中國(guó)最近二十年的工程建設(shè)成就舉世矚目，被全球譽(yù)為“基建狂魔”。那些“超級(jí)工程”就是中國(guó)建設(shè)成就的驕傲，中國(guó)人的設(shè)計(jì)，中國(guó)人自主的建設(shè)！而在這些超級(jí)工程的建設(shè)中，都會(huì)有編碼器的身影，都會(huì)有我們中國(guó)工控人的身影。

編碼器看似只是一個(gè)很不起眼的小小的一個(gè)傳感器，但是它就像每臺(tái)車(chē)上哪里都少不了螺絲與螺帽。能夠經(jīng)歷過(guò)超級(jí)工程項(xiàng)目的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)大浪淘沙，能被用戶一致認(rèn)可了并多年堅(jiān)持使用下來(lái)的編碼器，被這些建設(shè)者們親切地稱為“超級(jí)編碼器”。參加各個(gè)超級(jí)工程建設(shè)的編碼器，總數(shù)量不算多，但都是非常關(guān)鍵的安全保護(hù)類編碼器，都是必須有品質(zhì)有擔(dān)當(dāng)?shù)木幋a器。

超級(jí)工程：港珠澳大橋

舉世矚目的港珠澳大橋快要全線通車(chē)了，建設(shè)這座橋梁的大部分預(yù)制梁是在廣東中山澆制好的。并通過(guò)提梁機(jī)、運(yùn)梁機(jī)、門(mén)機(jī)吊、船運(yùn)到海上，并最后安裝在橋墩上。

港珠澳大橋香港接線高架橋工程西起自粵港分界線接通港珠澳大橋主橋至機(jī)場(chǎng)島上的觀景山，起點(diǎn)里程K4+200，東止于觀景山隧道，終點(diǎn)里程K13+000，全長(zhǎng)約9.4公里。中山預(yù)制場(chǎng)承擔(dān)著港珠澳大橋香港接線高架橋工程5703榀短線匹配預(yù)制箱梁的施工任務(wù)，該預(yù)制場(chǎng)占地300畝，30個(gè)短線匹配箱梁預(yù)制臺(tái)座，最大存梁量為1038榀。

現(xiàn)在我們來(lái)看看在提梁機(jī)與運(yùn)梁機(jī)上的編碼器的應(yīng)用。

提梁機(jī)：

預(yù)制梁在制作完成后，需要有起重機(jī)械將預(yù)制梁放在運(yùn)梁車(chē)上運(yùn)走，這個(gè)起重設(shè)備被稱為提梁機(jī)。這個(gè)提梁機(jī)上需要用多個(gè)絕對(duì)值多圈編碼器來(lái)做雙軌同步糾偏與雙吊點(diǎn)平衡起升。

提梁機(jī)用到編碼器主要是大車(chē)雙軌移動(dòng)的同步糾偏，左右輪子的移動(dòng)距離始終保持一個(gè)絕對(duì)值位置偏差范圍內(nèi)，大車(chē)行走中始終保持與軌道方向的垂直性。

看圖說(shuō)話，雙軌電機(jī)同步移動(dòng)控制示意圖：

現(xiàn)場(chǎng)編碼器實(shí)圖有真相：

接下去我們?cè)賮?lái)看看提梁機(jī)上另外一個(gè)雙吊點(diǎn)同步提升上的編碼器。在預(yù)制梁起吊的過(guò)程中，為保證安全防止左右搖晃，每個(gè)預(yù)制梁的起吊都有左右兩個(gè)電機(jī)提升，并這兩個(gè)電機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)速度始終保持左右高度一致，這就需要兩個(gè)絕對(duì)值多圈編碼器反饋?zhàn)笥覂蛇叺奈恢酶叨茸鞅容^，供同步控制器同步糾偏升降。

看圖說(shuō)話，雙吊點(diǎn)同步安全平衡升降提梁的控制示意圖：

當(dāng)提梁機(jī)將預(yù)制梁提起后，將放入運(yùn)梁車(chē)上。

運(yùn)梁車(chē)上的編碼器應(yīng)用主要是運(yùn)梁車(chē)有很多個(gè)輪子（16個(gè)或者32個(gè)），這些輪子的轉(zhuǎn)向角度必須保持同步，不然一旦輪子的轉(zhuǎn)向角與其他輪子不同，這個(gè)輪子就有可能別腿式的斷了，而出現(xiàn)傾翻的危險(xiǎn)可能。

上述應(yīng)用的編碼器性能技術(shù)要求：

項(xiàng)目：珠港澳大橋中山預(yù)制梁加工基地

工作環(huán)境要求：海邊戶外，高溫高濕有灰層環(huán)境，連續(xù)24小時(shí)作業(yè)，環(huán)境較差，有海風(fēng)鹽分腐蝕。

