摘要 现代工业对大型机械设备的自动化水平要求越来越高，而自动化的实现要求 检测元件性能绝对可靠。回转、俯仰角度及走行位置的检测是堆取料机实现自动化的主要检 测内容。实践证明，TRD-K系列绝对值编码器能满足生产要求。
关键词 堆取料机 编码器
Application of TRD-K series absolute coder in stacker-reclaimer
Bao Yaping,Yan Xiujuan
Abstract：As requirements of modern industry to automatic level of large mechanical equipm ents become more and more higher, and realization of automation requires propert ies of testing elements have absolute reliability. Rotating, pitch angle and run ning position are main testing contents for realizing automation of stacker- reclaimer. It is proved TRD-K series absolute coder can satisfied requirements o f production.
Key Words:stacker-reclaimer, coder
1 引言
随着现代化工业的发展，在矿山、码头、电厂等对堆取料机的自动化水平要求越来越高。从60年代到80年代初，国产的堆取料机全是继电器手动控制，更改工艺非常困难，操作工人劳动强度大，生产效率低。80年代末，国产堆取料机开始用PLC控制，为堆取料机实现自动控制创造了条件。自动化的实现需要三个要素：①检测元件；②控制元件；③执行元件。只有这三部分的全部性能都可靠，才能保证自动化生产的实现。对于堆取料机来说，控制元件PLC、执行元件接触器和电机的性能基本可靠。唯有检测元件的性能不可靠，这是制约自动化发展的主要因素。
2 位置检测元件应用的发展过程
80年代末以前，用自整角机检测回转、俯仰角度。输出是模拟量信号，一般只能显示，不参与控制。且机械误差比较大，有时发射端已旋转了2°或3°，接收端(操作台指示器)还没动作。后来研制的位置转换器，是利用旋转变压器，将角度的变化转化为电压的变化，将非电量转化为电信号，流程图如图1所示。
图1
由于该产品调零困难，调试时虽能满足要求，但运行一段时间后，由于工况震动大，常出现故障。现在设计的堆取料机，采用了TRD-K系列绝对值型编码器，检测回转、俯仰角及走行位置。该编码器需供10.8～26.4V直流电流，根据光电原理，输出绝对位置的格雷码。其分辨率有360、512、720或1024，即旋转一圈有360、512、720或1024码输出。该编码器安装简单，原点调整容易，信号稳定。
2 TRD-K1024-YC2编码器在堆取料机上的应用
2.1 编码器输出码的特点及系统配置
编码器输出为格雷码，其旋转一周所对应的BCD码值为0～1023。0～511格雷码的最高位是“0”，512～1023的最高位是“1”。每变一次码值只有一位发生变化，没有重码。码的变化及系统配置如图2所示。
图2
2.2 如何把格雷码变成BCD码
以SU-6B型PLC为例，把格雷码变成BCD码的一般程序如下：
2.3 编码器在回转、俯仰机构上的应用
图3
可以通过PLC将编码器输入的格雷码转变成BCD码，再转成角度值，送操作台显示。也可以用某个角度所对应的BCD码直接参与控制。自动堆料时(对于某一堆料方式)，工艺要求接到某个信号回转一定角度后自动停止；俯仰机构接到料位信号上仰一定角度后自动停止。二者的程序是一样的，其流程见图3。自动取料时，工艺对回转的要求一般为12°～72°(因料场而定)。其流程如图4所示。
图4
2.4 编码器在走行位置检测上的应用
该编码器允许最高转速为5000r/min，在速度不高时走行，可作1m/圈的机械传动。如果车速比较高，可加大齿轮速比(如图4m/圈、10m/圈)，使编码器不至于转速太高，影响码的正确传送。事实上，对于堆取料机这样的大型设备，如果采用1m/圈的速度，丢失3～5个码不致影响大局。因为编码器从0到511的最高位是“0”，从512到1023的最高位是“1”，故可根据最高位的变化次数计算圈数。然后按细码折算，加起来作为走行距离。下面，以巴基斯坦ESSA水泥厂的混匀堆取料机走行部分的检测控制为例，对编码器的应用于以说明。
图5
工艺要求(仅以某一层为例)见图5。一开始自动向90.5m方向走，行至90.5m时停车8s。然后向相反方向走，行至5.5m时停车8s再返回。这一层堆好(有料位信号)后抬臂，改变起点、终点位置再堆。机械传动是1m/圈。圈数用数据寄存器D750寄存，码数用DT51寄存。卷缆、放缆动作要比走行动作提前启动2s，停止时滞后4s。其流程见图6。
图6
3 结束语
通过在连云港等国内外现场的使用，认为这种绝对值编码器性能稳定、可靠，调整方便，不需维修；功能价格比也比同功能的角度位置转换器低得多；不需专门培训，看说明书即可使用。为此，它将会在大型机械设备上得到广泛的应用。唯一不足之处是，编码器配套产品联轴节的开孔尺寸8与出轴尺寸10配不上，需现场重新扩孔。一不小心就会把联轴节损坏，而市场上很难买到可替代的联轴节，故建议生产厂家能把联轴节的开孔改成10.5。
