编码器在装船机闭环控制系统中的应用及故障分析
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系统 能 及时 发 现 ， 自动 纠 正 偏 差 ， 制 其 稳 定 输 并 控 出 。闭环反 馈 控 制 系统 的核 心 部 件 是 检 测 反 馈 元
件—— 编码 器 。
图 ２ 变 频 器 一编 码 器 信 号 连 接 图
双 通 道 （ Ａ一，Ｂ、 Ａ、 Ｂ一） 。
该编码器 与变频 器 的编 码伺 服控 制单 元进 行 电 气连接 （ 见图 ２ 。同时 ， ） 变频器 主控 系统程 序设 置为
积 累 了一 些避 免故 障和排 除故 障 的经 验 。
编码 器控制 ， 其驱动程 序与编码器 系统 参数相 匹配。
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ：ｔｌｓ ｏ ｉ ｂ ｏ ｅ ｒ ｈ ｎ ｅ ｂ ｅ ｐ ｔｎ ｉｌｅ ｅ ｇ ｏ ｄ；ｃｏ ｅ ｌｏ ｏ ｔｏｌ ｇ ｓ ｓ ｍ ；ｆ ｕｔ ｄ ｅ ｅ ｃ ｐｃ ｏ ｍ ｇ ａ ；ｃ ａ ｇ ａ ｌ ｏｅ ｔ ｎ ｒ ｙ ｌａ ａ ｌｓ ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｙ ｔ ｉ ｅ ａ ｌ ｓ
变 频 器 主 控 板 编 码 控 制 单 元 Ｔ １ Ｂ ０
１ 编 码 器 反馈 闭环控 制 系统 组成 及 原 理
１ １ 闭 环 控 制 系统 的 组 成 及 原 理 ．
装 船机 臂架伸缩 机 构闭环 反馈控 制 系统 由 Ｐ Ｃ Ｌ 控 制 、 频 器 驱 动 、 码 器 检 测 等 部 分 组 成 （ 图 变 编 见
１ 。系统运 行时通 过 Ｐ Ｃ发 出控 制 信 号 ， ） Ｌ 变频 器 驱 动 系统按指 令输 出 ， 同时 利用 编 码 器 对 电机 输 出 速
度进 行检 测 的反 馈信 号来控 制 系统 。当 系统 受到 外
界 或 内部 扰动 负载 的影 响 ， 使被 控量偏 离 给定值 时 ，
维普资讯
Ｐ ｒ Ｏｐ ｒｔ ｎ ２ ０ ． ． （ ｅｉｌＮ ． ７ ｏｔ ｅａｉ ０ ７ Ｎｏ ２ Ｓ ｒ ｏ １ ２） ｏ ａ
编码 器 在 装 船 机 闭环 控 制 系 统 中的 应 用 及 故 障分 析
天 津 港 （ 团 ） 份 有 限公 司焦 炭 码 头 分 公 司 苏 玉江 集 股
过变频 驱动 电机 、 减速箱 、 开式 齿轮 和齿 条等组 件驱
动 内臂 架伸 出和缩 回。装船 机伸缩 臂架 总质量 约 为 １０ｔ 臂 架 伸 缩 工 作 的俯 仰 角 度 范 围 为 一１ 。～ ２ ， ２ ＋３ 。在 运行 中存在 较大且 可变 的位 能负 载 。该 机 ０， 构采 用 了控 制精 确 的 编码 器 反馈 的 闭环 控 制 系统 ， 以保 证在 可变 位能负 载时臂 架伸 缩动 作 的稳 定 。在 实 际运行 中 ， 系统 曾 多 次发 生 故 障 。笔 者通 过 对 系 统 原理 的研究 和故 障分析 ， 加深 了对该 系统 的理 解 ，
