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装备技术 EQUIPMENT TECHNOLOGY
造型机位移传感器的选用
Selection of Displacement Sensors for Molding Machine
刘秀玲(济南铸造锻压机械研究所,济南市250022
关键词:造型机,位移传感器,绝对值编码器
中图分类号:TG231.6;文献标识码:B;文章编号:1006-9658(2008)02-2
疱着铸造行业的高速发展,要求造型机的技术字显示,上升和下降运行也很难保证平滑运行,无法
性能愈来愈高,尤其在高速度、高精度、高平稳性能满足高精度、高性能的造型机举升行程检测。目前使
而造型机举升缸速度的控制是高性能造型机重用的增量型编码器、直线位移传感器能满足造型机
要指标,速度的控制又依赖于行程位移的数字量检行程控制的要求;但增量型编码器输出为A、B相脉
测
冲信号,当造型机断电时油缸下溜行程位移改变,重
造型机举升油缸在上升和下降过程中,每到达新上电后行程控制数字显示值和实际值就不一样
一-个位置都要求从高速一低速一高速快速地切换,各了,所以每次上电后都须重新置数才能保证行程数
个位置的定位必须精确,而且全程必须数字控制,这控准确,这样不但每次上电操作麻烦,而且影响控制
样算出到达每个位置前的缓冲位、速度斜线以保证精度。直线位移传感器因为其防护等级低,不能适应
举升油缸既快又稳地达到各个位置,降低噪声并满铸造车间恶劣的生产环境,并且行程长不便于安装。
足工艺上的要求。因此选用精确、可靠的位移传感器而绝对值编码器既有增量型编码器和直线位移传感
至关重要。
器的优点又能克服他们的缺点,所以是高精度造型
机位移传感器的较好选择。
1位移传感器的选型
要想提高造型机高精度控制,位移传感器的选2绝对值编码器的应用
型非常重要,它必需满足以几个关键性的要求:
2.1绝对值编码器的工作原理
(1)传感器必需有高质量的输出信号,而且要便
绝对值编码器的工作原理与增量编码器非常相
于与造型机主控制系统(PLC)连接;
似。事实上,它是一个转动的圆盘,带有若于透明和
(2)传感器必需有足够高的通信速率以保证造
不透明的窗口,
型机快速运行时和主控制系统(PLC)通信不丢失数
光发射器
码盘
用光电接收器
据
收集断续的光
(3)传感器最好能输出绝对值信号,保证造型机
朿,这样就把光
在断电后重新上电时所读出的实际位置值与显示的
脉冲转换成了
位置值一致;
电脉冲,然后由
(4)由于造型机工作在恶劣环境中,而且工作时
电子输出线路
有很强的振动,所以要求位移传感器要有很高的抗
进行处理,并发
于扰能力。
送出去(见图
以前大多采用机械触点或无触点行程开关控制
光接收器
造型机的速度、行程。这种方法虽然简单但需要大量
图1绝对值编码器原理示意图
绝对值编
的开关,故障率高,不易安装和走线,而且由于是有
码器的每一个
级的开关控制所以精度低,不能实现连续控制和数位置是唯一的(即绝对的),由输出代码的读数确定,
在一圏里,每个位置的输出代码读数也是唯一的。因
收稿口期:2008-01-24
文章编号:2008-015
此,当电源断电时绝对值编码器的位置不会丢失,其
作者简介:刘秀玲(1962-),女,高工,从事铸造设备电气设计工.作
数据码盘通过转轴与机械连动,如果电源再次接通,
cFMT中国铸造装备与技术2/2008
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它即可读出现时准确的位置信号,不需要退回到基DP可实现
准原点使系统从初始位置开始。同样,在经过一阵干
一一在循环的数据交换中,可以得到编码器角
扰后,可通过复读重新获得准确的位置信号。因此,位置指示
绝对值编码器不存在断电信号丢失问题,抗干扰能
可以设置每转分辨率和转数;
力强,可用于长期的定位控制
可以改变预先设定的增量计数方向(当再
绝对值编码器读出的信号可以是格雷码等数字次设置参数时);
倍号,其错码几率较小,对于后部次仪表的运算,
可以实现预设置操作,或者说可以设置编
因是数字量计算,不易增加其误差,因此,其传输及码器的限位值;
计算的数据可靠性高
可以读出诊断状态、编码器校正指示;
绝对值编码器可检测角度位置,也可通过机械
如果需要可以在总线上接入终端电阻;
联动转换成直线运动来检测线性位置。此外绝对值
设定设备地址。
编码器还有单转轴和多转轴之分。单转轴编码器提
Profibus-DP装置地址设置由连接帽中用户界面
供一圈内(360°)的位置值;多转轴编码器除了对友好的旋转开关完成;允许地址在1至99之间,设
360°角度位置有唯…的代码输出外,还包括一系列置的地址是唯一的:安装时釧下两个螺帽即可打开
齿轮传动,对转轴的转数也产生唯一的代码输出,可连接帽。在图2的例子中,编码器的地址为11。编码
连续多转工作,因此,可倍增加大量程.达到高精度,器的电源和数据线的连接也见图2。
大量程检测
月前世界上著名的编码器生产厂家生产的绝对
连接数据线和电源
型单转编码器可达25位,多转的绝对值编码器每转
8192线,转数可达8192转(13位加13位)为保证
高位数绝对值编码器的数据传输可靠性,目前世界
具
上高位数的绝对值编码器通常采用先进的通讯申行
输出技术(RS485或RS422)和现场总线接「1。采
用串行输出技术,信号传输需2根时钟线,2根数据
线,另外配以2根电源线,仅需6根线即可达到工作
及传输的目的,并具有检错功能,传输可靠性高。通
?2 FR ABA Profi)us-DP绝对值编码器的电缆连接及
过转换模块、编码器输出的信号就可进行计算。由于
地止设定
好的绝对值编码器厂家大都在德国,所以目前串行23 Profibus-DP接口绝对值编码器的应用
输出大部分是与德国西门子PLC配套的。现场总线
Profibus-DP接口形式的绝对值编码器便于和支
型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在
持相同协议的PC连接,传输数据快,数据处理方便
起,通过设定地址,用通讯方式传输信号,信号的接接线少而简单,故障率低,当前造型机和造型辅机大
收设备只需一个接,就可以读多个编码器信号。总都采用这种形式的现场总线接口编码器。这种方式
线型编码器信号遵循RS485的物理格式,其信号的的编码器便于和西门子PIC连接,在铸造车间控制
编排方式称为通讯规约、目前全世界有多个通讯規分布距离可达1000m。下面举例说明德国 FRABA
约,各有优点、还末统一。编码器常用的通讯规约有
司生产的
PROFIBUS-DP、CAN、 Device Vet, Interbus等。总线型w
绝对值编
编码器可以节省连接线缆、接收设备接口,传输距离
码器和西
远,在多个编码器集中控制的情况下还可以大大节
AXL
门子S7
省成本。
300系列
2.2 Profibus-DP接口绝对值编码器
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