必須選型高可靠性能的絕對(duì)值真多圈編碼器，Canopen信號(hào)輸出。

提梁機(jī)門(mén)機(jī)跨度：53米，高度：65米

鋼腿的編碼器到控制室的電纜長(zhǎng)56米，柔腿的編碼器到控制室的電纜長(zhǎng)118米。

Canopen絕對(duì)值多圈編碼器與控制器：

GMX425R E10 RCB，防護(hù)等級(jí)外殼IP67，轉(zhuǎn)軸IP65；溫度等級(jí)-25度—80度

PFC201—基于Canopen的控制器，大跨徑門(mén)機(jī)同步、閘門(mén)開(kāi)度同步，門(mén)機(jī)雙車(chē)聯(lián)機(jī)防碰撞等，不僅可以作為主控制器，也可以作為冗余的備份控制器。

超級(jí)工程中的編碼器不僅僅要求在技術(shù)上的滿足，更重要的是在連續(xù)戶外作業(yè)壓力下的編碼器品質(zhì)必須過(guò)硬，達(dá)到德國(guó)進(jìn)口同類級(jí)別的要求。工程建設(shè)之一的老王給出了這樣的回憶：

超級(jí)工程：中國(guó)高鐵

中國(guó)高鐵在十年間高速發(fā)展，總公里數(shù)在全球已經(jīng)是世界第一了，而高鐵的鐵軌建設(shè)與港珠澳大橋一樣，也是有大量預(yù)制件的提梁機(jī)與運(yùn)梁機(jī)，也就同樣需要用到絕對(duì)值多圈編碼器。這里就不再重復(fù)介紹提梁機(jī)與運(yùn)梁機(jī)了。

下面我們?cè)俳榻B一下高鐵建設(shè)神器：

架橋機(jī)

如下圖，高鐵架橋機(jī)的前后兩部天車(chē)，為保持架橋時(shí)的受力均勻平衡，每一部天車(chē)上有多個(gè)動(dòng)力，并有4吊點(diǎn)和8吊點(diǎn)的多個(gè)絕對(duì)值編碼器信號(hào)反饋，始終比較高度位置在同一個(gè)水平上，而保持左右與前后平衡安全性。

這個(gè)又是必須用絕對(duì)值真多圈編碼器干的活，絕對(duì)值編碼器信號(hào)用4—20mA信號(hào)輸出。用4—20mA信號(hào)的原因是每一個(gè)電工用萬(wàn)用表就可以檢測(cè)信號(hào)，這對(duì)于大量野外工作的電工就能做的事非常的重要，不會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)編碼器信號(hào)出現(xiàn)狀況查找起來(lái)花很長(zhǎng)時(shí)期而耽誤了工期進(jìn)度，模擬量信號(hào)4—20mA每個(gè)電工都會(huì)。

編碼器要求：

絕對(duì)值多圈編碼器（機(jī)械齒輪箱的真絕對(duì)值編碼，代碼9600），4—20mA信號(hào)輸出。

防護(hù)等級(jí)外殼IP67，轉(zhuǎn)軸IP65；抗震動(dòng)沖擊。

溫度等級(jí)-25度—80度。戶外使用質(zhì)保2年以上。

橋梁頂升同步糾沉降

在高鐵橋梁路軌建設(shè)好之后，需要壓重沉降，將地基沉降提前做了，然后高鐵橋梁的路基面頂升起來(lái)，重新校準(zhǔn)在同一個(gè)平面上。這種橋梁頂升，需要有很多個(gè)液壓油缸千斤頂，把橋梁面頂起來(lái)，修正下面高度后再放下。這么大的一個(gè)橋梁面的頂起必須嚴(yán)格保持各個(gè)液壓強(qiáng)千斤頂高度一致性，不然橋面受力不均將引來(lái)巨大安全隱患。

20多個(gè)的拉繩絕對(duì)值編碼器與總線型同步控制器擔(dān)負(fù)起這個(gè)多點(diǎn)同步頂升與落下的重任：

左右兩邊各自一套Canopen現(xiàn)場(chǎng)總線型同步顯示控制器，當(dāng)千斤頂?shù)捻斏^(guò)程中，每個(gè)千斤頂?shù)母叨蕊@示并與中心主編碼器比較，確保所有高度差在一個(gè)可控的范圍內(nèi)。

