歐姆龍編碼器在鼓風爐加料系統中的應用

　　1引言

　　韶關冶煉廠密閉鼓風爐加料系統主要完成備料倉的給料、稱量、運輸，直至將物料加入鼓風爐內這一過程的自動化控制，主要包括排料系統、轉運車系統、吊車系統、鼓風爐料鐘系統、鼓風爐探料桿系統、冷焦加料系統。轉運車運行于提升塔與排料區之間，將備料倉中的物料運至提升塔下，轉運車在排料區的停車點有9個，在提升塔下有兩停車點。轉運車的運行有正向快速、正向慢速、反向快速、反向慢速，其中停車點的運行一般為快速，當到達預定停車點前收到減速開關或編碼器發出的減速信號即改為慢速運行。在實際的使用中，因行程開關、減速開關現場機械安裝困難，且容易被撞壞和遭高溫、水氣困擾等問題，而編碼器具有安裝方便，定位準確，無機械損耗，使用壽命長，因此改造中將轉運車系統的減速開關去掉，改為編碼器和行程開關雙重控制(具有平行優先級)。歐姆龍e6b2-cwz1x編碼器為線型驅動輸出型，三相六線制(不包括電源線)，最大延長導線100m，完全符合生產要求。本系統plc采用abb公司的ac800m，接收編碼器信號的計數模塊為dp820。

　　2 硬件原理分析

　　旋轉編碼器是把角位移或直線位移轉換成電信號的一種裝置，編碼器將位移轉換成周期性的電信號，然后再把電信號轉換成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。編碼器一般有3個輸出相位：a相、b相、z相。編碼器旋轉時，a、b兩相相差90度，通過比較a相在前還是b相在前判別編碼器的正轉與反轉，每轉輸出一個z相脈沖以代表零位參考位，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。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備接口應與編碼器對應。

　　e6b2-cwz1x是歐姆龍e6b2系列的線型驅動輸出型增量編碼器，外徑40，供電電壓dc5v結合生產實際，選用的分辨率為1000脈沖/旋轉，輸出方式(見圖1)為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，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠的距離。e6b2-cwz1x的導線可延長100m。

　　dp820是一個2通道的脈沖計數模塊，每個通道有一個數字輸入和一個數字輸出，每個通道共有5種計數模式，根據生產實際，本次選用a相向上計數，b相向下計數。dp820接受編碼器的信號，根據旋轉的方向來判斷向上向下計數。轉運車運行過程中，每個停車點、減速點都有固定的計數值，通過比較來判斷轉運車的方向、速度、狀態dp820的模塊參數設置見圖2所示。

　　3應用軟件設計及調試

　　轉運車的工作流程簡述如下：系統啟動時，程序自動選擇塔下停車記憶→根據料制表選停車點→運行→裝排料→返回至選定的塔下停車點→換罐→按料制順序繼續加料。

　　料制表選擇停車點后，會將該停車點的脈沖值和該停車點的減速點的脈沖值賦給兩個變量，轉運車的方向、速度，狀態根據轉運車當前指針變量的值和一個減速點、停車點的值做比較后得出，如果當前值小于減速點值則為快速，如果當前值介于減速點值和停車點值之間則為慢速，如果等于停車點的值則停止開始加料。各停車點的值先由手動將車開到固定的位置，然后取計數器的值得出。轉運車上分南組料罐、北組料罐。轉運車停在10號停車點時，為北組加料;停在11號停車點時，為南組加料。這樣初始停車點不同時，車所走的距離不一樣，所以在排料區相應停車點的脈沖數也不一樣。北組賦值部分程序參見圖3：r400601→r400611分別為轉運車在排料區9個停車點的脈沖計數值。

　　比較部分程序見圖4：信號b000702表示轉運車處于運行狀態，r300003r為編碼器傳送的脈沖數，r402601、r402602分別為程序初始化時依據初始停車點位置賦予的終點停車點減速、停止的脈沖值。圖中上面的輸出為b000703，有信號表示轉運車慢速;下面輸出為b000704，有信號表示轉運車停止。

　　該部分軟件設計比較簡單，關鍵是能否準確及時快速的取到編碼器的數值，編碼器是靈敏度比較高的元器件，干擾可能使計數出現較大誤差。本系統的調試過程中，一旦打開變頻器，計數便開始出現紊亂，甚至當編碼器靜止的時候，計數模塊仍然不停的向上計數，這充分說明變頻器對編碼器及其接收模塊的影響很大。

　　變頻器運行時，能產生功率較大的諧波，對其他設備干擾性較強，其干擾途徑主要分為電路耦合、電磁輻射、感應耦合等等。解決變頻器干擾的方法很多，主要有對干擾源屏蔽，對變頻器的輸出線傳管，使變頻器柜和plc柜保持一定距離，將變頻器模擬信號線和電機動力線穿上消磁環，將變頻器的載波頻率設在最低值等。本系統因受的干擾比較大，幾乎使系統不能工作，因此采用了屏蔽干擾源的措施，即用一個金屬罩將變頻器柜蓋住并接地。屏蔽后系統正常。

　　4 結束語

　　用編碼器取代減速開關、行程開關，既方便了系統程序的設計，也大大減少的維護人員的工作量，故障率低，準確度高，值得廣大工程技術人員借鑒。