)例分享

在文章開(kāi)頭提到的山東化工廠安全改造項(xiàng)目分享：

在接到客戶(hù)要求后，我們?cè)O(shè)計(jì)了應(yīng)用方案，隔日便前往了項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)。該項(xiàng)目是化工電石爐，屬于化工電解爐性質(zhì)，其使用環(huán)境突出為大電流電極（2萬(wàn)安培），強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)，多灰塵（爐灰）及高溫，而自動(dòng)化改造是為了給工人創(chuàng)造更安全的工作環(huán)境。

電石爐出爐機(jī)自動(dòng)化代替人工作業(yè)

三個(gè)位置的反饋確認(rèn)，大大提高了出爐機(jī)的操作準(zhǔn)確度

Canopen信號(hào)的特征是抗干擾強(qiáng)，尤其是對(duì)于變頻的抗干擾，多編碼器總線型連接速度快，適合做多軸多電機(jī)同步控制。

一個(gè)控制器與三個(gè)CANOPEN編碼器的使用，通過(guò)1號(hào)編碼器控制小車(chē)行走位置，當(dāng)小車(chē)行走到位，通過(guò)2號(hào)編碼器來(lái)調(diào)整回轉(zhuǎn)裝置的角度，當(dāng)回轉(zhuǎn)角度調(diào)整好后，再通過(guò)3號(hào)編碼器來(lái)控制導(dǎo)桿臂的伸縮位置，當(dāng)導(dǎo)桿臂在電石爐內(nèi)到達(dá)指定位置后，進(jìn)行爐內(nèi)疏導(dǎo)和攪拌，該應(yīng)用是三軸聯(lián)動(dòng)同步控制，對(duì)同步性的要求非常高，一旦傳感器數(shù)據(jù)出錯(cuò)將帶來(lái)不可估量的后果，必需要求絕對(duì)值數(shù)據(jù)的獨(dú)一性，而機(jī)械多圈的絕對(duì)值編碼器無(wú)需進(jìn)行任何位置計(jì)數(shù)和圈數(shù)累加方面的算法處理，直接引用編碼器輸出的反饋數(shù)據(jù)。在其多圈旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的位置信號(hào)輸出，所有的值都是獨(dú)一的。

同時(shí)由于應(yīng)用環(huán)境惡劣，粉塵彌漫，震動(dòng)較大，故選用磁電式的絕對(duì)值編碼器，光學(xué)碼盤(pán)有因抖動(dòng)或灰塵水汽而失效的問(wèn)題，采用磁電式絕對(duì)值編碼器沒(méi)有這方面的問(wèn)題，可靠性大大增強(qiáng)了。從而能滿(mǎn)足用戶(hù)在功能和性能上的使用要求。

編碼器信號(hào)采用CANOPEN輸出，我們是CANopen國(guó)際組織CIA的會(huì)員單位，并且擁有國(guó)際協(xié)會(huì)CIA發(fā)放的獨(dú)一ID廠商號(hào)，能有效避免CANOPEN連PLC時(shí)區(qū)分廠商設(shè)備，而且Canopen信號(hào)對(duì)接地要求不高，容錯(cuò)性和抗干擾很好，所以在重型機(jī)械上很實(shí)用。

該項(xiàng)目改造前因工作環(huán)境惡劣，危險(xiǎn)性高，一線工人在現(xiàn)場(chǎng)操作都有生命危險(xiǎn)，現(xiàn)在改造后，自動(dòng)化設(shè)備替代了人為操作，避免了人員工作的危險(xiǎn)性。一方面自動(dòng)化改造保證了運(yùn)動(dòng)控制的準(zhǔn)確性與安全可靠性，是為了人身安全為第一位的考慮，另一方面自動(dòng)化改造使得原材料得到了充分利用，污染的排放量也大大降低了，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

必須注意的是在高危生產(chǎn)線作業(yè)檢查的時(shí)候，自動(dòng)化位置控制如果發(fā)生錯(cuò)誤，將導(dǎo)致人身安全性隱患。在專(zhuān)業(yè)技術(shù)人力資源緊張且重視安全第一的現(xiàn)在，每個(gè)動(dòng)作步驟不能停不能倒車(chē)，生命沒(méi)有回頭路，所以要求編碼器數(shù)據(jù)就是不許錯(cuò)！

四，品質(zhì)高要求，技術(shù)要專(zhuān)業(yè)

