編碼器在工業(yè)快速開門機(jī)中的應(yīng)用

　　工業(yè)快速門，是指最快移動(dòng)速度可達(dá)到2-2.5米/秒以上的快速打開、關(guān)閉的卷簾門，或者根據(jù)通行物高度可調(diào)節(jié)指定開度的快速打開與關(guān)閉的自動(dòng)定位控制。傳感器的加入可以解決傳統(tǒng)的普通開門機(jī)普遍使用的電位器精度低的問題。

　　卷簾門的快速打開，尤其是按可調(diào)的指定開度打開及關(guān)閉，極大的減少了人員或車輛（如叉車，貨車，工作設(shè)備等通行物）進(jìn)出門的操作等待時(shí)間?？焖匍T的高速啟閉，同時(shí)對(duì)無塵環(huán)境控制較高的車間及特殊區(qū)域極其適用，能有效阻止粉塵，昆蟲及污濁空氣的流入。同時(shí)在冷庫(kù)與工廠烘房、工廠環(huán)境保護(hù)等使用快速門可以減少能耗，達(dá)到節(jié)能減排效益。工業(yè)快速門在歐美、日本等發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家早已普及多年。特別是生產(chǎn)型企業(yè)，車間與車間之間必定有快速門分隔。如果是食品、醫(yī)藥類的企業(yè)，更是政府強(qiáng)制規(guī)定的，必須要用快速卷門隔離，防止產(chǎn)品受到二次污染。目前，在國(guó)內(nèi)新建的制藥、食品、半導(dǎo)體、冷庫(kù)及汽車廠等行業(yè)廠房，都需要安裝快速門。在國(guó)家新一輪的節(jié)能減排推動(dòng)下，工業(yè)快速門的推廣應(yīng)用也能為工廠與冷庫(kù)的節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)，并為用戶產(chǎn)生效益。

　　工業(yè)快速門的快速打開或在指定可調(diào)開度的快速打開與關(guān)閉，這種快速控制需要用變頻電機(jī)或伺服電機(jī)控制才能夠達(dá)到快速準(zhǔn)確定位控制，但是使用伺服電機(jī)的成本偏高，在快速門使用場(chǎng)合沒有必要，目前絕大部分是使用簡(jiǎn)單的PLC加變頻電機(jī)的控制。

　　使用PLC加變頻電機(jī)的控制方案中，對(duì)于啟動(dòng)加速、減速、停車的位置及速度反饋有多種方式，一種是以接近開關(guān)等位置開關(guān)組信號(hào)反饋的半開環(huán)控制，一種是以增量編碼器的信號(hào)做連續(xù)位置反饋的位置閉環(huán)控制，再有一種是用全量程絕對(duì)值編碼器做絕對(duì)位置反饋的位置閉環(huán)控制。

　　而過去傳統(tǒng)的普通開門機(jī)普遍使用的電位器精度低，已無法滿足快速門的快速連續(xù)多點(diǎn)的加減速及停車控制精度要求。以下是各種傳感器的比較：

　　1.以接近開關(guān)等開關(guān)類的反饋控制原理，由于僅僅是提供單點(diǎn)的位置反饋，減速曲線是依賴于現(xiàn)場(chǎng)慣性阻力推算的，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)慣性阻力特性改變，例如春夏秋冬的阻力改變，系統(tǒng)新舊的阻力改變，現(xiàn)場(chǎng)各種其他因素介入的改變，這種固定單點(diǎn)反饋及控制卻無法改變，而無法達(dá)到一致性的準(zhǔn)確減速與停車，有時(shí)錯(cuò)過剎車點(diǎn)而到位不停車，造成關(guān)門撞門，而有時(shí)又無法關(guān)緊門，這種方法實(shí)際上在安裝多個(gè)開關(guān)或自制多開關(guān)集成盒的成本也不低，更帶來維護(hù)上的不方便。另外，在新的推廣發(fā)展中，工業(yè)快速門還需要根據(jù)通行物高低，可調(diào)節(jié)開門的開度，這種用接近開關(guān)的控制模式無法滿足開度可調(diào)的控制要求。事實(shí)上在經(jīng)過多年的快速門應(yīng)用廠家的實(shí)踐中，已經(jīng)證明這種方法較為落后，不希望再使用這種方法。

　　2.以增量編碼器信號(hào)反饋?zhàn)鑫恢瞄]環(huán)反饋想法，按這種想法可以知道快速門移動(dòng)的連續(xù)位置，有效控制器調(diào)整變頻電機(jī)的速度，達(dá)到快速調(diào)整加、減速并停車的控制要求。但是，在實(shí)際使用中，由于變頻器內(nèi)部的逆變干擾信號(hào)容易對(duì)于增量脈沖的干擾（變頻器都有內(nèi)部直流-交流逆變的原理）、電磁抱剎的突發(fā)電磁信號(hào)對(duì)于增量脈沖的干擾，依據(jù)增量信號(hào)反饋停車的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)很難保持一致性，增量編碼器在電機(jī)停電-剎車的時(shí)間滯后段也常常無法再獲得準(zhǔn)確信號(hào)，而變得誤差有累計(jì)。

