【摘要】本文对编码器的工作原理、作用、分类特点以及实际应用进行分析，以供参考和借鉴。 【关键词】设备编码器；原理；作用；分类；应用
一、前言
编码器是一种通信信号设备，对于工业生产发挥着重要作用。通过对其原理和特点的分析能够对实际应用提供一些指导。
二、编码器的工作原理
编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC火花塞中心电极、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光
就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，旋转编码器也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给变频器，从而调节变频器的输出数据。 当旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方波脉冲，这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理。
三、编码器作用
编码器Encoder为传感器(Sensor)类的一种，主要用来侦测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，除了应用在产业机械外，许多的马达控制如伺服马达、BLDC伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出所以应用范围相当广泛。根据检 led间隔柱测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，分为增量式编码器和绝对式编码器。光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移—数字变换的，从50年代开始应用于机床和计算仪器，因其结构简单、计量精度高、寿命长等优点，在国内外受到重视和推广，在精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面得到广泛的应用。
通过旋转编码器检测电机转速，将检测信号送回控制设备(如PLC)，由控制设备计算转速的误差值rrggg(使用带晶体管接口的PLC，将编码器接近开关信号输入到PLC高速输入接口，再在PLC内编制相关程序，即可算出当前速度)，并进一步调整输出值，改变电机的电压或电流，从而使电机转速稳定在某个设定值，起到检测转速的作用。电机轴上加装编码器可形成有反馈矢量的控制方式。在大型轧钢厂增量式编码器主要用于辅传动，翻钢构，推床等，绝对式编码器用于换辊机械手。
四、编码器分类及特点
1、增量式编码器特点
增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辨率时，可利用90度相位差的A、B两路信号进行倍频或更换高分辨率编码器。
2、绝对式编码器特点
绝对式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或BCD码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。绝对式编码器的测量范围常规为0—360度。
五、案例分析讨论
1、水喷嘴UR轧机OS侧立辊入口编码器故障分析
精轧区域编码器进行第三次模拟时，TCS系统发出报警，UR轧机OS侧立辊入口现场液压缸抖动频繁。对运行程序进行研究发现，伺服阀输出异常，改为手动模式后，液压缸未发现问题，编码器数值和伺服阀输出恢复正常。改回自动模式重新校准，液压缸又开始抖动无法完成校准。对程序编码器PEAK值进行研究发现，数值持续增加，故认为编码器出现
故障。对接线柜线路重新处理，仍存在问题，更换编码器后再次校准，现场液压缸动作恢复正常。编码器出现故障其PEAK值达到10000以上，检查线路后仍跳变，判断编码器已损坏。对该编码器更换初值日期，同时拆缸，未发现液压缸里面有水或油。对编码器进行检查未发现有油、水或锈蚀现象，可以判断中编码器已经受损。通过多次分析，一般当编码器PEAK值超过20时，需要更换，更换过程中要确保专用工装完全插入后再进行编码器的拆装工作。
2、BD上辊平衡编码器故障分析
粗轧换辊过程中发现，上辊平衡梁不动作，查看程序发现两侧平衡缸编码器数值均为零。首先对编码器电源进行检查，经测量地面接线柜与机架顶接线柜内的电源均正常;随后检查SM338模板，同时检测平衡梁两侧的编码器线路，均未发现异常。将模板更换完毕后，从程序内观察两侧读数均为零，拆除旧编码器更换新编码器后恢复正常。旧编码器都已弯曲变形，这是由液压缸内壁与编码器摩擦造成的。总结分析，轧钢过程事故原因主要为编码器损坏，用发生器调节过程中由于先导阀芯犯卡，导致不动作。
油箱设计3、针对故障制定的措施
（1)每班点检记录编码器PEAK值，超过20汇报有关单位，利用合适时间进行更换。
（2)编码器更换过程中务必精心操作，确保专用工装完全插入后再进行编码器的拆装工作，今后更换过程中损坏编码器按一般设备事故考核责任单位。
4、如何判断编码器好坏
利用数字万用表的直流电压档来检测编码器“A相”对地电压和“B相”对地电压(编码器一定要均速转动)。如果其中有一相电压为0V或始终为高电位，可以确定编码器发生故障;如果其中有一相对0V的电压始终处于高电位或低电位附近，那么编码器存在故障;如果“A相”和“B相”均为0V(数字地)电压，或处在工作电源电压一半附近的话，那么编码器运行正常。
六、编码器日常维护
1、防震与防污
编码器是一个精密的测量元件，本身密封很好，但在使用环境要求上和拆装时要与光栅尺一样注意防震和防污。污染容易出现在导线引出段、接插头等部位，做好这些部位的防护措施，可以有效延长编码器使用时间，减少故障发生。
2、做好编码器的连接
连接问题分为联接松动和连接调整不当。编码器的连接方式有内装式和外装式。内装式与机床伺服电动机同轴安装，如西门子1F75、IFr6伺服电动机上的ROD320编码器;外装式安装于传动链的末端，当传动链较长时，这种安装方式可以减小传接链累积误差对位置检测精度的影响。由于辊道震动引起连接松动，往往会影响位置控制精度，避免过钢震动引起内部紧固件松动脱落，造成内部短路。另外，在有些交流伺服电动机内装式编码器除了具有位置检测功能外，还同时具有测速和交流伺服电动机转子位置检测的作用。因此，编码器连接松动还会引起进给运动的不稳定，影响交流伺服电动机的换向控制。
对于编码器通过带传动连接的形式，如果传动带调整过紧，给编码器轴承施加力过大，容易损坏编码器。
七、结束语
无感电阻器
总之，编码器对于设备的正常运行具有重要意义，大大提高了设备的维护效率，其应用的范围也将更加广泛。
参考文献
[1]陈运.信息论与编码[J]北京:电子工业出版社，2012.
[2]王艳敏，谈工业编码器的应用[J]，信息科技，2013,22（15）：56
作者简介：云刚，1985-12，男，蒙古族，内蒙古呼和浩特市，内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，专业：数控技术 .
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议