光電編碼器的安裝_光電編碼器常見故障及解決

光電編碼器的安裝

（1）安裝要求

編碼器在安裝過程中要輕拿輕放，請勿敲擊。盡量實現(xiàn)軟連接（編碼器內(nèi)部為精密儀器），并且要使所安裝的編碼器軸與被檢測裝置的軸同步，并保證轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、無震動，高速旋轉(zhuǎn)時不打滑。

光電編碼器安裝完畢后，要進(jìn)行正確性測試?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)中的碼盤來檢測光電編碼器的性能，也就是監(jiān)測系統(tǒng)顯示的每道脈沖數(shù)和系統(tǒng)檢測到的機械速度，并檢測編碼器的速度顯示是否與被檢測裝置的實際速度相符。

（2）控制單元的安裝

安裝編碼器時應(yīng)防止金屬碎屑進(jìn)入頂部插座，將編碼器的控制單元固定于機組正面明顯且易操作的地方。記錄每組控制單元側(cè)面的編號，并記錄各個控制單元安裝在哪個機組上，防止安裝過程中損壞標(biāo)簽而給后面的調(diào)試工作帶來不便。

（3）安裝中的注意事項

編碼器屬于高精密儀器，安裝時不得敲擊和碰撞。軸端連接應(yīng)避免剛性連接，而應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器、尼龍齒輪或同步帶連接傳動。使用轉(zhuǎn)速不要超過標(biāo)稱轉(zhuǎn)速，否則會影響電氣檢測信號。

空心軸編碼器與電動機軸的固定有3種方式：第一種是鍵槽連接，采用平鍵與電動機軸固定；第二種是不銹鋼空心軸、無鍵槽鎖緊環(huán)固定；第三種是空心軸直接加頂絲固定。安裝時編碼器空心軸與電動機軸應(yīng)是間隙配合，不能過緊或過松，定位鍵也不得過緊，嚴(yán)禁敲打裝入。有鎖緊環(huán)的編碼器在未裝入電動機軸前嚴(yán)禁鎖緊，以防止軸壁永久變形，避免編碼器因此造成裝卸困難。實心軸編碼器與系統(tǒng)必須經(jīng)彈性聯(lián)軸器連接，安裝精度應(yīng)保證：偏心度不大于0.2mm，偏角不大于2°，軸向竄動量不大于0.05mm。

編碼器的輸出電纜不能與動力線同槽敷設(shè)，以免感應(yīng)干擾導(dǎo)致故障。安裝中應(yīng)確保接線正確，錯誤接線將損壞編碼器內(nèi)部的元器件。

一般編碼器的工作電源有3種：DC5V、DC5～13V及DC11～26V。編碼器如是并行輸出，需了解編碼器的信號電平是采用推拉式（或稱推挽式）輸出方式還是采用集電極開路輸出方式，如是集電極開路輸出的，有NPN型和PNP型兩種，需與I/O極性相同。編碼器如是驅(qū)動器輸出，一般信號電平為5V，連接時不要讓24V的電源電平串入5V信號接線中去而損壞編碼器的信號端。和變頻器配用的旋轉(zhuǎn)編碼器通常為二相（A相和B相）原點輸出型，其輸出信號分為兩相，即A相和B相。兩者在相位上互差90°±45°（見圖3-35），其和分別是A相和B相的“非”。每旋轉(zhuǎn)一圈，編碼器輸出的脈沖數(shù)可根據(jù)情況選擇。例如，TRD-J系列編碼器的脈沖數(shù)為每圈10～1000，分16擋供選擇。Z相為原點標(biāo)記，其特點是：每轉(zhuǎn)一圈只輸出一個相位固定的脈沖，作為原點的標(biāo)志。

圖3-35 編碼器的輸出信號

編碼器與變頻器的接線方式主要有兩種：一種是直接連接，例如艾默生TD3000系列變頻器和編碼器之間的連接，如圖3-36（a）所示；另一種類型須配置專用的PG速度控制卡，如圖3-36 （b）所示。將控制卡PG-B2插入變頻器的相關(guān)插座4CN中，再將PG的引出線接至控制卡上。