ｏ ｅｅ ｃ ｐｃ ｂ ｏ ｏ ｏｋ ｈｉ ｏ ｄｅ ｎ ｔ＇ ｏ ｐ ｓｔ ｎ． Ｔｈｅ ｐ ｐｅ ｌｏ ａ ａｙ ｅ ｔ ｙ ｃ ｌｆｕ ｔ ａ ｅ ｉ ａ ｔｃ ｎ ｆｔｌ ｓ ｏ ｉ ｏ ｍ ｆｃ ｅ ｓ ｐ ｌ ａ ｒａ ｄ ｉ ｃ ｍ ｏ ｉｉ ｓ ｏ ａ ｒ ａｓ ｎ ｌｚ ｓ ｉｓ ｔｐｉａ ａ ｌ ｃ ｓ ｓ ｎ ｐｒｃｉ ｅ ａ ｄ ｇｖ ｓａ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｆ ｒｔｅ ｆ ｕｔａ ｏｄｉｇ ａ ｄ ｄ ｂｕ ｇｎ ｉｅ ｅ ｅｅ ｃ ｏ ｈ ａ ｌ ｖ ｉ ｎ ｎ ｅ ｇ ｉｇ．
图 １ 闭 环型编 码 器 ， 主 要 技 术参 数 其 如下 ： 工作 电压 为 １ Ｃ （ ２Ｖ Ｄ 由变频 器 提 供 ） 分 辨 ，
率为 １ ２ ／ 输 出 电压为 ９ Ｖ Ｄ 输 出相 为 Ａ、 ４ Ｐ Ｒ， ０ Ｃ， Ｂ
Ｃ ｋ ｅｍｉａ ａ ｃ ｆＴａ ｊｎ Ｐ ｒ Ｇｒｕ ）Ｌｍｉ ｄ Ｃ ｒ ｏａｉｎ Ｓ ｊａ ９ ｏ ｅＴ ｒ ｎ ｌ ｎ ｈ ｏ ｉｎｉ ｏｔ（ ｏ ｐ ｉ ｔ ｏｐ ｒｔ ｕ Ｙｕ ｉｎ Ｂｒ ｅ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｅ ｐ ｉｃ ｐｅ ｏ ｌｓ ｅ ｄ ａ ｋ ｌｏ ｏ ｔ ｌ ｎ ｙ ｔｍ ｆｅ ｃ ｄ ｒａ ｏ ｔｄ ｉ ｅ ｒ ｈ ｓ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｓ ｈ ｒ ｉ ｌ ｆａ ｃｏ ｅ ｆ ｅ ｂ ｃ ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｌ ｇ ｓ ｓｅ ｏ ｎ ｏ ｅ ｄ ｐｅ ｎ ｇ ａ ｎ ｏｉ
摘 要 ：阐述焦炭专用装船机臂架伸缩机构所采用的编码器反馈闭环控制系统的组成和工作原 理 ， 分析实
际 应用 中 的典 型故 障案 例 ， 介绍 避 免 和排 除故 障 的经 验 。
关键词 ： 臂架伸缩机构 ； 可变位能负载 ； 闭环控制 系统 ； 故障
Ｔ ｅ Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｃ ｄ ｒ ｉ ｏ ｅ ｏ ｐ Ｃｏ ｔｏ ｌ ｇ Ｓ ｔｍ ｎ Ｓ ｉ ｏ ｄ ｒａ ｄ Ｉｓ Ｆａ ｌ Ａｎ ｌｓｓ ｈ ｐ ｉ ｔｏ ｆＥｎ ｏ ｅ ｎ Ｃｌ ｓ ｄ Ｌ ｏ ｎ ｒ ｌｉ ｓｅ ｉ ｈ ｐ Ｌ ａ ｅ ｎ ｔ ｕ ｔ ｃ ｎ ａ ｙ ｉ
天 津 港焦 炭 码头 公 司 配备 了 ２台 １８０ ｔｈ的 ０ ／
焦 炭专 用装船 机 ， 机是 一种 具有整 机移 动 、 架伸 该 臂
缩、 臂架俯 仰 、 皮带 机输送 和 溜筒柔性 卸料 等功 能 的
专 业化连 续装 船机 械 。每台装 船机臂 架 伸缩机 构配
置 ２套驱 动 系统 ， 别安装 在装 船机 外臂架 两侧 ， 分 通
件—— 编码 器 。
图 ２ 变 频 器 一编 码 器 信 号 连 接 图
双 通 道 （ Ａ一，Ｂ、 Ａ、 Ｂ一） 。
该编码器 与变频 器 的编 码伺 服控 制单 元进 行 电 气连接 （ 见图 ２ 。同时 ， ） 变频器 主控 系统程 序设 置为
积 累 了一 些避 免故 障和排 除故 障 的经 验 。
编码 器控制 ， 其驱动程 序与编码器 系统 参数相 匹配。
