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荷重開度儀

WTG-AS閘門開度(高度)儀

WTG-AS 開度(高度)儀

          我公司生產的WTG係列閘門開度(高度)儀是專門用於測量、顯示和控製啟閉機、門機、吊車等起重設備開度(高度)的自動化測控儀器。用它可以實現起重設備開度(高度)指示數字化及控製自動化,是起重設備不可缺少的現代化設備。


     

    一、設備的用途
    主要用於閘門的開度(包括直門與弧形門)及各種位移的測量,顯示,及控製,達到工業自動一體化的目的。

    二、設備的構成
    整套儀表由主機儀表和高度傳感器(即編碼器)構成。主機儀表與高度編碼器由專用屏蔽信號線纜連接。

    三、設備的介紹
    要了解閘門開度(高度)儀的原理,應該先了解編碼器的原理,下麵對編碼器做一個比較簡單的介紹:
    1.編碼器是一個什麽樣的設備?
    編碼器是將信號或數據進行編製、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。
    2.編碼器的分類
    按照工作原理編碼器可分為增量型和絕對型兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈衝,用脈衝的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼,因此它的示值隻與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。這也是絕對型編碼器比增量型編碼器性能更穩定,精確度更高,抗幹擾能力更強,無需掉電記憶的原因。這一點我們下麵馬上就會講到。
    3.增量型編碼器與絕對型編碼器的區別
    增量型編碼器在轉動時輸出脈衝,通過儀表讀取來知道當前位置,當編碼器不動或停電時,通過儀表的內部記憶來記住位置。這樣,當停電後,編碼器不能有任何的移動,當來電工作時,編碼器輸出脈衝過程中,也不能丟失脈衝,不然,計數設備記憶點就會偏移,而且這種偏移的多少是無從知道的,隻有比較數據後才能知道。
    絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線......編排,這樣,在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進製編碼(格雷碼),這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的,它不受停電、幹擾的影響。絕對編碼器一般均選用串行輸出或總線型輸出,絕對型編碼器串行輸出最常用的是SSI(同步串行輸出)。
    4.單圈與多圈編碼器
    單圈編碼器就是指編碼器在工作360°以後又回到原點重新開始記錄,所以對測量的量程有所限製。
    多圈編碼器就是當中心碼盤旋轉時,通過齒輪傳動另一組碼盤(或多組齒輪,多組碼盤),在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼,以擴大編碼器的測量範圍,這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器,多圈編碼器的測量範圍大,並且點數會有很多富餘,因此在調試或者安裝時不用對零位,安裝調試都非常方便。
    總結:從以上說明可以看出
    1)簡單來說,在開度儀上,編碼器實際上就是一個記錄位移的設備,並把相應的唯一通過特定的方式傳輸;
    2)絕對型編碼器的每個點是唯一的,所以它不受停電,幹擾的影響,並由於分辨率(每圈有2的N次方點)非常高,所以測量的精度也大大提高;
    3)絕對型編碼器輸出分並行輸出與串行輸出,並行輸出接線比較多,遇到工況複雜的時候,還需要對信號進行隔離,有時候不太方便,所以,一般選用同步串行輸出(SSI)。
    5.絕對型編碼器的分辨率
    以我公司使用的丹麥斯堪納SAG-WT-1213-C100-CRW型號的絕對型編碼器為例,該編碼器為串行格雷碼輸出,有效圈數為2(12次方)共計4096圈,單圈點數為2(13次方)共計8192個點,這樣,編碼器就有33554432個獨立點用於測試。
    那為什麽說絕對型編碼器的精度高呢?我的計算公式為:單圈高度÷單圈總點數;很明顯,單圈點數決定精度,打個比方說,一個直徑為2米的卷筒,其周長為直徑×3.14=6.28米;那麽卷筒轉一圈,編碼器也隨著卷筒轉一圈,如果編碼器為4095個點,則精度為6.28米÷4095=0.001533米=1.533毫米;如果編碼器一圈有8192個點,則精度為6.28米÷8192=0.0007666米=0.766毫米;比較後可以得出點數越多的編碼器分辨率更高,測量的精度也相應提高。

    丹麥斯堪納(SAG)絕對型編碼器

     
          該編碼器為丹麥原裝進口的絕對型編碼器,該編碼器為串行格雷碼輸出,有效圈數為2(12次方)共計4096圈,單圈點數為2(13次方)共計8192個點,供電電壓為DC12V(我公司儀表),軸徑為¢10。
          該編碼器為增量型,最高響應頻率為100KHz,供電電壓為DC12V(我公司儀表),輸出形式為NPN開路輸出。特點是提高脈衝上升沿,同時,抗幹擾能力加強,主要用於中等開關頻率範圍。
    1.融電子技術,微電腦技術為一體,並按照國家相關標準進行生產;
    2.自主開發單片機係統,操作簡單;
    3.可根據實際現場情況設定各極限控製點;
    4.測量範圍:0-99.99米,顯示精度為0.01米(1CM);
    5.可配置4-20mA標準模擬量輸出及RS485通訊。

    我公司單片機處理編碼器的精度:
          上麵已經介紹過編碼器的精度問題,那麽,儀表又是如何去分辨的呢?我公司的儀表在處理編碼器信號的時候可以完全接收到編碼器的信號:4096圈*8192點,那麽比方說,閘門起升高度為10米,編碼器轉40圈,那麽1米=4圈,點數為4×8192=32768點,則每點對應的高度為1÷32768=0.00003米=0.03毫米,這是我儀表所能反應出來的分辨率,但是在實際應用當中,基本不需要顯示到這麽精確,所以我公司的儀表的顯示隻精確到厘米,但是並不代表儀表分辨率不高。

    機電一體化:
    機電一體化又稱機械電子學,英語稱為Mechatronics,它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的後半部分組合而成。
    機電一體化包括機械本體、檢測傳感部分、電子控製單元、執行器、動力源五部分組成。
    主機儀表
    目前我公司開度儀為WTG-AS型:

    型號 供電 信號 控製點 顯示 通訊 安裝方式
    WTG-AS AC220V 可接入一路重量信號 最多5個(常規3個) 數碼管顯示 可選配4-20mA及RS485 嵌入式

     
    用途:對編碼器的信號進行接收,采樣,分析,處理,識別,顯示,控製。
    工作原理:


    WTG-AS型啟閉機綜合監控儀     參數表
    顯示屏 數碼管*2 重量測量範圍 0m~+99.99m
    係統綜合誤差 ≤5%(F.S) 分辨力 1cm
    環境溫度 -20℃~60℃ 動作誤差 ≤±3%(F.S)
    環境相對濕度 90﹪RH(20℃)不能結露 工作電壓 AC220V ±15﹪
    整機功耗 <35W    
    報警音量 >60db 輸出方式 開關量
    防護等級 IP54 4--20mA
    安裝方式 嵌入式 RS485


    現場安裝圖
     
          從圖上可以看出,在開度(高度)的測量中加入了機械行程限位,並通過機械加工件將機械行程限位與編碼器連接,形成一體化動作,編碼器輸出信號進入儀表處理,並通過電子單元實現顯示,控製,執行。從而達到機電一體化。
          機電一體化的優勢是機械和微電子技術緊密集合,實現控製的多元化,智能化,使整個設備的性能得到更大的保障。
          想了解閘門開度(高度)儀的原理以及編碼器的選擇,首先要了解編碼器的原理與傳輸方式,並根據現場實際需要來確定所需要的設備,傳感技術與電子技術也在不斷發展之中,所以,隻有不斷吸收多方麵的精華,才能使自身的知識得到更大的提升,更好的致力於這個行業。
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