圖3-36 編碼器與變頻器的連接

光電編碼器的常見故障及解決方案

光電編碼器檢測裝置的發(fā)射和接收裝置都安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，在使用中暴露出許多缺陷，其有內(nèi)在因素也有外在因素，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.發(fā)射裝置或接受裝置因機械震動等原因而引起的移位或偏移，導(dǎo)致接收裝置不能可靠的接收到光信號，而不能產(chǎn)生電信號。

例如：光電編碼器應(yīng)用在軋鋼調(diào)速系統(tǒng)中，因光電編碼器是直接用螺栓固定在電動機的外殼上，光電的軸通過較硬的彈簧片和電動機轉(zhuǎn)軸相連接，因電動機所帶負(fù)載是沖擊性負(fù)載，當(dāng)軋機過鋼時會引起電動機轉(zhuǎn)軸和外殼的振動。經(jīng)測定，過鋼時光電編碼器振動速度2.6mm/s，這樣的振動速度會損壞光電編碼器的內(nèi)部功能。造成誤發(fā)脈沖，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定或誤動作，導(dǎo)致事故發(fā)生。

改進(jìn)措施：改變光電編碼器的安裝方式，光電編碼器不在安裝在電動機外殼上，而是在電動機的基礎(chǔ)上制作一固定支架來獨立安裝光電編碼器，光電編碼器軸與電動機軸中心必須處于同一水平高度，兩軸采用軟橡膠或尼龍軟管相連接，以減輕電動機沖擊負(fù)載對光電編碼器的沖擊。采用此方式后經(jīng)測振儀檢測，其振動速度降至1.2mm/s。

2.因光電檢測裝置安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，受生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境因素影響導(dǎo)致光電檢測裝置不能可靠的工作。如安裝部位溫度高、濕度大，導(dǎo)致光電檢測裝置內(nèi)部的元件特性改變或損壞。例如在連鑄機送引錠跟蹤系統(tǒng)，由于光電檢測裝置安裝的位置靠近鑄坯，環(huán)境溫度高而導(dǎo)致光電檢測裝置誤發(fā)出信號或損壞，而引發(fā)生產(chǎn)或人身事故。

改進(jìn)措施：編碼器選型時要根據(jù)現(xiàn)場情況來選適合溫度的編碼器，現(xiàn)場溫度一定要在編碼器的正常工作溫度范圍內(nèi)，另外也可根據(jù)編碼器安裝情況，外加一個大的減溫作用的法蘭盤，這樣編碼器就不用直接貼到高溫設(shè)備表面了，起到降溫效果。

3.生產(chǎn)現(xiàn)場的各種電磁干擾源，對光電檢測裝置產(chǎn)生的干擾，導(dǎo)致光電檢測裝置輸出波形發(fā)生畸變失真，使系統(tǒng)誤動或引發(fā)生產(chǎn)事故。

例如，光電檢測裝置安裝在生產(chǎn)設(shè)備本體，其信號經(jīng)電纜傳輸至的距離一般在20m~100m，傳輸電纜雖然一般都選用多芯屏蔽，但由于電纜的導(dǎo)線電阻及線間電容的影響再加上和其他電纜同在一起敷設(shè)，極易受到各種電磁干擾的影響，因此引起波形失真，從而使反饋到調(diào)速系統(tǒng)的信號與實際值的偏差，而導(dǎo)致系統(tǒng)精度下降。

改進(jìn)措施：合理選擇光電檢測裝置輸出信號傳輸介質(zhì)，采用雙絞屏蔽電纜取代普通屏蔽電纜。雙絞屏蔽電纜具有兩個重要的技術(shù)特性，一是對電纜受到的電磁干擾具有較強的防護能力，因為空間電磁場在線上產(chǎn)生的干擾電流可以互相抵消。雙絞屏蔽電纜的另一個技術(shù)特點是互絞后兩線間距很小，兩線對干擾線路的距離基本相等，兩線對屏蔽網(wǎng)的分布電容也基本相同，這對抑制共模干擾效果更加明顯。

雙絞線，也就是我們所說的網(wǎng)線，可以分為屏蔽雙絞線（shielded twisted pair，stp）與非屏蔽雙絞線（unshielded twisted pair，utp），所謂屏蔽雙絞線就是指在雙絞線與外層絕緣封套之間有一個金屬層蔽層。屏蔽層可減少輻射，防止信息被竊聽，也可阻止外部電磁干擾的進(jìn)入，使屏蔽雙絞線比同類的非屏蔽雙絞線具有更高的傳輸速率）