光電編碼器的安裝

（1）安裝要求

編碼器在安裝過(guò)程中要輕拿輕放，請(qǐng)勿敲擊。盡量實(shí)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(cè)裝置的軸同步，并保證轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)震動(dòng)，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不打滑。

光電編碼器安裝完畢后，要進(jìn)行正確性測(cè)試。可以通過(guò)系統(tǒng)中的碼盤(pán)來(lái)檢測(cè)光電編碼器的性能，也就是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示的每道脈沖數(shù)和系統(tǒng)檢測(cè)到的機(jī)械速度，并檢測(cè)編碼器的速度顯示是否與被檢測(cè)裝置的實(shí)際速度相符。

（2）控制單元的安裝

安裝編碼器時(shí)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(jī)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(hào)，并記錄各個(gè)控制單元安裝在哪個(gè)機(jī)組上，防止安裝過(guò)程中損壞標(biāo)簽而給后面的調(diào)試工作帶來(lái)不便。

（3）安裝中的注意事項(xiàng)

編碼器屬于高精密儀器，安裝時(shí)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(dòng)。使用轉(zhuǎn)速不要超過(guò)標(biāo)稱(chēng)轉(zhuǎn)速，否則會(huì)影響電氣檢測(cè)信號(hào)。

空心軸編碼器與電動(dòng)機(jī)軸的固定有3種方式：第一種是鍵槽連接，采用平鍵與電動(dòng)機(jī)軸固定；第二種是不銹鋼空心軸、無(wú)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(shí)編碼器空心軸與電動(dòng)機(jī)軸應(yīng)是間隙配合，不能過(guò)緊或過(guò)松，定位鍵也不得過(guò)緊，嚴(yán)禁敲打裝入。有鎖緊環(huán)的編碼器在未裝入電動(dòng)機(jī)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(shí)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(dòng)量不大于0.05mm。

編碼器的輸出電纜不能與動(dòng)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(cuò)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(hào)電平是采用推拉式（或稱(chēng)推挽式）輸出方式還是采用集電極開(kāi)路輸出方式，如是集電極開(kāi)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(dòng)器輸出，一般信號(hào)電平為5V，連接時(shí)不要讓24V的電源電平串入5V信號(hào)接線中去而損壞編碼器的信號(hào)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(diǎn)輸出型，其輸出信號(hào)分為兩相，即A相和B相。兩者在相位上互差90°±45°（見(jiàn)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(diǎn)標(biāo)記，其特點(diǎn)是：每轉(zhuǎn)一圈只輸出一個(gè)相位固定的脈沖，作為原點(diǎn)的標(biāo)志。

圖3-35 編碼器的輸出信號(hào)

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(lèi)型須配置專(zhuān)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(jiàn)故障及解決方案

光電編碼器檢測(cè)裝置的發(fā)射和接收裝置都安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，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(gè)方面：

1.發(fā)射裝置或接受裝置因機(jī)械震動(dòng)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(hào)，而不能產(chǎn)生電信號(hào)。

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(dòng)機(jī)的外殼上，光電的軸通過(guò)較硬的彈簧片和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸相連接，因電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載是沖擊性負(fù)載，當(dāng)軋機(jī)過(guò)鋼時(shí)會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸和外殼的振動(dòng)。經(jīng)測(cè)定，過(guò)鋼時(shí)光電編碼器振動(dòng)速度2.6mm/s，這樣的振動(dòng)速度會(huì)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(dòng)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(dòng)機(jī)外殼上，而是在電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上制作一固定支架來(lái)獨(dú)立安裝光電編碼器，光電編碼器軸與電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)沖擊負(fù)載對(duì)光電編碼器的沖擊。采用此方式后經(jīng)測(cè)振儀檢測(cè)，其振動(dòng)速度降至1.2mm/s。

2.因光電檢測(cè)裝置安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，受生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素影響導(dǎo)致光電檢測(cè)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(cè)裝置內(nèi)部的元件特性改變或損壞。例如在連鑄機(jī)送引錠跟蹤系統(tǒng)，由于光電檢測(cè)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(cè)裝置誤發(fā)出信號(hào)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(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)選適合溫度的編碼器，現(xiàn)場(chǎng)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(gè)大的減溫作用的法蘭盤(pán)，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(chǎng)的各種電磁干擾源，對(duì)光電檢測(cè)裝置產(chǎn)生的干擾，導(dǎo)致光電檢測(cè)裝置輸出波形發(fā)生畸變失真，使系統(tǒng)誤動(dòng)或引發(fā)生產(chǎn)事故。

例如，光電檢測(cè)裝置安裝在生產(chǎn)設(shè)備本體，其信號(hào)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(hào)與實(shí)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(cè)裝置輸出信號(hào)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(gè)重要的技術(shù)特性，一是對(duì)電纜受到的電磁干擾具有較強(qiáng)的防護(hù)能力，因?yàn)榭臻g電磁場(chǎng)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(gè)技術(shù)特點(diǎn)是互絞后兩線間距很小，兩線對(duì)干擾線路的距離基本相等，兩線對(duì)屏蔽網(wǎng)的分布電容也基本相同，這對(duì)抑制共模干擾效果更加明顯。

雙絞線，也就是我們所說(shuō)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(gè)金屬層蔽層。屏蔽層可減少輻射，防止信息被竊聽(tīng)，也可阻止外部電磁干擾的進(jìn)入，使屏蔽雙絞線比同類(lèi)的非屏蔽雙絞線具有更高的傳輸速率）