Hengstler可編程編碼器在麥爾茲窯的應用

在麥爾茲窯給料系統(tǒng)中，單葉片提升機是其核心設(shè)備。當出現(xiàn)機械沖尖、變頻器變速控制、鋼絲繩從線圈上松開和扭曲等錯誤時，這將直接影響生產(chǎn)。單葉片進給控制采用西門子PLC和變頻器控制，并在單葉片運行時使用接近開關(guān)信號作為上限、下限、上變速、下變速和等待位置。機械限位開關(guān)用作單葉片操作期間的上限和下限。雖然單晶片進給控制有上限、下限和下限保護，但現(xiàn)場惡劣的環(huán)境會影響接近開關(guān)和機械限位開關(guān)的使用壽命，導致頂部沖孔等設(shè)備事故。所以需要在軟件保護的原始保護基礎(chǔ)上增加一個Hengstler編碼器，可以使單斗更加可靠。

Hengstler可編程編碼器應用原則

根據(jù)工作原理，Hengstler編碼器可以分為兩種類型：增量編碼器和絕對編碼器。增量編碼器將位移轉(zhuǎn)換為周期性電信號，然后使用表示位移大小的脈沖數(shù)將其轉(zhuǎn)換為計數(shù)脈沖。絕對編碼器的每個位置對應于確定的數(shù)字代碼。當編碼器工作電源突然斷電時，編碼器的輸出代碼值與斷電前一樣有效，具有記憶功能。因此，亨士樂絕對編碼器顯示僅指測量的開始和結(jié)束位置，而不指測量的中間過程。

Hengstler的可編程絕對編碼器AMG11用于單刀片進給。該編碼器具有精度高、穩(wěn)定性好、通用性強的特點。Hengstler絕對編碼器安裝在工業(yè)場所，并通過耦合器連接到絞車齒輪減速器的旋轉(zhuǎn)軸上（見圖1）。傳輸信號通過PROFIBUS DP通信電纜傳輸。絞車卷筒轉(zhuǎn)動帶動齒輪減速器運行時，編碼器轉(zhuǎn)軸同時轉(zhuǎn)動。在這一點上，給予者開始工作并計算沖動。計數(shù)脈沖被傳輸?shù)絇LC的CPU進行處理和計算。當單鏟超過設(shè)定行程，程序計算結(jié)果超過設(shè)定參數(shù)時，PLC輸出信號作用于外部控制電路，單鏟超過上限報警并停止運行，通過軟件有效防止單鏟向上撞擊。鏟斗進給系統(tǒng)中編碼器的工作原理如圖2所示。


圖1編碼器安裝圖


圖2 編碼器在單斗上料系統(tǒng)中的工作圖

亨士樂編碼器主要參數(shù)

一般參數(shù)：市電電壓：+9V~+30V；最大轉(zhuǎn)速：3500 r/min；最大軸重：軸向50N，徑向150N；允許工作溫度：-20C-85C；單圓形13位，每轉(zhuǎn)8192步；16位以上，每轉(zhuǎn)65536步。

PROFIBUS DP參數(shù)：電氣輸入和輸出絕緣；波特率為9.6~12MBit/s；地址1-99可調(diào)；空載功耗：250mA；有三種類型的電纜附件設(shè)備用于布線。

麥爾茲窯硬件配置

麥爾茲窯應用中PLC主站采用S7-400系列，CPU功能分級，模塊齊全，綜合性能強。她有很強的溝通能力，能夠處理分布式系統(tǒng)[2]。因此，AMG11編碼器可以作為DP從站與PLC通信。首先配置S7-400主站，然后配置從站。配置編碼器從站時，需要具有現(xiàn)場總線接口的AMG11系列的GSD文件。該文件指示I/O地址從哪個插槽開始，該插槽之前的地址為“空”。因此，在配置過程中，將編碼器CSD文件插入硬件配置目錄STEP7，并指定I/O地址以進行編程。硬件配置完成后，如圖3所示。

編碼器的編程與調(diào)試

根據(jù)麥爾茲窯現(xiàn)場生產(chǎn)條件和施工要求，耐火材料廠單斗提升機（也稱斜橋）跑道約44米。雖然單斗在上升或下降過程中有兩級保護，但基于可靠性要求，單斗進給系統(tǒng)軟件的安全保護點上限應設(shè)置在上限和上限之間，并與上限和上限保持合理距離（根據(jù)實際要求調(diào)整）。其下部安全保護點應設(shè)置在下限和下限之間，并與下限和下限保持合理距離。這兩種安全保護應在使用編程方法的程序中定義，如比較指令、切換指令、相位和相位指令（程序序列縮寫）。編程時，有必要了解單鏟斗操作中的輪次以及完成輪次后的剩余步驟。根據(jù)每個鏟斗的長度約為44米，滾筒的直徑為0.8米，編碼器每轉(zhuǎn)需要8192步。程序收集8192個點（收集地址由文件GSD指定），編碼器在2圈后收集8192 x2個點，以此類推。通過計算單個桶從下到上澆注所需的轉(zhuǎn)數(shù)，大約為17圈；亨士樂編碼器的每一步旋轉(zhuǎn)和單個葉片操作的距離約為0.307mm。

這樣，您可以首先在程序中設(shè)置轉(zhuǎn)數(shù)，然后計算單斗旋轉(zhuǎn)17圈后Hengstler絕對值編碼器達到設(shè)定點所需的步數(shù)，然后進行設(shè)置。在故障排除過程中，理論計算與實際情況存在一些差異，鋼絲繩的膨脹和收縮在一定范圍內(nèi)變化，因此應根據(jù)實際情況確定調(diào)整參數(shù)。如果單斗未達到上限或下限，并且Wince屏幕上觸發(fā)報警，則表示必須將設(shè)定的步數(shù)（8 192步以內(nèi)）添加到程序中設(shè)定的原始17圈中。在運行階段開始時需要反復調(diào)試，直到達到控制要求。在單桶的日常操作中，如果運行17個循環(huán)后執(zhí)行的步數(shù)超過設(shè)定的步數(shù)，屏幕上會發(fā)出警報，單桶會自動停止，以防止單桶機械向上撞擊。

Hengstler絕對編碼器在麥爾茲窯單斗加料過程中應用多年。盡管也存在一些問題，例如鋼絲繩拉伸時編碼器可能存在缺陷（此時需要重置參數(shù)），編碼器組合器未安裝和平衡，導致聯(lián)軸器在旋轉(zhuǎn)過程中損壞。然而，這些問題在實踐中得到了解決?？偟膩碚f，在單鏟進料過程中使用絕對編碼器進行保護，有效地防止了由穩(wěn)定控制、上限接近開關(guān)等引起的設(shè)備故障，大大提高了控制的準確性和可靠性，確保了穩(wěn)定的生產(chǎn)運行。

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