双输出值真多圈编码器用于闸门开度仪控制

2009年11月23日 16:19:57人气：3798来源：上海精浦机电有限公司

水闸闸门控制，涉及到防洪、排洪，引水、排污，通船、发电等应用，其控制安全性越来越重要，现在设计已要求手动现地应急控制与远程自动控制都要独立考虑，而对于值多圈编码器的使用，不再使用增量值编码器或单圈值编码器，也几乎已经为行业规范了。过去，水闸控制中，值多圈编码器大多选用了SSI（同步串联）输出信号，而现在设计安全性的要求下，遇到了两个困难：

一．原SSI编码器的两个困难

1． SSI信号手、自控制无法独立。

SSI信号为时钟同步串联信号，点对点传输，时钟发送与信号接收只能为同一个设备，如果编码器信号连接现地闸门开度仪表，就不能再给自动控制的PLC信号，而只能由闸门开度仪表再输出信号给PLC，这样，系统的可靠性都建立在闸门开度仪上，而SSI闸门开度仪售价高，厂家良莠不齐，存在较大安全隐患；如果编码器信号直接输出给PLC，只有少数欧洲品牌PLC有SSI接口，如西门子S7-300（S7-200就没有），这样造价高，可选面少，而且现地手动控制的信号要依赖于自动控制的PLC给，失去了手动应急控制的意义。

2． SSI信号端口无法插入防雷器，较易被损坏。

SSI信号为“同步”串联信号，其实并不*同步，其由接收设备发送时钟到编码器，编码器再发送信号到接收设备，内部“同步”比较，有一个同步时间差的范围要求，一旦插入防雷器，或电缆较长、电缆不专业，信号的同步性超出了偏差范围，数据就会跳码，而无法正常工作。我公司过去多年研发过SSI防雷器，在实验阶段都可以符合同步性偏差范围，可在现场条件下，往往无法保证SSI信号的同步性而跳码，而不得不放弃。由于无法加入信号防雷器，SSI编码器每年被打坏的数量很多，包括德国品牌的，例如江苏三河闸，使用63个德国品牌SSI编码器，每年被雷击打坏的约3-5个。

二．值编码器双输出信号的解决方案

为了解决如上的问题，三峡水电站是用了两套闸门开度传感器作为备份，这样对于大多数闸门控制是不现实的。在与国内水利设计单位及业主的多方讨论后，我们推出了双输出值真多圈编码器，用于闸门开度仪的手、自独立并冗余控制，如下示意图：

GAX60..LB值真多圈编码器，双信号输出为传统的4—20mA和总线型RS485信号，这两种信号几乎所有的PLC都有可连接的接口，而连接的仪表也可以从大部分正规的仪表厂家找到。

这个方案的特点如下：

1． GAX60..LB编码器为机械齿轮组真多圈值编码器，外形安装尺寸*与原来的德国进口SSI编码器相同，安装上可直接替换。编码器外壳防护等级为IP67，温度等级为-40度—80度，符合水利潮湿、高低温的使用。

2．双输出的信号为4—20mA和RS485，可传输距离400米—1000米（依据电缆），符合直接远传要求；此两种信号都有成熟的、大量已使用的防雷器，对信号端口（无论是编码器还是接收设备）可起到保护作用。

3．所有的PLC都可以有4—20mA接口，大部分的PLC也可以连接RS485信号，这样对于PLC的可选面就大大增加，成本就可以下来；而4—20mA和RS485信号，也可以找到标准的、成熟的仪表，以增加仪表的可靠性并降低成本。PLC和仪表，可以相互选择使用4—20mA信号还是RS485信号。

4．编码器双信号分别进手动现地控制与自动PLC控制，两套控制既可以独立，又可以相互冗余，控制安全性可以大大增强，而成本却可以下降。由于可以增加安装防雷器，今后的维护备件成本也下降了。

三．讨论参考：

1．载荷保护控制。由于相当多的卷扬式提升机需要载荷保护，同样可选择4—20mA输出的载荷传感器，此方案中，闸门开度仪表可选用2路输入的4—20mA输入仪表。

2。卷扬提升机。此方案不仅仅可用于水闸闸门开度仪控制，同样可用于各类有安全要求的卷扬提升机高度控制，例如钢铁厂炼铁高炉小车送料控制等（已有成功案例）。

关键词：编码器

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