P+F式編碼器利用二進制進行光電轉(zhuǎn)換:
P+F式編碼器是利用自然二進制或循環(huán)二進制(葛萊碼)方式進行光電轉(zhuǎn)換的。式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形,編碼器可有若干編碼,根據(jù)讀出碼盤上的編碼,檢測位置。編碼的設(shè)計可采用二進制碼、循環(huán)碼、二進制補碼等。
它的特點是:
1、可以直接讀出角度坐標的值;
2、沒有累積誤差;
3、電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進制的位數(shù)來決定的,也就是說精度取決于位數(shù),目前有10位、14位等多種。
混合式值編碼器,它輸出兩組信息:一組信息用于檢測磁極位置,帶有信息功能;另一組則*同增量式編碼器的輸出信息。
P+F光電編碼器是一種角度(角速度)檢測裝置,它將輸入給軸的角度量,利用光電轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量,具有體積小,精度高,工作可靠,接口數(shù)字化等優(yōu)點。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、回轉(zhuǎn)臺、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設(shè)備中。
P+F光電編碼器簡單介紹
P+F光電編碼器是利用光柵衍射原理實現(xiàn)位移-數(shù)字變換,通過光電轉(zhuǎn)換,將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)字量的傳感器。
常見的P+F光電編碼器由光柵盤,發(fā)光元件和光敏元件組成。光柵實際上是一個刻有規(guī)則透光和不透光線條的圓盤,光敏元件接收的光通量隨透光線條同步變化,光敏元件輸出波形經(jīng)整形后,變?yōu)槊}沖信號,每轉(zhuǎn)一圈,輸出一個脈沖。根據(jù)脈沖的變化,可以測量和控制設(shè)備位移量。
P+F編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成,相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系,碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù),在碼盤的一側(cè)是光源,另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件;當碼盤處于不同位置時,各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號,形成二進制數(shù)。這種編碼器的特點是不要計數(shù)器,在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然,碼道越多,分辨率就越高,對于一個具有N位二進制分辨率的編碼器,其碼盤必須有N條碼道。
P+F旋轉(zhuǎn)編碼器可以將機械的輸入轉(zhuǎn)換為電氣信號,這個電氣信號可以通過計數(shù)器、轉(zhuǎn)速表、可編程邏輯控制器(例如PLC)和工業(yè)計算機進行處理。在工業(yè)自動化領(lǐng)域中,P+F旋轉(zhuǎn)編碼器可以被用作測量角度、位置、速度和角速度,通過使用齒條、測量輪以及恒力開度儀我們可以測量直線的運動位置。
P+F旋轉(zhuǎn)編碼器;P+F式編碼器利用二進制進行光電轉(zhuǎn)換
P+F旋轉(zhuǎn)編碼器可以用來測量旋轉(zhuǎn)速度,加速度,位置和方向。P+F編碼器可以應(yīng)用在大量的機械工程行業(yè),例如物料輸送、物流和包裝行業(yè)。您肯定能夠從我們廣闊的產(chǎn)品線中找到適合您的應(yīng)用環(huán)境的產(chǎn)品。
二、起重機糾偏的實施
1、下糾偏的實施(大車運行糾偏)
為了提高大車的測量精度和控制精度,大車在控制方案上也可以在剛性腿和柔性腿上各安裝一個直徑600mm的檢測輪,在檢測輪上也安裝單圈值編碼器,其信號也進入PLC進行讀取、轉(zhuǎn)換、差值計算、偏差調(diào)整控制。該方案測量精度高、不怕掉電。
下糾偏的實施分為手動糾偏和自動糾偏兩種情況,當剛退、揉腿編碼器測量計算誤差在±3%S(跨度長度為S)范圍內(nèi),PLC通過實時計算并自動糾偏。
當剛退、揉腿編碼器測量計算誤差大于±3%S(跨度長度為S)時,PLC通過實時計算并自動停止大車運行機構(gòu)并發(fā)出報警訊號。此時司機是操作人員可以依據(jù)觸摸屏顯示信息,單獨操作剛退移動(或揉腿移動),直到報警訊號消除。
2、上糾偏的實施
為了更進步一步控制和糾偏運行機構(gòu),一般大跨度起重機都采取上糾偏和下糾偏同步執(zhí)行,一是更糾偏控制,二是防止一套糾偏系統(tǒng)失靈而造成機械損壞,甚至發(fā)生大的事故。
為了提高該雙主梁門式起重機大車運行的可靠性及安全性,防止柔性鉸支座轉(zhuǎn)動角度過大,造成鋼結(jié)構(gòu)的損傷,因此必須實時測量鉸支座的轉(zhuǎn)動角度,實時判斷每一時刻的轉(zhuǎn)動角度是否在允許范圍之內(nèi),(通常只允許鋼性腿和柔性腿行走的距離之差在±3‰跨度內(nèi))并實時糾偏。此角度的測量值應(yīng)是角度值,而不是角度變化量,不會因停電而丟失角度值,因此必須安裝值編碼器。
上糾偏的實施也是通過編碼器信號輸入到PLC,通過PLC實時計算、分析,然后做出判斷,具體原理和下糾偏類似。
三、P+F光電編碼器的選擇和糾偏系統(tǒng)實施框圖
為了保證電氣控制系統(tǒng)的可靠性,上下兩套糾偏系統(tǒng),我們采用倍加福(P+F)值光電編碼器。具體要求:能實時記錄大車行走位置,和歐姆龍PLC建立信號連接。上糾偏選用單圈值編碼器,具有Profibus-DP接口信號輸出,電源電壓為交流220V,防護等級須符合室外使用標準。
根據(jù)檢測原理,編碼器可分為光學式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式,可分為增量式、式以及混合式三種。
P+F增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90,從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向,而Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖,用于基準點定位。它的優(yōu)點是原理構(gòu)造簡單,機械平均壽命可在幾萬小時以上,抗干擾能力強,可靠性高,適合于長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的位置信息。
為了更好地編寫糾偏控制PLC程序,我們先編制一下糾偏控制流程框圖,從流程圖,我們可以清晰看出糾偏系統(tǒng)工作過程。
P+F編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置,光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換,可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出(REP)。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(幾十個到幾千個都有),和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖,而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速,還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。
P+F旋轉(zhuǎn)編碼器,德國P+F旋轉(zhuǎn)編碼器
信號輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長線差分驅(qū)動(對稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。
信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數(shù)器、PLC、計算機,PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開關(guān)頻率有低有高。
如單相聯(lián)接,用于單方向計數(shù),單方向測速。
A.B兩相聯(lián)接,用于正反向計數(shù)、判斷正反向和測速。
A、B、Z三相聯(lián)接,用于帶參考位修正的位置測量。
A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對稱負信號的連接,電流對于電纜貢獻的電磁場為0,衰減zui小,抗干擾*,可傳輸較遠的距離。
對于TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達150米;P+F式編碼器利用二進制進行光電轉(zhuǎn)換。
P+F旋轉(zhuǎn)編碼器由精密器件構(gòu)成,故當受到較大的沖擊時,可能會損壞內(nèi)部功能,使用上應(yīng)充分注意。
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