　　另外，依據(jù)國(guó)外工業(yè)快速門安全性標(biāo)準(zhǔn)（強(qiáng)制規(guī)定），快速門出于安全的考慮需有手自兩用關(guān)閉門功能，增量編碼器在停電手動(dòng)開關(guān)門后位置丟失，必須依賴于外部信號(hào)重新確定原始點(diǎn)位置。

　　根據(jù)上述出現(xiàn)的問題，有些廠家不得不選用了接近開關(guān)+增量編碼器的方案，也即上述1+2的兩種反饋組合的方案，以開關(guān)信號(hào)補(bǔ)償增量編碼器位置的丟失。但是那樣的話，成本大大增加了，也帶來了維護(hù)上的很不方便。

　　3.以GEX系列全行程絕對(duì)值編碼器為代表的全行程絕對(duì)值編碼器位置連續(xù)反饋。GEX編碼器是一種創(chuàng)新的全行程的絕對(duì)值多圈編碼器，其內(nèi)部為非接觸式絕對(duì)值碼盤，而且不僅僅是在360度的單圈測(cè)量，也能依賴于內(nèi)部類似鐘表齒輪的原理測(cè)量多圈絕對(duì)值位置信息，全行程絕對(duì)值編碼，當(dāng)停電后可以全行程移動(dòng)而位置信息不丟失。應(yīng)用于工業(yè)快速門的GEX系列編碼器一般選用RS485數(shù)字信號(hào)輸出，可以連接所有類型的小型PLC的RS485接口，這樣用戶選擇控制器面廣造價(jià)較低，再加上GEX系列編碼器本身也是走國(guó)產(chǎn)價(jià)格推廣路線，價(jià)格已經(jīng)與同級(jí)別的增量編碼器相近，為此很受用戶歡迎。GEX全行程絕對(duì)值多圈編碼器一般安裝于減速箱端，提供全行程的連續(xù)絕對(duì)位置反饋，控制器依賴于其全位置信息，快速做出變頻電機(jī)的加減速、停車調(diào)整，由于這個(gè)是內(nèi)部全行程絕對(duì)值的編碼，且以RS485數(shù)字信號(hào)傳遞，對(duì)于前述的變頻器逆變干擾、電磁抱剎的干擾、停電及手動(dòng)后的移動(dòng)，都沒有影響，而始終提供全行程的絕對(duì)值位置反饋，控制器依此可以做出的控制指令能夠確保完全的一致性，從而實(shí)現(xiàn)快速門快速準(zhǔn)確重復(fù)精度高的控制要求。另外，對(duì)于新推廣的開門開度根據(jù)通行物可調(diào)的要求，及安全性保障可手自兩用開門的要求，由于是全行程絕對(duì)值位置信號(hào)，不受停電下滑或干擾的影響，可在任意高度位置設(shè)置開度，完全滿足工業(yè)快速門今后技術(shù)發(fā)展的需要。為此，選用GEX全行程多圈絕對(duì)值編碼器，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試變得極為方便，從而可以大大節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試成本，以及今后的售后維護(hù)成本，其使用經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)比選用增量編碼器或接近開關(guān)組來得突出。

　　另外，由于GEX編碼器是全行程絕對(duì)值位置信號(hào)，在各種情況下都可以提供開門機(jī)連續(xù)的全行程的位置，停電后手動(dòng)全行程關(guān)閉門或停電慣性下滑而對(duì)于位置信息反饋準(zhǔn)確性不影響，這對(duì)于快速門控制的使用安全性得以保證，而在國(guó)外的工業(yè)快速門的應(yīng)用中，選用絕對(duì)值編碼器以保障可以手動(dòng)、自動(dòng)開門，已成為強(qiáng)制性安全規(guī)定。

　　在最近的使用GEX38編碼器作為工業(yè)快速門的應(yīng)用中，其突出的效果與經(jīng)濟(jì)性深得開門機(jī)控制器廠家及開門機(jī)工廠應(yīng)用用戶的肯定，例如在最近的山東某汽車廠的快速門招標(biāo)中，選用GEX38編碼器的方案一舉中標(biāo)，其余的未用絕對(duì)值編碼器的方案，無論是性能指標(biāo)、使用效果，還是最終的價(jià)格可維護(hù)性，都無法與GEX38編碼器方案相比，尤其是工業(yè)快速門具有可以自動(dòng)開閉門、停電后可手動(dòng)全行程開閉門功能已是必須要求的安全性保障，而GEX編碼器為全行程絕對(duì)值多圈編碼，可以完全滿足這樣的要求。依此可以預(yù)見，安全、快速、可調(diào)，能為用戶產(chǎn)生看得見的效益，是工業(yè)快速門的發(fā)展的方向，快速開門機(jī)選用全行程絕對(duì)值編碼器（例如GEX系列絕對(duì)值多圈編碼器）已成為工業(yè)快速開門機(jī)行業(yè)的新標(biāo)桿。