能夠在自動(dòng)化改造上使用的編碼器，對(duì)于品質(zhì)可靠性要求就極高，就需要有“產(chǎn)品品質(zhì)三證”。自動(dòng)化改造是不能貪圖便宜而亂用偽劣編碼器，如果要用絕對(duì)值編碼器就不能用帶有計(jì)數(shù)器的偽多圈編碼器（電池或者韋根的所謂停電記憶）。因?yàn)橐坏┏鲥e(cuò)無(wú)法檢出，就失去了安全改造的初衷。

第一證，是產(chǎn)品生產(chǎn)單位的品質(zhì)保證體系第三方認(rèn)證。例如ISO9000的第三方認(rèn)證。按產(chǎn)品生產(chǎn)成熟度考慮，需要至少有5年以上的連續(xù)認(rèn)證。

第二證，是該產(chǎn)品序列的品質(zhì)第三方認(rèn)證。例如德國(guó)萊茵實(shí)驗(yàn)室TUV測(cè)試通過(guò)認(rèn)證，電磁兼容性EMC等測(cè)試通過(guò)認(rèn)證。

第三證，是每一個(gè)產(chǎn)品必須包含有一品一碼防偽編碼的合格證。每一個(gè)產(chǎn)品獨(dú)一性的編碼，并且對(duì)于品質(zhì)可以一直追溯到生產(chǎn)前端的供應(yīng)商管理，這是對(duì)每一個(gè)編碼器都有品質(zhì)的保證。

第四，有些以進(jìn)口品牌產(chǎn)品推銷(xiāo)的自動(dòng)化系統(tǒng)集成商也需要思考，是以自己手上的優(yōu)勢(shì)進(jìn)口品牌產(chǎn)品推銷(xiāo)，還是以滿(mǎn)足客戶(hù)需求、客戶(hù)利益為目標(biāo)？動(dòng)不動(dòng)就要都換掉現(xiàn)場(chǎng)原有的配置，要求用戶(hù)都換成自己手上優(yōu)勢(shì)的進(jìn)口產(chǎn)品系統(tǒng)集成，尤其是以某一個(gè)進(jìn)口大品牌集成的所謂“國(guó)外最先進(jìn)技術(shù)”“才能夠做好”，而且都要配置進(jìn)口編碼器（面臨交貨周期與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)問(wèn)題），這種態(tài)度在改造項(xiàng)目中是不會(huì)受用戶(hù)歡迎的。能夠結(jié)合用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)已有設(shè)備，做專(zhuān)業(yè)性的分解用戶(hù)需求，專(zhuān)業(yè)性的幫助用戶(hù)選型，并且能夠在改造過(guò)程中如果用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)遇到問(wèn)題，可以及時(shí)幫助用戶(hù)解決，這才是做改造的用戶(hù)歡迎的態(tài)度。

上海精浦多年來(lái)一直致力于以客戶(hù)利益為中心，圍著客戶(hù)利益跑，在了解、挖掘客戶(hù)需求，并協(xié)助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)需求，精浦并不會(huì)刻意去追求利潤(rùn)最大化，而是看得更長(zhǎng)遠(yuǎn)，首先讓客戶(hù)利益的滿(mǎn)足，讓客戶(hù)的客戶(hù)都有利益體現(xiàn)并賺錢(qián)，大家共同努力實(shí)現(xiàn)價(jià)值并獲利，而這是一些做進(jìn)口品牌編碼器代理做不到的，他們?nèi)鄙賹?zhuān)業(yè)性的幫助客戶(hù)選型，缺少現(xiàn)場(chǎng)能夠解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)與能力。上海精浦重視客戶(hù)體驗(yàn)度客戶(hù)滿(mǎn)意度，而這正是用戶(hù)想要的。在關(guān)鍵時(shí)刻幫助客戶(hù)，解決客戶(hù)燃眉之急，并且保證產(chǎn)品質(zhì)量能夠使項(xiàng)目成功驗(yàn)收。所以上海精浦的機(jī)械式絕對(duì)值多圈編碼器能夠抓住了近期自動(dòng)化、數(shù)字化改造的熱度，才會(huì)在國(guó)內(nèi)編碼器業(yè)績(jī)普遍停滯的形勢(shì)下，仍然有較大幅度的增長(zhǎng)。

圍繞客戶(hù)需求、客戶(hù)利益，正確的選型，做正確的自動(dòng)化數(shù)字化改造方案，使你的項(xiàng)目成功了一半。

兩化改造“熱”起來(lái)了，做自動(dòng)化的機(jī)會(huì)來(lái)了。

有些磁編為什么能夠在強(qiáng)磁場(chǎng)干擾環(huán)境下，照樣可以穩(wěn)定可靠的工作？

編碼器及自動(dòng)化器件的抗干擾能力怎么看？