P+F光電編碼器簡(jiǎn)單介紹
P+F光電編碼器是利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移-數(shù)字變換，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)字量的傳感器。
常見(jiàn)的P+F光電編碼器由光柵盤(pán)，發(fā)光元件和光敏元件組成。光柵實(shí)際上是一個(gè)刻有規(guī)則透光和不透光線(xiàn)條的圓盤(pán)，光敏元件接收的光通量隨透光線(xiàn)條同步變化，光敏元件輸出波形經(jīng)整形后，變?yōu)槊}沖信號(hào)，每轉(zhuǎn)一圈，輸出一個(gè)脈沖。根據(jù)脈沖的變化，可以精確測(cè)量和控制設(shè)備位移量。
根據(jù)檢測(cè)原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號(hào)輸出形式，可分為增量式、式以及混合式三種
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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(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均壽命可在幾萬(wàn)小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長(zhǎng)距離傳輸。其缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的位置信息。
編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤(pán)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(pán)上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤(pán)的一側(cè)是光源，另一側(cè)對(duì)應(yīng)每一碼道有一光敏元件;當(dāng)碼盤(pán)處于不同位置時(shí)，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(hào)，形成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可 讀出一個(gè)固定的與位置相對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對(duì)于一個(gè)具有 N位二進(jìn)制分辨率的編碼器，其碼盤(pán)必須有N條碼道。
式編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制(葛萊碼)方式進(jìn)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(pán)上透光、不透光的線(xiàn)條圖形，編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤(pán)上的編碼，檢測(cè)位置。編碼的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特點(diǎn)是:
1、可以直接讀出角度坐標(biāo)的值;
2、沒(méi)有累積誤差;
3、電源切除后位置信息不會(huì)丟失。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來(lái)決定的，也就是說(shuō)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(cè)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(cè)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(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、回轉(zhuǎn)臺(tái)、伺服傳動(dòng)、機(jī)器人、雷達(dá)、軍事目標(biāo)測(cè)定等需要檢測(cè)角度的裝置和設(shè)備中。
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二、起重機(jī)糾偏的實(shí)施
1、下糾偏的實(shí)施(大車(chē)運(yùn)行糾偏)
為了提高大車(chē)的測(cè)量精度和控制精度，大車(chē)在控制方案上也可以在剛性腿和柔性腿上各安裝一個(gè)直徑600mm的檢測(cè)輪,在檢測(cè)輪上也安裝單圈值編碼器，其信號(hào)也進(jìn)入PLC進(jìn)行讀取、轉(zhuǎn)換、差值計(jì)算、偏差調(diào)整控制。該方案測(cè)量精度高、不怕掉電。
下糾偏的實(shí)施分為手動(dòng)糾偏和自動(dòng)糾偏兩種情況，當(dāng)剛退、揉腿編碼器測(cè)量計(jì)算誤差在±3%S（跨度長(zhǎng)度為S）范圍內(nèi)，PLC通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算并自動(dòng)糾偏。
當(dāng)剛退、揉腿編碼器測(cè)量計(jì)算誤差大于±3%S（跨度長(zhǎng)度為S）時(shí)，PLC通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算并自動(dòng)停止大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)并發(fā)出報(bào)警訊號(hào)。此時(shí)司機(jī)是操作人員可以依據(jù)觸摸屏顯示信息，單獨(dú)操作剛退移動(dòng)（或揉腿移動(dòng)），直到報(bào)警訊號(hào)消除。
2、上糾偏的實(shí)施
為了更進(jìn)步一步精確控制和糾偏運(yùn)行機(jī)構(gòu)，一般大跨度起重機(jī)都采取上糾偏和下糾偏同步執(zhí)行，一是更精確糾偏控制，二是防止一套糾偏系統(tǒng)失靈而造成機(jī)械損壞，甚至發(fā)生大的事故。
為了提高該雙主梁門(mén)式起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行的可靠性及安全性，防止柔性鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng)角度過(guò)大，造成鋼結(jié)構(gòu)的損傷，因此必須實(shí)時(shí)測(cè)量鉸支座的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)時(shí)判斷每一時(shí)刻的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)時(shí)糾偏。此角度的測(cè)量值應(yīng)是角度值，而不是角度變化量，不會(huì)因停電而丟失角度值，因此必須安裝值編碼器。
上糾偏的實(shí)施也是通過(guò)編碼器信號(hào)輸入到PLC，通過(guò)PLC實(shí)時(shí)計(jì)算、分析，然后做出判斷，具體原理和下糾偏類(lèi)似。
三、P+F光電編碼器的選擇和糾偏系統(tǒng)實(shí)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P+F光電編碼器。具體要求：能實(shí)時(shí)記錄大車(chē)行走位置，和歐姆龍PLC建立信號(hào)連接。上糾偏選用單圈值編碼器，具有Profibus-DP接口信號(hào)輸出，電源電壓為交流220V，防護(hù)等級(jí)須符合室外使用標(biāo)準(zhǔn)。
為了更好地編寫(xiě)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(guò)程。