编码器应用概述

一、编码器应用概述

在中型、大型高炉的炉顶控制系统中，为提高布料准确度、精确控制料流速度，实时探测高炉料面，需要获得某些关键设备的正确位置。这些位置（或角度）通过与机械转轴连接的编码器来读取。如下图所示：

图1 炉顶系统中编码器应用示意图

这些关键设备的控制情况如下：

Ø下料闸通过下料闸的开度（γ角）大小来控制下料速度。

Ø溜槽通过溜槽实现环形布料。其中，包括有控制倾动的上倾、下倾角度（α角）和控制溜槽旋转角度（β角， 0～360o）

Ø 探尺通过探尺来探测高炉料面深度。

二、三种常见编码器的型号特点

1、FRABA绝对式多圈并行编码器的主要参数如下：

表1 编码器（FRABA）主要参数2、Eltra多转绝对型并行编码器的主要参数如下

表2 编码器（Eltra）主要参数3、TURCK绝对型单转轴型编码器的主要参数如下：

表3 编码器（Turck）主要参数

三、三种编码器的接线方式

1、FRABA编码器是数字量的，它连接到PLC的数字量模块，编码器出来的1颗线对应模块的1位。一共连接了23颗线，其中，2颗电源线，21颗信号线。21颗信号线中，每转的分辨率为8192=213，用到13颗线；最大转数为256=28，用到8颗线。具体接线方式如下：

表4 编码器（FRABA）接线

2、Eltra编码器也是数字量的。一共连接了16颗线，其中，2颗电源线，14颗信号线。14颗信号线中，每转的分辨率为1024=210，用到10颗线；最大转数为16=24，用到4颗线。具体接线方式如下：

表5 编码器（Eltra）接线

3、Turck编码器是模拟量的。它连接到PLC的模拟量模块。编码器旋转时，输出4～20mA 的电流信号。具体接线方式如下：

表6 料流、倾动、回转编码器（Turck）接线

这其中，I+为电流环路的输入；I-为电流环路的输出；ST为SET输入，用于复位编码器，设定为4mA；VR即Up/down输入，当该值为0时，轴顺时针旋转时，输出渐增的电流值，逆时针时，输出渐减的电流值；该值为1时，则相反。连带模件的接线图如下：

图2 编码器（Turck）模件接线图

四、程序实现

1.编码器（FRABA）的程序实现

• 将编码器的21位二进制值读出来。这里，我们用一个32位的DWORD型变量MD0来存放读出的编码器数值，如图所示：

图3编码器（FRABA）数值对应图

计算出编码器旋转一圈，对应的探尺实际距离，这里假设实际距离为L0，则探尺的探测距离 L=MD0/8192 ＊ L0

2.编码器（Eltra）的程序实现

其编程设计思想与东探尺基本类似。唯一不同的是，西探尺的编码是格雷码，而非二进制码，编程时，要先将格雷码转换成为二进制码，其转换方法为：保留格雷码的最高位作为二

进制码的最高位，而次高位二进制码为高位二进制码与次高位格雷码相异或，而二进制码的其余各位与次高位二进制码的求法相类似。

这样读取14为格雷码编码的编码器数值的方法如图所示，这里用MW4来存放读取的编码器数值：

图4 编码器（Eltra）数值对应图

3.编码器（Turck）的程序实现

这种编码器是模拟量信号。进入PLC后，4～20mA电流信号转换为0～27648.这里，以回转为例，假设，在回转角度为00时，对应的模入值为PIWmin；回转角度为3600时，对应的模入值为PIWmax；那么，当回转转到某角度β时，对应的模入值为PIW，下列等式是成立的：

β/360 = （PIW- PIWmin）/ （PIWmax - PIWmin）

即：β=（PIW- PIWmin）/ （PIWmax - PIWmin）＊ 360