淺談戶外旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇與要求。

基礎(chǔ)施工中的大型設(shè)備和室外設(shè)備需要自動(dòng)化和安全控制，大型設(shè)備和戶外設(shè)備需要使用編碼器。

包括：工程機(jī)械、工程機(jī)械、港口機(jī)械、大型起重設(shè)備、礦山機(jī)械、造船等大型設(shè)備施工；包括節(jié)水設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電和太陽能旋轉(zhuǎn)跟蹤設(shè)備、大型設(shè)備、戶外設(shè)備等。這些大型戶外系統(tǒng)越來越需要高度的自動(dòng)化、安全性和可靠性，以及以下自動(dòng)化和安全控制，例如：



高度控制；扭矩控制（長度加重力）；旋轉(zhuǎn)和傾斜角度；雙通道、多通道同步控制等都需要使用編碼器。

編碼器在大型設(shè)備和戶外的應(yīng)用環(huán)境比工廠中的小型設(shè)備復(fù)雜得多，編碼器的可靠性要求也重要得多。

大型設(shè)備室外設(shè)備的特點(diǎn)：

與工廠中的小型和中型設(shè)備不同，

大型戶外設(shè)備使用的環(huán)境要求；

大型戶外設(shè)備使用的安全要求；

使用大型戶外設(shè)備的最低維護(hù)要求；

--編碼器的設(shè)計(jì)和選擇非常重要，有必要學(xué)會(huì)分析和比較不同編碼器的工作原理，并根據(jù)應(yīng)用場景和客戶需求選擇編碼器。

應(yīng)用場景的具體性和編碼器參數(shù)要求

由于大型設(shè)備廠很難保證恒溫，而且大多在室外使用，中國的面積很大，從黑龍江的寒冷低溫到南海的高溫高濕；沿海地區(qū)黃梅季節(jié)和海風(fēng)鹽度；西北地區(qū)晝夜極端溫差；在選擇旋轉(zhuǎn)編碼器時(shí)，必須提前考慮這些環(huán)境因素。

1.耐高低溫及溫差

從80°C的高溫到-40°C的低溫

100°C的溫差（熱沖擊）

編碼器內(nèi)部電路的三項(xiàng)預(yù)防措施

編碼器腔內(nèi)的實(shí)際溫度與局部指定溫度之間的差異，以及局部部件的高溫。

炎熱夏季天氣的溫度是在有保護(hù)和通風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)氣象箱中測量的氣象溫度。然而，對于暴露在陽光下的戶外設(shè)備，實(shí)際溫度遠(yuǎn)高于氣象溫度。有人曾經(jīng)描述過，在夏天的某些條件下，暴露在陽光下可以使雞蛋成熟一個(gè)下午。

雞蛋蛋白質(zhì)在一段時(shí)間內(nèi)完全凝固的溫度超過80攝氏度。

如果室外設(shè)備在夏季暴露在高溫下而沒有通風(fēng)，如果不工作，編碼器室內(nèi)的溫度可能會(huì)高于60攝氏度。打開后，局部組件甚至可以達(dá)到80攝氏度。

由于白天的高溫，室內(nèi)的氣體會(huì)變熱，晚上冷卻的溫差很大。腔室中的氣體收縮，在編碼器外殼內(nèi)外壓差的作用下，很容易吸入外部氣體。如果氣體中含有水分，它會(huì)積聚在電路板上，如果長時(shí)間暴露在戶外而沒有特殊保護(hù)，它會(huì)損壞小型電子元件或?qū)е码娐沸孤┖蛿嗦贰?br />
因此，戶外安裝中使用的編碼器的工作溫度應(yīng)高于80攝氏度。高低溫差可以適應(yīng)100°以上的溫度。編碼器的內(nèi)部電路必須提前進(jìn)行三項(xiàng)預(yù)防措施的處理。

零下40攝氏度的低溫：在冬季，中國東北和西北的室外溫度可以達(dá)到零下30攝氏度以上，低溫工作需要零下40攝氏攝氏度的保修。

低溫會(huì)導(dǎo)致機(jī)械緊固和堵塞、印刷電路板上的冷凝以及內(nèi)部和外部電纜材料的質(zhì)的變化。如果編碼器軸承有軸承潤滑脂，則必須更換為耐低溫潤滑脂。

2.劇烈振動(dòng)

大型戶外設(shè)備的振動(dòng)是不可避免的，尤其是在機(jī)械、港口機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電和水利設(shè)備中。

編碼器的抗振動(dòng)水平應(yīng)大于10G，最好是20G或更高；短期抗沖擊性（振動(dòng)）應(yīng)大于100G。

其他環(huán)境因素包括潮濕的水蒸氣、海風(fēng)、沙塵暴、含硫化學(xué)腐蝕性氣體和鳥糞。

3.編碼器外殼保護(hù)的具體要求

首先，外殼防護(hù)等級(jí)必須達(dá)到IP67，無需螺絲封裝。由于螺釘和密封材料與外殼材料的熱膨脹和收縮系數(shù)不同，在晝夜溫差下長期戶外使用會(huì)產(chǎn)生間隙。

其次，外殼有材料要求。在沿海地區(qū)，由于潮濕和海風(fēng)，最好使用不銹鋼外殼。例如，港口設(shè)備和沿海水域保護(hù)項(xiàng)目；此外，在采礦、化學(xué)和冶金行業(yè)，設(shè)備上可能有大量灰塵可以清潔，也可能是腐蝕性氣體。因此，最好使用不銹鋼外殼。

4.特殊電氣環(huán)境

大型設(shè)備和戶外設(shè)備都使用大型高性能電機(jī)，在啟動(dòng)過程中，當(dāng)大電流通過時(shí)，這些電機(jī)會(huì)在外圍產(chǎn)生大的電磁場波動(dòng)。

