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編碼器在工業(yè)快速開門機(jī)中的應(yīng)用

時(shí)間:2017-12-14 11:51:18來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:?依據(jù)國外工業(yè)快速門安全性標(biāo)準(zhǔn)(強(qiáng)制規(guī)定),快速門出于安全的考慮需有手自兩用關(guān)閉門功能,增量編碼器在停電手動(dòng)開關(guān)門后位置丟失,必須依賴于外部信號(hào)重新確定原始點(diǎn)位置

工業(yè)快速門,是指最快移動(dòng)速度可達(dá)到2-2.5米/秒以上的快速打開、關(guān)閉的卷簾門,或者根據(jù)通行物高度可調(diào)節(jié)指定開度的快速打開與關(guān)閉的自動(dòng)定位控制。傳感器的加入可以解決傳統(tǒng)的普通開門機(jī)普遍使用的電位器精度低的問題。

卷簾門的快速打開,尤其是按可調(diào)的指定開度打開及關(guān)閉,極大的減少了人員或車輛(如叉車,貨車,工作設(shè)備等通行物)進(jìn)出門的操作等待時(shí)間??焖匍T的高速啟閉,同時(shí)對(duì)無塵環(huán)境控制較高的車間及特殊區(qū)域極其適用,能有效阻止粉塵,昆蟲及污濁空氣的流入。同時(shí)在冷庫與工廠烘房、工廠環(huán)境保護(hù)等使用快速門可以減少能耗,達(dá)到節(jié)能減排效益。工業(yè)快速門在歐美、日本等發(fā)達(dá)工業(yè)國家早已普及多年。特別是生產(chǎn)型企業(yè),車間與車間之間必定有快速門分隔。如果是食品、醫(yī)藥類的企業(yè),更是政府強(qiáng)制規(guī)定的,必須要用快速卷門隔離,防止產(chǎn)品受到二次污染。目前,在國內(nèi)新建的制藥、食品、半導(dǎo)體、冷庫及汽車廠等行業(yè)廠房,都需要安裝快速門。在國家新一輪的節(jié)能減排推動(dòng)下,工業(yè)快速門的推廣應(yīng)用也能為工廠與冷庫的節(jié)能減排做出貢獻(xiàn),并為用戶產(chǎn)生效益。

工業(yè)快速門的快速打開或在指定可調(diào)開度的快速打開與關(guān)閉,這種快速控制需要用變頻電機(jī)或伺服電機(jī)控制才能夠達(dá)到快速準(zhǔn)確定位控制,但是使用伺服電機(jī)的成本偏高,在快速門使用場合沒有必要,目前絕大部分是使用簡單的PLC變頻電機(jī)的控制。

使用PLC加變頻電機(jī)的控制方案中,對(duì)于啟動(dòng)加速、減速、停車的位置及速度反饋有多種方式,一種是以接近開關(guān)等位置開關(guān)組信號(hào)反饋的半開環(huán)控制,一種是以增量編碼器的信號(hào)做連續(xù)位置反饋的位置閉環(huán)控制,再有一種是用全量程絕對(duì)值編碼器做絕對(duì)位置反饋的位置閉環(huán)控制。

而過去傳統(tǒng)的普通開門機(jī)普遍使用的電位器精度低,已無法滿足快速門的快速連續(xù)多點(diǎn)的加減速及停車控制精度要求。以下是各種傳感器的比較:

1.以接近開關(guān)等開關(guān)類的反饋控制原理,由于僅僅是提供單點(diǎn)的位置反饋,減速曲線是依賴于現(xiàn)場慣性阻力推算的,當(dāng)現(xiàn)場慣性阻力特性改變,例如春夏秋冬的阻力改變,系統(tǒng)新舊的阻力改變,現(xiàn)場各種其他因素介入的改變,這種固定單點(diǎn)反饋及控制卻無法改變,而無法達(dá)到一致性的準(zhǔn)確減速與停車,有時(shí)錯(cuò)過剎車點(diǎn)而到位不停車,造成關(guān)門撞門,而有時(shí)又無法關(guān)緊門,這種方法實(shí)際上在安裝多個(gè)開關(guān)或自制多開關(guān)集成盒的成本也不低,更帶來維護(hù)上的不方便。另外,在新的推廣發(fā)展中,工業(yè)快速門還需要根據(jù)通行物高低,可調(diào)節(jié)開門的開度,這種用接近開關(guān)的控制模式無法滿足開度可調(diào)的控制要求。事實(shí)上在經(jīng)過多年的快速門應(yīng)用廠家的實(shí)踐中,已經(jīng)證明這種方法較為落后,不希望再使用這種方法。

2.以增量編碼器信號(hào)反饋?zhàn)鑫恢瞄]環(huán)反饋想法,按這種想法可以知道快速門移動(dòng)的連續(xù)位置,有效控制器調(diào)整變頻電機(jī)的速度,達(dá)到快速調(diào)整加、減速并停車的控制要求。但是,在實(shí)際使用中,由于變頻器內(nèi)部的逆變干擾信號(hào)容易對(duì)于增量脈沖的干擾(變頻器都有內(nèi)部直流-交流逆變的原理)、電磁抱剎的突發(fā)電磁信號(hào)對(duì)于增量脈沖的干擾,依據(jù)增量信號(hào)反饋停車的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)很難保持一致性,增量編碼器在電機(jī)停電-剎車的時(shí)間滯后段也常常無法再獲得準(zhǔn)確信號(hào),而變得誤差有累計(jì)。

