编码器常被应用于测量长度,位置,速度或角度等。按照信号原理,有增量型和绝对型两类编码器。以绝对型编码器为例,这种编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线......编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。
本教程将分两部分来讲解编码器在炉顶系统中的应用:
第一部分为:编码器在炉顶系统中的安装位置及功能。
第二部分为:介绍几种常见的编码器参数、接线方式及编程设计思想。
一、 编码器应用概述
在中型、大型高炉的炉顶控制系统中,为提高布料准确度、精确控制料流速度,实时探测高炉料面,需要获得某些关键设备的正确位置。这些位置(或角度)通过与机械转轴连接的编码器来读取。如下图所示: (图片)
图1 炉顶系统中编码器应用示意图 这些关键设备的控制情况如下:
·下料闸 通过下料闸的开度(γ角)大小来控制下料速度。
·溜槽 通过溜槽实现环形布料。其中,包括有控制倾动的上倾、下倾角度(α角)和控制溜槽旋转角度(β角, 0~360o)
·探尺 通过探尺来探测高炉料面深度。
二、三种常见编码器的型号特点
1、FRABA绝对式多圈并行编码器的主要参数如下:表1 编码器(FRABA)主要参数
(图片)2、Eltra多转绝对型并行编码器的主要参数如下:表2 编码器(Eltra)主要参数
(图片)3、TURCK绝对型单转轴型编码器的主要参数如下:表3 编码器(Turck)主要参数
(图片)三、三种编码器的接线方式
1、FRABA编码器是数字量的,它连接到PLC的数字量模块,编码器出来的1颗线对应模块的1位。一共连接了23颗线,其中,2颗电源线,21颗信号线。21颗信号线中,每转的分辨率为8192=213,用到13颗线;最大转数为256=28,用到8颗线。具体接线方式如下:表4 编码器(FRABA)接线
(图片)2、Eltra编码器也是数字量的。一共连接了16颗线,其中,2颗电源线,14颗信号线。14颗信号线中,每转的分辨率为1024=210,用到10颗线;最大转数为16=24,用到4颗线。具体接线方式如下:表5 编码器(Eltra)接线
(图片)3、Turck编码器是模拟量的。它连接到PLC的模拟量模块。编码器旋转时,输出4~20mA的电流信号。具体接线方式如下:表6 料流、倾动、回转编码器(Turck)接线
(图片)这其中,I+为电流环路的输入;I-为电流环路的输出;ST为SET输入,用于复位编码器,设定为4mA;VR即Up/down输入,当该值为0时,轴顺时针旋转时,输出渐增的电流值,逆时针时,输出渐减的电流值;该值为1时,则相反。连带模件的接线图如下:(图片)
图2 编码器(Turck)模件接线图 四、程序实现
1.编码器(FRABA)的程序实现
· 将编码器的21位二进制值读出来。这里,我们用一个32位的DWORD型变量MD0来存放读出的编码器数值,如图所示:(图片)
图3 编码器(FRABA)数值对应图 计算出编码器旋转一圈,对应的探尺实际距离,这里假设实际距离为L0,则探尺的探测距离 L=MD0/8192 * L0
2.编码器(Eltra)的程序实现
其编程设计思想与东探尺基本类似。唯一不同的是,西探尺的编码是格雷码,而非二进制码,编程时,要先将格雷码转换成为二进制码,其转换方法为:保留格雷码的最高位作为二进制码的最高位,而次高位二进制码为高位二进制码与次高位格雷码相异或,而二进制码的其余各位与次高位二进制码的求法相类似。
这样读取14为格雷码编码的编码器数值的方法如图所示,这里用MW4来存放读取的编码器数值:(图片)
图4 编码器(Eltra)数值对应图 3.编码器(Turck)的程序实现
这种编码器是模拟量信号。进入PLC后,4~20mA电流信号转换为0~27648.这里,以回转为例,假设,在回转角度为00时,对应的模入值为PIWmin;回转角度为3600时,对应的模入值为PIWmax;那么,当回转转到某角度β时,对应的模入值为PIW,下列等式是成立的:
β/360 = (PIW- PIWmin)/ (PIWmax - PIWmin)
即:β= (PIW- PIWmin)/ (PIWmax - PIWmin) * 360
12/11/2010
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