歐姆龍編碼器在鼓風爐加料系統(tǒng)中的應用

　　1引言

　　韶關冶煉廠密閉鼓風爐加料系統(tǒng)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(tǒng)、轉運車系統(tǒng)、吊車系統(tǒng)、鼓風爐料鐘系統(tǒng)、鼓風爐探料桿系統(tǒng)、冷焦加料系統(tǒng)。轉運車運行于提升塔與排料區(qū)之間，將備料倉中的物料運至提升塔下，轉運車在排料區(qū)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?shù)竭_預定停車點前收到減速開關或編碼器發(fā)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(xiàn)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(tǒng)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(yōu)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(tǒng)plc采用abb公司的ac800m，接收編碼器信號的計數(shù)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(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)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(shù)模塊，每個通道有一個數(shù)字輸入和一個數(shù)字輸出，每個通道共有5種計數(shù)模式，根據(jù)生產實際，本次選用a相向上計數(shù)，b相向下計數(shù)。dp820接受編碼器的信號，根據(jù)旋轉的方向來判斷向上向下計數(shù)。轉運車運行過程中，每個停車點、減速點都有固定的計數(shù)值，通過比較來判斷轉運車的方向、速度、狀態(tài)dp820的模塊參數(shù)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(tǒng)啟動時，程序自動選擇塔下停車記憶→根據(jù)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(xù)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(tài)根據(jù)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(shù)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(qū)相應停車點的脈沖數(shù)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(qū)9個停車點的脈沖計數(shù)值。

　　比較部分程序見圖4：信號b000702表示轉運車處于運行狀態(tài)，r300003r為編碼器傳送的脈沖數(shù)，r402601、r402602分別為程序初始化時依據(jù)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(shù)值，編碼器是靈敏度比較高的元器件，干擾可能使計數(shù)出現(xiàn)較大誤差。本系統(tǒng)的調試過程中，一旦打開變頻器，計數(shù)便開始出現(xiàn)紊亂，甚至當編碼器靜止的時候，計數(shù)模塊仍然不停的向上計數(shù)，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(huán)，將變頻器的載波頻率設在最低值等。本系統(tǒng)因受的干擾比較大，幾乎使系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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。