絕對值編碼器及其在鋼鐵治煉中的應用

本文簡要介紹了絕對值編碼器的工作原理，并以轉(zhuǎn)爐氧槍的定位為例，重點介紹了絕對值編碼器的實際應用和注意事項。

絕對值編碼器簡介

光電編碼器是一種集成了光學、機械和電氣技術(shù)的數(shù)字傳感器。它是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出波上的機械幾何位移轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字量的傳感器。它可以精確地測量被測物體的角度或線性位移。根據(jù)測量方法的不同，它可以分為旋轉(zhuǎn)編碼器和線性編碼器。根據(jù)編碼方法，它可以分為絕對值編碼器、增量編碼器和混合編碼器。

絕對值編碼器使用光學信號掃描表盤上的格雷碼表盤（連接到傳輸波），以確定測量對象的絕對位置值。圓形表盤上有幾個徑向同心的代碼通道，每個通道由透明和不透明扇區(qū)組成。相鄰代碼通道的數(shù)量是兩倍，表盤上的代碼通道數(shù)量是二進制數(shù)字的數(shù)量。表盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)是與每個代碼通道相對應的光敏元件。如果碼盤位于不同的位置，則每個光敏元件根據(jù)其是否被點亮來轉(zhuǎn)換相應的電平信號，并形成十進制數(shù)。這種編碼器的特點是它不需要計數(shù)器，可以讀取與軸上任何點的位置相對應的固定數(shù)字代碼。顯然，代碼軌跡越多，分辨率就越高。對于具有二進制N位分辨率的編碼器，其代碼盤必須具有N個條形碼磁道。絕對值編碼器使用自然二進制或循環(huán)二進制（葛蔡碼）方法進行光電轉(zhuǎn)換。其特點是：1。在一個檢測周期內(nèi)，不同角度有不同的格雷碼，因此編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是唯一的；2.無累積誤差；3.電源關(guān)閉后位置信息不會丟失

絕對值編碼器應用示例

絕對值編碼器廣泛用于鋼鐵冶煉，通常用于測量轉(zhuǎn)爐中氧氣槍的位置和鋼包車的位置。以轉(zhuǎn)爐氧槍位置測量為例，將一個25位并行輸出絕對值編碼器連接到提升電機上。通過對編碼器輸出值的轉(zhuǎn)換和比較，實現(xiàn)了手槍位置的確定和行程控制。

轉(zhuǎn)換方法如下：25位并行輸出絕對值編碼器的輸出信號是通過25個開關(guān)輸入點連接到PLC的25位二進制代碼。在PLC中，編碼器通過二進制到十進制轉(zhuǎn)換的實際輸出范圍為0-226-1。編碼器和PLC也可以通過Profibus和DriverNet等總線進行通信，直接讀取編碼器數(shù)據(jù)。通過總線進行通信可以實現(xiàn)更多功能，例如重置或分配編碼器值。但對局部環(huán)境也有一定的要求，如局部環(huán)境差、電磁干擾大、溫度高等問題。由于難以修復總線錯誤，因此不建議使用這種總線通信方法。

假設在實踐中編碼器總是正向旋轉(zhuǎn)（即編碼器的旋轉(zhuǎn)值從0變?yōu)?26-1），其初始值與旋轉(zhuǎn)次數(shù)之間的關(guān)系如圖1所示。手槍位置和編碼器值的校準允許控制手槍位置。首次使用時，需要根據(jù)現(xiàn)場實際槍位和編碼器的輸出值調(diào)整槍位，并更改PLC程序中的相關(guān)參數(shù)。因此，在未來的維護和維修過程中，當更換編碼器時，必須重新調(diào)整槍的位置。

校準方法和原理如下：

（1） 與機電安裝人員確認設備安裝到位，觀察編碼器輸出值，確認第24個值在輸出值0的第25位。校準前，確保編碼器輸出值接近量程中心，以避免編碼器值從0變?yōu)?26-1或226-0時導致的槍位置跳躍。盡管25位絕對值編碼器的輸出范圍足夠大，可以滿足上槍行程范圍校準的要求，但如果這個問題得不到解決，在初始安裝階段，這個問題仍然會對未來的正常生產(chǎn)構(gòu)成潛在威脅。

（2） 將上手槍保持在一定高度，測量手槍頭部與參考平面的實際距離為y1，并根據(jù)該高度記下編碼器值x1。將上部手槍移動到不同的高度，測量手槍頭部與參考平面的實際距離為V2，并根據(jù)該高度記錄編碼器值x2。使用以下公式計算相關(guān)參數(shù)a和b，并更改PLC程序中相應位置的參數(shù)值。完成了上炮的定標和定標工作。

校準完成后，有必要將程序中相應的噴槍比較值（例如，內(nèi)部和外部吹點的編碼器值的比較值等）調(diào)整為新參數(shù)，這一點不再贅述。

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