更換開度儀表與旋轉(zhuǎn)編碼器新方法

徐鐘聲

（湖北咸寧三合機(jī)電股份有限公司南水北調(diào)中線干線工程液壓?jiǎn)㈤]機(jī)設(shè)備維護(hù)項(xiàng)目部，河北 保定074200）

1 旋轉(zhuǎn)編碼器的基本概念

旋轉(zhuǎn)編碼器是可用來測(cè)量位移并配合PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)定位的裝置。按內(nèi)部碼盤的刻孔方式不同分類，旋轉(zhuǎn)編碼器分為增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器。

增量式編碼器是將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成技術(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，需用計(jì)數(shù)設(shè)備來記憶位置。當(dāng)停電后，編碼器不能有任何移動(dòng)或外部干擾。否則丟失脈沖，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)飄移，解決方式是增加參考點(diǎn)，將參考點(diǎn)位置修正成計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置，為此在每次斷電后就要先找參考點(diǎn)，一般采用開機(jī)找零等方法,但這種方式在液壓?jiǎn)㈤]機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制麻煩，條件也不允許。

絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線以2、4、8、16依次編排，在編碼器的每一個(gè)位置可獲得一組2n-1次方的唯一2進(jìn)制編碼，位置唯一，抗干擾，斷電無影響，不需要找參考點(diǎn)，方便使用，在液壓?jiǎn)㈤]機(jī)項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛。

2 開度儀表和旋轉(zhuǎn)編碼器使用環(huán)境分析

目前，在南水北調(diào)工程中，開度儀表和旋轉(zhuǎn)編碼器24 h處于高溫工作狀態(tài)，開度儀表和旋轉(zhuǎn)編碼器作為一種電子產(chǎn)品，正常使用壽命有限，標(biāo)準(zhǔn)電容壽命2 000～5 000 h，惡劣環(huán)境除外，在使用過程中從量變到質(zhì)變，最多能保證5年的正常使用時(shí)間。

在南水北調(diào)工程中，采用絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器與油缸活塞桿連接，閘門在開啟或關(guān)閉時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器與活塞桿同步運(yùn)動(dòng)，將位移信號(hào)編制成2進(jìn)制電碼傳送到開度儀表，開度儀表將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)。

通常旋轉(zhuǎn)編碼器反映的是活塞桿行程絕對(duì)值，而正常工作時(shí)開度儀表要求顯示閘門實(shí)際開度值，但活塞桿行程絕對(duì)值不等于閘門實(shí)際開度值，他們是一個(gè)曲線鋸齒波型關(guān)系。比如，南水北調(diào)工程中用的最多的是雙缸弧形門。在制造工藝、安裝過程、土建施工、環(huán)境等諸多因素的影響下，造成鋸齒波型拐點(diǎn)不一，一旦旋轉(zhuǎn)編碼器或開度儀表損壞，需要更換，在不影響調(diào)水的情況下，運(yùn)行維護(hù)人員不想重新對(duì)開度儀表編程，又不能將閘門落到底部清零，如何更換開度儀表和旋轉(zhuǎn)編碼器是一個(gè)值得探討的問題。

3 更換編碼器新方法

假設(shè)在南水北調(diào)工程的一個(gè)站點(diǎn)，雙缸弧形門左缸開度顯示5 000 mm，右缸開度顯示0 000 mm。啟、閉門操作，右缸數(shù)據(jù)無變化，經(jīng)查明右缸旋轉(zhuǎn)編碼器已壞，這時(shí)先微調(diào)閘門，使左右水平，開度尺對(duì)應(yīng)5 000 mm處。拆下右缸已壞的旋轉(zhuǎn)編碼器，裝上同型號(hào)旋轉(zhuǎn)編碼器，先通電在開度儀上預(yù)置這支旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)向。這時(shí)右缸旋轉(zhuǎn)編碼器會(huì)顯示一個(gè)數(shù)據(jù)，假設(shè)這個(gè)數(shù)據(jù)為abcd，很顯然與實(shí)際開度值不符，現(xiàn)在我們用“曹沖稱象”法來解決這個(gè)問題，步驟如下：

（1）將斷電后的右缸（原顯示abcd）編碼器連接到一支測(cè)試用的開度儀表上，此時(shí)開度儀表顯示值設(shè)為efgh，記下這個(gè)數(shù)據(jù)。

（2）將測(cè)試的開度儀表，連接到另外1支同型號(hào)測(cè)試用的編碼器上。

（3）旋轉(zhuǎn)測(cè)試開度儀表，使其也顯示efgh值，此時(shí)efgh值雖然與新?lián)Q右缸旋轉(zhuǎn)編碼器abcd顯示數(shù)據(jù)不同，但2進(jìn)制編碼相同。

（4）從測(cè)試開度儀表上拆下測(cè)試用旋轉(zhuǎn)編碼器（旋轉(zhuǎn)編碼器別轉(zhuǎn)動(dòng)），連接到現(xiàn)場(chǎng)控制面板的開度儀表上。

（5）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試用的旋轉(zhuǎn)編碼器，使其連接開度儀表顯示值為5 000-abcd=IJKL（此操作相當(dāng)稱重去皮）。

（6）將控制面板上的開度儀表右缸數(shù)據(jù)IJKL預(yù)置清零（去皮完成）。

（7）在轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器或操作開度儀表過程中，注意觀察現(xiàn)場(chǎng)同一運(yùn)行周期內(nèi)，觸摸屏顯示開度是否與開度儀表顯示一致。

（8）將原來先換上的右缸編碼器和控制面板上開度儀表連接。此時(shí)，編碼器更換完成，啟門與閉門操作開度儀表顯示正常。

4 更換開度儀表新方法

一般開度儀表內(nèi)部由三部分組成：顯示板、程序板、驅(qū)動(dòng)板。更換開度儀表只需對(duì)程序板完成設(shè)置便可。

（1）外部參數(shù)設(shè)置：換表前先記錄舊表的所有參數(shù)，輸入A路上限、B路上限、A路下限、B路下限、控1值、控2值、訊晌值。

（2）內(nèi)部參數(shù)設(shè)置：先校對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器類型轉(zhuǎn)向，將舊表通信地址、波特率、奇偶校驗(yàn)參數(shù)輸入，然后推算15段拐點(diǎn)修正值，對(duì)應(yīng)一一輸入。

（3）儀表當(dāng)前開度值設(shè)置：用一只備用編碼器分別連接舊表和新表，轉(zhuǎn)動(dòng)備用編碼器，使舊表與新表當(dāng)前開度保持一致，按確定鍵貯存。

（4）開度儀表的零位設(shè)置：用一只備用編碼器分別連接舊表與新表，旋轉(zhuǎn)備用編碼器使新表的AJ等于舊表A0，BJ等于B0，最后分別對(duì)新開度儀表左右預(yù)置清零重啟。

完成以上4個(gè)程序，則新開度儀表更換成功。

5 結(jié)語

簡(jiǎn)而言之，開度儀表和編碼器更換新方法，是用一塊備用的測(cè)試儀表和一支備用的旋轉(zhuǎn)編碼器作為中介，避免了旋轉(zhuǎn)編碼器顯示不同步、閘門活塞桿的位移絕對(duì)值與閘門實(shí)際開度值不對(duì)稱等困擾，在不進(jìn)行開度儀表編程、不將閘門落底清零、不影響調(diào)水的前提下，快速便捷地更換了開度儀表和旋轉(zhuǎn)編碼器。此方法適用平板門、單缸弧形門、雙缸弧形門等環(huán)境，此技術(shù)在水利閘控系統(tǒng)中具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。