绝对值编码器在推焦车中的应用

绝对值编码器在推焦车中的应用

本文通过实际技术应用，从装置原理、选型、技术调试应用等多方面论述了绝对值编码器在焦炉推焦车推焦杆行程和速度控制中的应用。首先，从技术和安全的角度解释了工厂设计中考虑的各种因素，最后，通过比较增量编码器和绝对值编码器的原理和特性，确定了选择绝对值编码器的原因。随后，通过作者的个人工程实例，详细介绍了一种特定的绝对值编码器的应用，包括硬件配置、软件编写和使用注意事项。还解释了使用的一些细节。对绝对值编码器在焦炉推焦车中的应用进行了广泛的阐述。



7.63米焦炉是一种大型、自动化程度高的现代化环保焦炉。移动式焦炉机采用先进技术，自动化水平高，炉号自动检测，单点定位停车，定位精度+5mm。在7.63米焦炉的四辆大型车中，推焦机体积最大，控制最复杂，控制精度最高。其主要功能是通过推杆将成熟焦炭推出炭化室，并按照2-1中间工艺，用扁煤棒将装入装煤车的煤压扁。完成这两项任务的焦化棒和碳棒及其控制系统已成为焦化棒中最重要的两个设备系统。它们的驱动由变频器牵引电机完成，行程的位置检测和精度控制由编码器水实现。本文简要讨论了编码器的器件选择和实际技术应用。

设备选择

在工业控制的定位系统中使用接近开关和光开关已经很成熟，并且在某些条件下易于操作。然而，控制焦炭推杆和煤杯并不是一个容易的位置控制，而且在整个行程中有更复杂的算法，根据驾驶要求有不同的速度。同时，高温的现场环境使一般接近开关安装位置无法保证可靠使用，增加了系统硬件组成和布线的复杂性。日常维护工作也将增加，但可靠性远远不能满足要求。编码器的特点是，除了定位之外，它还可以知道具体位置，转换移动速度，并与变频器合作，非常方便地控制它。只需一个编码器就可以同时解决多个控制位置，并且完全可以安装在安全的地方。解决了接近开关设备现场安装、易受应力损坏、受安装环境限制等问题。它在日常维护、使用和降低运营成本方面具有优势。因此，在工程实践中选择编码器作为位置检测装置。

为什么选择绝对值编码器而不是相对便宜的增量编码器？这是由考虑到工艺和安全因素的绝对值编码器和增量编码器的操作特性决定的。增量编码器（旋转式）由一个中心轴刻有圆形和暗线的光电编码器盘组成，通过光电发射和接收将其转换为电脉冲信号输出。计数器对脉冲信号进行处理以获得相应的位置信息。其优点是基本结构简单，抗干扰能力强。缺点是无法输出轮毂的绝对位置，并且在电源关闭后位置信息丢失。通常情况下，在停电前位置信息无法保持。绝对值编码器与增量编码器的不同之处在于，它们可以直接输出数字量的编码值。在圆形代码盘上，有透明和不透明的扇区，它们形成了几个同心的代码通道。如果码盘处于不同的位置，则产生相应的电平信号以形成二进制码并输出绝对位置信号。绝对值编码器的特性是它不需要计数器，并且可以读取（或转换）轴上任何位置的绝对行程位置值。更重要的是，绝对值编码器在电流断开后不会丢失其位置信息，并且可以在断电前保持位置信息。

从技术和安全的角度来看，如果电源因任何原因突然中断，增量编码器的使用将不可避免地停止工作，并且在重新通电后，有必要校准或分配相对计数零位置。在焦炭棒或扁煤棒的工作过程中，这是绝对不允许的，因为在1000摄氏度左右的炭化室中，如果焦炭棒和扁煤棒由于故障而在炭化室中多停留一分钟，这是非常危险的。随着时间的推移，由于压焦棒和煤棒的高温变形，可能会造成设备损坏，甚至更严重的事故。因此，有必要了解恢复供电后焦炭推杆和煤柱的实际位置，以便控制系统能够根据实际位置进行安全控制。当然，通过程序控制和其他手段，可以保持当前错误的位置信息，或者在错误的情况下使用替代值来进行特殊处理和控制，但可靠性，尤其是安全性降低了。因此，选择绝对值编码器作为焦炭推杆和输煤杆的位置信号检测装置。

技术实际应用

2.1在实践中，由于设备的操作环境和室外灰尘含量高，在购买编码器时增加了一个IP65的外壳，以提高其保护性，确保其可靠使用，从而延长了其使用寿命。在技术实践中，编码器DP作为PLC系统的变电站与PLC控制器通信。

实际过程是在西门子S7系统中安装GSD文件并配置相应的硬件（需要STEP7 V5.4及更高版本）。在硬件配置中，主要任务是配置DP地址、输入/输出通道地址和设备的一些必要参数。在此之前，编码器地址dip开关应设置为与配置中的DP地址相匹配。打开编码器的保护外壳和端盖，并通过二进制地址dip开关进行调整。

在完成推焦车现场安装接线并成功进行连接测试后，有必要对编码器进行初始化。根据编码器初始化规则：在数据交换模式中，数据的最高位置被设置为0，然后数据的最高地位被设置为1，剩余的位被写入必须分配给编码器的二进制形状值。这将初始化编码器中的值。分配成功后，将数据的最高位更改回0。这里需要注意的一点是，在写入计数零点时，写入包括0在内的任何值都是合理的。然而，在实际应用中，建议避免推焦器和碳棒来回移动的机械位置起点的0值，最好输入大于0的偏移。这可以避免在回退过程中由于机械惯性和其他原因导致负值超过零而导致的数据处理困难。

为了确定调试期间代码值与直线度之间的转换关系，必须确定校正计算系数。实际操作过程是将推焦机和推煤机在试验位置缓慢移动一定距离，测量实际距离，然后与编码器读取的数字值进行比较计算。经过几次测试和调整，误差被消除，并进行连续校正，最终获得准确的系数。通过这种方式调试后，编码器的值依次对应焦炭推杆和给煤杆的实际行程。以下程序是编码器的编码值通过转换系数转换为聚焦杆的直接行程的实际部分：

这里需要考虑的另一个问题是，根据操作习惯和工艺要求，编码器的值在向前移动时增加，在向后移动时减少。如果由于安装或硬件配置原因，计数方向与实际值不匹配，可以更改配置中的设置，使计数方向与真实值匹配。

在技术应用中，编码器作为推焦车位置信号识别装置参与控制，从而在不同的位置条件下实现对不同速度的精确控制。在安全方面，还使用了一个相对简单、经济的光电接近开关作为边界保护，安装在焦炭滑杆和采煤杆的后部，不仅避免了高温范围，还避免了高速范围。同时，在软件中写入程序，在特殊情况下自动和手动操作编码器，使其恢复到原始值，并采取其他措施确保设备的安全、可靠和稳定运行。

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