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变 频 器 主 控 板 编 码 控 制 单 元 Ｔ １ Ｂ ０
１ 编 码 器 反馈 闭环控 制 系统 组成 及 原 理
１ １ 闭 环 控 制 系统 的 组 成 及 原 理 ．
装 船机 臂架伸缩 机 构闭环 反馈控 制 系统 由 Ｐ Ｃ Ｌ 控 制 、 频 器 驱 动 、 码 器 检 测 等 部 分 组 成 （ 图 变 编 见
１ 。系统运 行时通 过 Ｐ Ｃ发 出控 制 信 号 ， ） Ｌ 变频 器 驱 动 系统按指 令输 出 ， 同时 利用 编 码 器 对 电机 输 出 速
度进 行检 测 的反 馈信 号来控 制 系统 。当 系统 受到 外
界 或 内部 扰动 负载 的影 响 ， 使被 控量偏 离 给定值 时 ，
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编码 器 在 装 船 机 闭环 控 制 系 统 中的 应 用 及 故 障分 析
天 津 港 （ 团 ） 份 有 限公 司焦 炭 码 头 分 公 司 苏 玉江 集 股
过变频 驱动 电机 、 减速箱 、 开式 齿轮 和齿 条等组 件驱
动 内臂 架伸 出和缩 回。装船 机伸缩 臂架 总质量 约 为 １０ｔ 臂 架 伸 缩 工 作 的俯 仰 角 度 范 围 为 一１ 。～ ２ ， ２ ＋３ 。在 运行 中存在 较大且 可变 的位 能负 载 。该 机 ０， 构采 用 了控 制精 确 的 编码 器 反馈 的 闭环 控 制 系统 ， 以保 证在 可变 位能负 载时臂 架伸 缩动 作 的稳 定 。在 实 际运行 中 ， 系统 曾 多 次发 生 故 障 。笔 者通 过 对 系 统 原理 的研究 和故 障分析 ， 加深 了对该 系统 的理 解 ，
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图 １ 闭 环型编 码 器 ， 主 要 技 术参 数 其 如下 ： 工作 电压 为 １ Ｃ （ ２Ｖ Ｄ 由变频 器 提 供 ） 分 辨 ，
率为 １ ２ ／ 输 出 电压为 ９ Ｖ Ｄ 输 出相 为 Ａ、 ４ Ｐ Ｒ， ０ Ｃ， Ｂ
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摘 要 ：阐述焦炭专用装船机臂架伸缩机构所采用的编码器反馈闭环控制系统的组成和工作原 理 ， 分析实
际 应用 中 的典 型故 障案 例 ， 介绍 避 免 和排 除故 障 的经 验 。
关键词 ： 臂架伸缩机构 ； 可变位能负载 ； 闭环控制 系统 ； 故障
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天 津 港焦 炭 码头 公 司 配备 了 ２台 １８０ ｔｈ的 ０ ／
焦 炭专 用装船 机 ， 机是 一种 具有整 机移 动 、 架伸 该 臂
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专 业化连 续装 船机 械 。每台装 船机臂 架 伸缩机 构配
置 ２套驱 动 系统 ， 别安装 在装 船机 外臂架 两侧 ， 分 通