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荷重开度仪

WTG-AS开度(高度)仪

WTG-AS 开度(高度)仪

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          我公司生产的WTG系列开度(高度)仪是专门用于测量、显示和控制启闭机、门机、吊车等起重设备开度(高度)的自动化测控仪器。用它可以实现起重设备开度(高度)指示数字化及控制自动化,是起重设备不可缺少的现代化设备。


     

    一、设备的用途
    主要用于闸门的开度(包括直门与弧形门)及各种位移的测量,显示,及控制,达到工业自动一体化的目的。

    二、设备的构成
    整套仪表由主机仪表和高度传感器(即编码器)构成。主机仪表与高度编码器由专用屏蔽信号线缆连接。

    三、设备的介绍
    要了解开度(高度)仪的原理,应该先了解编码器的原理,下面对编码器做一个比较简单的介绍:
    1.编码器是一个什么样的设备?
    编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
    2.编码器的分类
    按照工作原理编码器可分为增量型和绝对型两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。这也是绝对型编码器比增量型编码器性能更稳定,精确度更高,抗干扰能力更强,无需掉电记忆的原因。这一点我们下面马上就会讲到。
    3.增量型编码器与绝对型编码器的区别
    增量型编码器在转动时输出脉冲,通过仪表读取来知道当前位置,当编码器不动或停电时,通过仪表的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能丢失脉冲,不然,计数设备记忆点就会偏移,而且这种偏移的多少是无从知道的,只有比较数据后才能知道。
    绝对编码器光码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线......编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。绝对编码器一般均选用串行输出或总线型输出,绝对型编码器串行输出最常用的是SSI(同步串行输出)。
    4.单圈与多圈编码器
    单圈编码器就是指编码器在工作360°以后又回到原点重新开始记录,所以对测量的量程有所限制。
    多圈编码器就是当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,多圈编码器的测量范围大,并且点数会有很多富余,因此在调试或者安装时不用对零位,安装调试都非常方便。
    总结:从以上说明可以看出
    1)简单来说,在开度仪上,编码器实际上就是一个记录位移的设备,并把相应的唯一通过特定的方式传输;
    2)绝对型编码器的每个点是唯一的,所以它不受停电,干扰的影响,并由于分辨率(每圈有2的N次方点)非常高,所以测量的精度也大大提高;
    3)绝对型编码器输出分并行输出与串行输出,并行输出接线比较多,遇到工况复杂的时候,还需要对信号进行隔离,有时候不太方便,所以,一般选用同步串行输出(SSI)。
    5.绝对型编码器的分辨率
    以我公司使用的丹麦斯堪纳SAG-WT-1213-C100-CRW型号的绝对型编码器为例,该编码器为串行格雷码输出,有效圈数为2(12次方)共计4096圈,单圈点数为2(13次方)共计8192个点,这样,编码器就有33554432个独立点用于测试。
    那为什么说绝对型编码器的精度高呢?我的计算公式为:单圈高度÷单圈总点数;很明显,单圈点数决定精度,打个比方说,一个直径为2米的卷筒,其周长为直径×3.14=6.28米;那么卷筒转一圈,编码器也随着卷筒转一圈,如果编码器为4095个点,则精度为6.28米÷4095=0.001533米=1.533毫米;如果编码器一圈有8192个点,则精度为6.28米÷8192=0.0007666米=0.766毫米;比较后可以得出点数越多的编码器分辨率更高,测量的精度也相应提高。

    丹麦斯堪纳(SAG)绝对型编码器

     
          该编码器为丹麦原装进口的绝对型编码器,该编码器为串行格雷码输出,有效圈数为2(12次方)共计4096圈,单圈点数为2(13次方)共计8192个点,供电电压为DC12V(我公司仪表),轴径为¢10。
          该编码器为增量型,最高响应频率为100KHz,供电电压为DC12V(我公司仪表),输出形式为NPN开路输出。特点是提高脉冲上升沿,同时,抗干扰能力加强,主要用于中等开关频率范围。
    1.融电子技术,微电脑技术为一体,并按照国家相关标准进行生产;
    2.自主开发单片机系统,操作简单;
    3.可根据实际现场情况设定各极限控制点;
    4.测量范围:0-99.99米,显示精度为0.01米(1CM);
    5.可配置4-20mA标准模拟量输出及RS485通讯。

    我公司单片机处理编码器的精度:
          上面已经介绍过编码器的精度问题,那么,仪表又是如何去分辨的呢?我公司的仪表在处理编码器信号的时候可以完全接收到编码器的信号:4096圈*8192点,那么比方说,闸门起升高度为10米,编码器转40圈,那么1米=4圈,点数为4×8192=32768点,则每点对应的高度为1÷32768=0.00003米=0.03毫米,这是我仪表所能反应出来的分辨率,但是在实际应用当中,基本不需要显示到这么精确,所以我公司的仪表的显示只精确到厘米,但是并不代表仪表分辨率不高。

    机电一体化:
    机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。
    机电一体化包括机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器、动力源五部分组成。
    主机仪表
    目前我公司开度仪为WTG-AS型:

    型号 供电 信号 控制点 显示 通讯 安装方式
    WTG-AS AC220V 可接入一路重量信号 最多5个(常规3个) 数码管显示 可选配4-20mA及RS485 嵌入式

     
    用途:对编码器的信号进行接收,采样,分析,处理,识别,显示,控制。
    工作原理:


    WTG-AS型启闭机综合监控仪     参数表
    显示屏 数码管*2 重量测量范围 0m~+99.99m
    系统综合误差 ≤5%(F.S) 分辨力 1cm
    环境温度 -20℃~60℃ 动作误差 ≤±3%(F.S)
    环境相对湿度 90﹪RH(20℃)不能结露 工作电压 AC220V ±15﹪
    整机功耗 <35W    
    报警音量 >60db 输出方式 开关量
    防护等级 IP54 4--20mA
    安装方式 嵌入式 RS485


    现场安装图
     
          从图上可以看出,在开度(高度)的测量中加入了机械行程限位,并通过机械加工件将机械行程限位与编码器连接,形成一体化动作,编码器输出信号进入仪表处理,并通过电子单元实现显示,控制,执行。从而达到机电一体化。
          机电一体化的优势是机械和微电子技术紧密集合,实现控制的多元化,智能化,使整个设备的性能得到更大的保障。
          想了解开度(高度)仪的原理以及编码器的选择,首先要了解编码器的原理与传输方式,并根据现场实际需要来确定所需要的设备,传感技术与电子技术也在不断发展之中,所以,只有不断吸收多方面的精华,才能使自身的知识得到更大的提升,更好的致力于这个行业。
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