为何矿井提升机中要采用编码器进行测速及位置检测？

为何矿井提升机中要采用编码器进行测速及位置检测？

作为矿井提升机的速度、位置检测部分，能否恰当地使用、维护Hengstler编码器，关系到提升机的安全运行。这里为大家简单介绍一下关于编码器在其中的工作原理、选型、安装、常见故障判断和处理方法。
大多数新的矿井提升机控制系统中使用PLC作为控制系统的核心，通过PLC高速计数端口收集从连接到提升机高速或低速的编码器输出的电脉冲信号。用于检测和计算提升机的运行速度和行程位置，可实现升降机控制软件系统的速度保护、减速功能、过卷保护和停车位置的各种功能。并作为变频器提升机控制系统变频器矢量控制的速度反馈使用，实现了变频器的高动态响应性和低频下稳定的转矩输出。
Hengstler编码器主要由4、码盘，5、圆形光栅、指示器光栅、机体、发光器件，6、7、透镜，8、感光器件等组成（参见图1）。其工作原理如下：一对扫描系统由圆形阵列和指示灯构成，红外线光束从扫描系统的一侧投射，扫描系统的相反侧的感光器件接收扫描光信号。圆形阵列旋转时，感光设备接收的扫描光信号发生变化，感光设备可将光信号转换为电信号并将其发送至控制系统。


编码器根据测量的基点类型分为增量编码器和绝对编码器，所有适用于矿井提升机的编码器均为增量编码器。
使用编码器时，有三个主要问题需要考虑。一是选型，二是安装时的机械和电气问题，三是编码器有计数问题时，如何判断是PLC高速计数接口损坏还是编码器以及接线电缆的问题。

Hengstler编码器的选型主要与以下三个要素有关

应考虑机械安装的尺寸，例如轴直径、安装孔位置、安装空间体积以及工作环境是否满足保护级别要求。
根据连接的PLC高速计数器端口的采样频率，选择编码器工作时每旋转1周的输出脉冲数。例如，对于FX2N系列PLC的高速计数器计数端，编码器脉冲的最佳工作范围通常应限制在2.5kHz（即每秒最多2500个脉冲）。如果将Hengstler编码器安装在轴端，以740r/min的高速转换为12r/s。当所选编码器为1000P/R时，则编码器每秒12×计数1000=12000脉冲，这比2500脉冲多得多的值。由于PLC的高速计数端口在中断模式下运行，如果计数频率过高，则中断响应无法跟上，PLC装置的运行周期会变长，严重时可能会导致停止，所以这种情况需要避免。
对于电气接口，选定的编码器输出模式必须与控制系统的接口电路匹配。

Hengstler编码器安装的机械和电气方面应注意的三个问题

编码器轴与用户输出轴之间的差小于0.2mm，轴之间的偏角小于1.5°，如果不能保证适当的同心度，偏摆很严重，建议联接部分采用软管。在带编码器的变频器矢量控制的速度反馈系统中，编码器的连接良好是特别重要的。

安装过程中严禁碰撞或冲击，以免损坏码盘。长时间使用时，必须始终检查编码器的连接是否同心，以及编码器的固定螺钉是否松动。
编码器屏蔽层应在近端、远端或两端接地。为了确保减少来自电网的干扰，接地线应尽可能粗，通常应在3mm以上。
请勿将编码器信号线连接至直流或交流电源。请注意编码器输出线不要接错，以免损坏编码器输出电路。
配线请使用屏蔽电缆，避免与动力电缆混淆。

在编码器计数出现问题的时候，判断PLC的高速计数接口是否损坏、编码器和配线电缆是否损坏的方法。

以三菱PLC为例，判断PLC的高速计数器接口是否损坏
使用2个按钮接线（参照图2）。

图2用于判断计数接口损坏的接线方法

PLC电源接通，模拟高电平和低电平，监控程序计数。按下按钮1，然后按下按钮2，然后释放按钮1，释放按钮2。
如果监视到PLC计数增加1，则PLC接口可以判断是没有问题的，否则确认PLC接口。

检查Hengstler编码器是否损坏
请依次连接编码器的配线，不要先连接插头，接通电源后，先使用万用表测量电源是否正常，测量后插入插头，转动编码器轴，使用万用表测量输出相A和B是否有变（通常为11V到24V）。如果没有变化，接线或电源都没问题的话，则可以判断为编码器损坏。

确定Hengstler编码器的配线电缆的问题
断开电缆两端，使用万用表测量屏蔽电缆芯线是否开路，芯线和芯线之间是否有短路，以确定电缆是否损坏。

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