工業快速開門機中編碼器應用

　　工控摘要：快速門是指每秒運行速度超過0.6米的門，是快速升降的無障礙隔離門，主要功能是保溫、保濕、防塵、防蟲、隔音等，使車間保持恒溫、恒濕、潔凈的工作環境。適用于食品、醫藥、電子、橡膠、化工、汽車、紡織、物流等領域。
　　
　　卷簾門的快速打開，尤其是按可調的開度打開及關閉，極大的減少了人員或車輛（如叉車，貨車，工作設備等通行物）進出門的操作等待時間?？焖匍T的高速啟閉，同時對無塵環境控制較高的車間及特殊區域極其適用，能有效阻止粉塵，昆蟲及污濁空氣的流入。同時在冷庫與工廠烘房、工廠環境保護等使用快速門可以減少能耗，達到節能減排效益。工業快速門在歐美、日本等發達工業國家早已普及多年。特別是生產型企業，車間與車間之間必定有快速門分隔。如果是食品、醫藥類的企業，更是政府強制規定的，必須要用快速卷門隔離，防止產品受到二次污染。目前，在國內新建的制藥、食品、半導體、冷庫及汽車廠等行業廠房，都需要安裝快速門。在國家新一輪的節能減排推動下，工業快速門的推廣應用也能為工廠與冷庫的節能減排做出貢獻，并為用戶產生效益。
　　
　　工業快速門的快速打開或在可調開度的快速打開與關閉，這種快速控制需要用變頻電機或伺服電機控制才能夠達到快速準確定位控制，但是使用伺服電機的成本偏高，在快速門使用場合沒有必要，目前絕大部分是使用簡單的PLC加變頻電機的控制。
　　
　　使用PLC加變頻電機的控制方案中，對于啟動加速、減速、停車的位置及速度反饋有多種方式，一種是以接近開關等位置開關組信號反饋的半開環控制，一種是以增量編碼器的信號做連續位置反饋的位置閉環控制，再有一種是用全量程值編碼器做位置反饋的位置閉環控制。
　　
　　而過去傳統的普通開門機普遍使用的電位器精度低，已無法滿足快速門的快速連續多點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.以接近開關等開關類的反饋控制原理，由于僅僅是提供單點的位置反饋，減速曲線是依賴于現場慣性阻力推算的，當現場慣性阻力特性改變，例如春夏秋冬的阻力改變，系統新舊的阻力改變，現場各種其他因素介入的改變，這種固定單點反饋及控制卻無法改變，而無法達到一致性的準確減速與停車，有時錯過剎車點而到位不停車，造成關門撞門，而有時又無法關緊門，這種方法實際上在安裝多個開關或自制多開關集成盒的成本也不低，更帶來維護上的不方便。另外，在新的推廣發展中，工業快速門還需要根據通行物高低，可調節開門的開度，這種用接近開關的控制模式無法滿足開度可調的控制要求。事實上在經過多年的快速門應用廠家的實踐中，已經證明這種方法較為落后，不希望再使用這種方法。
　　
　　2.以增量編碼器信號反饋做位置閉環反饋想法，按這種想法可以知道快速門移動的連續位置，有效控制器調整變頻電機的速度，達到快速調整加、減速并停車的控制要求。但是，在實際使用中，由于變頻器內部的逆變干擾信號容易對于增量脈沖的干擾（變頻器都有內部直流-交流逆變的原理）、電磁抱剎的突發電磁信號對于增量脈沖的干擾，依據增量信號反饋停車的結果是發現很難保持一致性，增量編碼器在電機停電-剎車的時間滯后段也常常無法再獲得準確信號，而變得誤差有累計。
　　
　　另外，依據國外工業快速門安全性標準（強制規定），快速門出于安全的考慮需有手自兩用關閉門功能，增量編碼器在停電手動開關門后位置丟失，必須依賴于外部信號重新確定原始點位置。
　　
　　根據上述出現的問題，有些廠家不得不選用了接近開關+增量編碼器的方案，也即上述1+2的兩種反饋組合的方案，以開關信號補償增量編碼器位置的丟失。但是那樣的話，成本大大增加了，也帶來了維護上的很不方便。
　　
　　3.以GEX系列全行程值編碼器為代表的全行程值編碼器位置連續反饋。GEX編碼器是一種創新的全行程的值多圈編碼器，其內部為非接觸式值碼盤，而且不僅僅是在360度的單圈測量，也能依賴于內部類似鐘表齒輪的原理測量多圈值位置信息，全行程值編碼，當停電后可以全行程移動而位置信息不丟失。應用于工業快速門的GEX系列編碼器一般選用RS485數字信號輸出，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較低，再加上GEX系列編碼器本身也是走國產價格推廣路線，價格已經與同級別的增量編碼器相近，為此很受用戶歡迎。GEX全行程值多圈編碼器一般安裝于減速箱端，提供全行程的連續位置反饋，控制器依賴于其全位置信息，快速做出變頻電機的加減速、停車調整，由于這個是內部全行程值的編碼，且以RS485數字信號傳遞，對于前述的變頻器逆變干擾、電磁抱剎的干擾、停電及手動后的移動，都沒有影響，而始終提供全行程的值位置反饋，控制器依此可以做出的控制指令能夠確保*的一致性，從而實現快速門快速準確重復精度高的控制要求。
　　
　　另外，對于新推廣的開門開度根據通行物可調的要求，及安全性保障可手自兩用開門的要求，由于是全行程值位置信號，不受停電下滑或干擾的影響，可在任意高度位置設置開度，*工業快速門今后技術發展的需要。為此，選用GEX全行程多圈值編碼器，在現場調試變得極為方便，從而可以大大節省現場安裝調試成本，以及今后的售后維護成本，其使用經濟性遠比選用增量編碼器或接近開關組來得突出。
　　
　　另外，由于GEX編碼器是全行程值位置信號，在各種情況下都可以提供開門機連續的全行程的位置，停電后手動全行程關閉門或停電慣性下滑而對于位置信息反饋準確性不影響，這對于快速門控制的使用安全性得以保證，而在國外的工業快速門的應用中，選用值編碼器以保障可以手動、自動開門，已成為強制性安全規定。
　　
　　在zui近的使用GEX38編碼器作為工業快速門的應用中，其突出的效果與經濟性深得開門機控制器廠家及開門機工廠應用用戶的肯定，例如在zui近的山東某汽車廠的快速門招標中，選用GEX38編碼器的方案一舉中標，其余的未用值編碼器的方案，無論是性能指標、使用效果，還是zui終的價格可維護性，都無法與GEX38編碼器方案相比，尤其是工業快速門具有可以自動開閉門、停電后可手動全行程開閉門功能已是必須要求的安全性保障，而GEX編碼器為全行程值多圈編碼，可以*這樣的要求。依此可以預見，安全、快速、可調，能為用戶產生看得見的效益，是工業快速門的發展的方向，快速開門機選用全行程值編碼器（例如GEX系列值多圈編碼器）已成為工業快速開門機行業的新*。