與工廠不同，大型戶外設(shè)備通常有突然通電或斷電的可能性，這通常會(huì)對設(shè)備的電源產(chǎn)生短暫的臨時(shí)影響。

--電氣干擾比工廠里嚴(yán)重得多。

電磁兼容性：電磁兼容性EMC一般必須達(dá)到2級(jí)或更高級(jí)別，并需要EMC認(rèn)證；

功率等級(jí)：一般為寬電源，如10~30Vdc，具有極性短路保護(hù)。

電氣保護(hù)等級(jí)：盡可能具有電源極性保護(hù)和信號(hào)短路保護(hù)。

5.信號(hào)傳輸

編碼器信號(hào)電纜通常非常長，并且需要超過100米的編碼器信號(hào)傳輸距離，

如果信號(hào)傳輸達(dá)不到100米，即使現(xiàn)場實(shí)際距離達(dá)不到百米，由于信號(hào)衰減和干擾，信號(hào)也不穩(wěn)定；

6.接地要求

設(shè)備接地線是否良好的不確定性，通常是好的還是壞的。應(yīng)注意敏感的接地要求，例如profibus DP的選擇；

端子處的移動(dòng)、振動(dòng)、熱膨脹和收縮、灰塵積聚等，接觸不良、噪音和不確定性。

當(dāng)使用Profibus-DP信號(hào)時(shí)，需要良好的接地。進(jìn)口DP編碼器采用分體式兩件式結(jié)構(gòu)，需要打開后DP接線盒進(jìn)行接線。這種方法在戶外使用時(shí)很難保證長期的密封性能，而且內(nèi)部較小，布線頭很容易吸收峰值效應(yīng)帶來的干擾。有必要向Canopen編碼器學(xué)習(xí)，在不打開蓋子的情況下使用無螺絲集成包裝。總線接線位于編碼器外部，不會(huì)打開編碼器蓋。

增量脈沖信號(hào)中干擾的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槊}沖信號(hào)更容易受到干擾。如果需要選擇增量編碼器脈沖信號(hào)，則必須選擇更高電壓的HTL信號(hào)，并包括反相的a+a-B+B信號(hào)。并使用專用編碼器信號(hào)電纜。編碼器指定的信號(hào)傳輸距離必須大于100米。

7.絕對數(shù)字信號(hào)需要驗(yàn)證碼

要使用ssi信號(hào)，必須添加CRC驗(yàn)證碼。大型系統(tǒng)中的電干擾是復(fù)雜的，由于SSI信號(hào)的時(shí)鐘脈沖干擾，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)跳躍。刪除跳轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)需要驗(yàn)證碼。所有其他通信信號(hào)都有驗(yàn)證碼。

編碼器的數(shù)字通信信號(hào)的傳輸速率不應(yīng)該太快。通信速率過快意味著衰減過快，無法傳輸很遠(yuǎn)。例如，像profinet這樣的工業(yè)以太網(wǎng)信號(hào)，傳輸速率必須很快，但以太網(wǎng)的信號(hào)頻率很高，容易衰減或中斷。在民用以太網(wǎng)中，斷點(diǎn)可以用來繼續(xù)，而大型設(shè)備中的中斷很容易對設(shè)備構(gòu)成安全風(fēng)險(xiǎn)，只能通過頻繁的警報(bào)和關(guān)閉來驗(yàn)證。信號(hào)傳輸距離有限。

例如，在技術(shù)機(jī)器中，Canopen現(xiàn)場總線的抗干擾能力更強(qiáng)，對接地要求不敏感。通常的傳輸速率是250kHz。

易于使用和維護(hù)，4-20mA信號(hào)

如果精度要求不高，可以選擇4-20mA信號(hào)輸出?，F(xiàn)場維修技術(shù)人員可以用萬用表檢查信號(hào)，大大簡化了現(xiàn)場維修要求。

ModbusRTU信號(hào)相對流行且經(jīng)濟(jì)，各種PLC都有信號(hào)接口和信號(hào)測試代碼。然而，傳輸速度較慢，少量使用一兩個(gè)編碼器仍然非常方便和經(jīng)濟(jì)。如果一個(gè)接口只使用一個(gè)編碼器，則可以選擇RS485廣播模式。當(dāng)?shù)刂吩O(shè)置為0時(shí)，它被用作連續(xù)傳輸?shù)膹V播模式，具有快速更新和無外部干擾。由于它是在不考慮先前故障的情況下發(fā)送的，因此無需考慮先前的錯(cuò)誤和中斷的權(quán)利。

8、真假絕對值編碼器，在大型設(shè)備來不得半點(diǎn)忽悠

確定絕對編碼器是否基于記憶的關(guān)鍵根本不在于絕對編碼器是否已經(jīng)機(jī)械地存在于編碼器內(nèi)。它不受中間過程累積的影響，并更改編碼數(shù)據(jù)，例如計(jì)數(shù)器的存在或不存在。電表是記錄過程中的一個(gè)過程，可能受到外部因素或停電的影響，大型設(shè)備的電氣環(huán)境復(fù)雜。就像記憶。記憶也是一個(gè)過程，在存儲(chǔ)、存儲(chǔ)和提取記憶中的信息時(shí)也會(huì)受到外部因素的影響。因此，開啟和關(guān)閉內(nèi)存實(shí)際上都是受周圍環(huán)境復(fù)雜性影響的過程中的變化。真正的絕對編碼器沒有計(jì)數(shù)器，也不需要存儲(chǔ)。它的絕對值編碼長期機(jī)械存在，在使用過程中沒有變化，也不受外部因素的影響。

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