另外,依據(jù)國外工業(yè)快速門安全性標(biāo)準(zhǔn)(強(qiáng)制規(guī)定),快速門出于安全的考慮需有手自兩用關(guān)閉門功能,增量編碼器在停電手動(dòng)開關(guān)門后位置丟失,必須依賴于外部信號(hào)重新確定原始點(diǎn)位置。

根據(jù)上述出現(xiàn)的問題,有些廠家不得不選用了接近開關(guān)+增量編碼器的方案,也即上述1+2的兩種反饋組合的方案,以開關(guān)信號(hào)補(bǔ)償增量編碼器位置的丟失。但是那樣的話,成本大大增加了,也帶來了維護(hù)上的很不方便。

3.以GEX系列全行程絕對(duì)值編碼器為代表的全行程絕對(duì)值編碼器位置連續(xù)反饋。GEX編碼器是一種創(chuàng)新的全行程的絕對(duì)值多圈編碼器,其內(nèi)部為非接觸式絕對(duì)值碼盤,而且不僅僅是在360度的單圈測量,也能依賴于內(nèi)部類似鐘表齒輪的原理測量多圈絕對(duì)值位置信息,全行程絕對(duì)值編碼,當(dāng)停電后可以全行程移動(dòng)而位置信息不丟失。應(yīng)用于工業(yè)快速門的GEX系列編碼器一般選用RS485數(shù)字信號(hào)輸出,可以連接所有類型的小型PLC的RS485接口,這樣用戶選擇控制器面廣造價(jià)較低,再加上GEX系列編碼器本身也是走國產(chǎn)價(jià)格推廣路線,價(jià)格已經(jīng)與同級(jí)別的增量編碼器相近,為此很受用戶歡迎。GEX全行程絕對(duì)值多圈編碼器一般安裝于減速箱端,提供全行程的連續(xù)絕對(duì)位置反饋,控制器依賴于其全位置信息,快速做出變頻電機(jī)的加減速、停車調(diào)整,由于這個(gè)是內(nèi)部全行程絕對(duì)值的編碼,且以RS485數(shù)字信號(hào)傳遞,對(duì)于前述的變頻器逆變干擾、電磁抱剎的干擾、停電及手動(dòng)后的移動(dòng),都沒有影響,而始終提供全行程的絕對(duì)值位置反饋,控制器依此可以做出的控制指令能夠確保完全的一致性,從而實(shí)現(xiàn)快速門快速準(zhǔn)確重復(fù)精度高的控制要求。另外,對(duì)于新推廣的開門開度根據(jù)通行物可調(diào)的要求,及安全性保障可手自兩用開門的要求,由于是全行程絕對(duì)值位置信號(hào),不受停電下滑或干擾的影響,可在任意高度位置設(shè)置開度,完全滿足工業(yè)快速門今后技術(shù)發(fā)展的需要。為此,選用GEX全行程多圈絕對(duì)值編碼器,在現(xiàn)場調(diào)試變得極為方便,從而可以大大節(jié)省現(xiàn)場安裝調(diào)試成本,以及今后的售后維護(hù)成本,其使用經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)比選用增量編碼器或接近開關(guān)組來得突出。

另外,由于GEX編碼器是全行程絕對(duì)值位置信號(hào),在各種情況下都可以提供開門機(jī)連續(xù)的全行程的位置,停電后手動(dòng)全行程關(guān)閉門或停電慣性下滑而對(duì)于位置信息反饋準(zhǔn)確性不影響,這對(duì)于快速門控制的使用安全性得以保證,而在國外的工業(yè)快速門的應(yīng)用中,選用絕對(duì)值編碼器以保障可以手動(dòng)、自動(dòng)開門,已成為強(qiáng)制性安全規(guī)定。

在最近的使用GEX38編碼器作為工業(yè)快速門的應(yīng)用中,其突出的效果與經(jīng)濟(jì)性深得開門機(jī)控制器廠家及開門機(jī)工廠應(yīng)用用戶的肯定,例如在最近的山東某汽車廠的快速門招標(biāo)中,選用GEX38編碼器的方案一舉中標(biāo),其余的未用絕對(duì)值編碼器的方案,無論是性能指標(biāo)、使用效果,還是最終的價(jià)格可維護(hù)性,都無法與GEX38編碼器方案相比,尤其是工業(yè)快速門具有可以自動(dòng)開閉門、停電后可手動(dòng)全行程開閉門功能已是必須要求的安全性保障,而GEX編碼器為全行程絕對(duì)值多圈編碼,可以完全滿足這樣的要求。依此可以預(yù)見,安全、快速、可調(diào),能為用戶產(chǎn)生看得見的效益,是工業(yè)快速門的發(fā)展的方向,快速開門機(jī)選用全行程絕對(duì)值編碼器(例如GEX系列絕對(duì)值多圈編碼器)已成為工業(yè)快速開門機(jī)行業(yè)的新標(biāo)桿。

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