編碼器要求：環(huán)境要求戶外，與提梁機(jī)相似。

絕對(duì)值機(jī)械齒輪箱多圈編碼器，Canopen信號(hào)總線組網(wǎng)同步控制顯示。

超級(jí)工程：上海及周邊流域防臺(tái)排澇與生活用水的水閘

聯(lián)網(wǎng)生態(tài)流量控制

青草沙水庫(kù)。

大數(shù)據(jù)時(shí)代，以上海市為中心及周邊江浙流域是世界級(jí)的超大城市區(qū)，因?yàn)槭茄睾５貐^(qū)，每年有遭受臺(tái)風(fēng)暴雨襲擊的可能，為減少三千萬(wàn)人口的群眾可能的受災(zāi)影響，上海在十年前就開(kāi)始了“大數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)”，將防臺(tái)、排澇、人民生活用水的所有水閘自動(dòng)化控制與數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，并建立提前生態(tài)流量計(jì)算，每個(gè)河道保持一定的河水流動(dòng)性保持生態(tài)。這樣當(dāng)每次臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前就做好充分的流量泄洪準(zhǔn)備。這就需要編碼器來(lái)反饋控制水閘高度的調(diào)節(jié)與組網(wǎng)。

上海有數(shù)百個(gè)泵站、河道水閘開(kāi)度編碼器，以及上海鄰居的浙江嘉興100多個(gè)閘門(mén)開(kāi)度編碼器、江蘇蘇州的100多個(gè)閘門(mén)開(kāi)度編碼器都已經(jīng)建立了大數(shù)據(jù)記錄管理，并在今年三次臺(tái)風(fēng)登陸（包括在山東闖禍的溫比亞就是在上海登陸的）中沒(méi)有一處出現(xiàn)大的積澇，保護(hù)了三千萬(wàn)人口把臺(tái)風(fēng)暴雨帶來(lái)的損失減少到最小。

這是舉世矚目的三千萬(wàn)人口超級(jí)城市圈的良心超級(jí)工程！

包括上海人民的優(yōu)質(zhì)生活用水的保證。

青草沙水庫(kù)，是建立在長(zhǎng)江出口處江心中的一座水庫(kù)，保證上海市區(qū)全部及郊區(qū)一部分人的生活用水，為保持水庫(kù)的生態(tài)，防止上游可能的化工污水、下游海水鹽潮返流、以及水庫(kù)內(nèi)的富營(yíng)養(yǎng)化水草滋生，水庫(kù)的20多扇進(jìn)水口門(mén)與出水口排沙門(mén)也要不斷的組網(wǎng)調(diào)節(jié)開(kāi)度。

青草沙水庫(kù)位于長(zhǎng)興島西北方?jīng)_積沙洲青草沙上。因?yàn)榍嗖萆硴碛写罅績(jī)?yōu)質(zhì)淡水，2006年上海市政府決定將青草沙建設(shè)成為上海的水源地，以改變上海80%以上自來(lái)水源取自黃浦江的格局。2010年全部工程完工，2011年6月青草沙水源地原水工程全面建成通水。一舉解決了占上海原水供應(yīng)總規(guī)模的70%以上現(xiàn)在上海市區(qū)近兩千萬(wàn)人口每天生活用水受益。

水閘根據(jù)上下游水位調(diào)節(jié)開(kāi)門(mén)開(kāi)度，調(diào)節(jié)流量

閘門(mén)是用左右兩個(gè)液壓油缸啟閉閘門(mén)的，而左右兩個(gè)油缸的高低必須保持在一個(gè)高度上，不然大門(mén)會(huì)傾斜而卡住。這個(gè)左右油缸的高度同步又需要絕對(duì)值編碼器來(lái)反饋控制同步糾偏。

這次是拉繩絕對(duì)值編碼器，測(cè)量行程是4—7米，絕對(duì)值多圈編碼器，環(huán)境要求是防海風(fēng)鹽霧、耐高溫高濕、防雷擊感應(yīng)。

尤其重要的是，絕對(duì)值編碼器信號(hào)是雙輸出的，其中一路信號(hào)給現(xiàn)地開(kāi)閉門(mén)的自動(dòng)控制，另一路信號(hào)是提供遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)，供大數(shù)據(jù)記錄的。我們選擇了一路4—20mA信號(hào)和一路RS485信號(hào)。

編碼器代碼9600。

對(duì)，又是這個(gè)很多用戶都指定用的大名鼎鼎的“9600"

青草沙水庫(kù)從2010年建成至今8年了，幾十個(gè)閘門(mén)開(kāi)度編碼器默默無(wú)聲地守在長(zhǎng)江口，經(jīng)受住八年來(lái)的海風(fēng)鹽霧、臺(tái)風(fēng)、暴雨、日曬、雷擊感應(yīng)而堅(jiān)守連續(xù)八年至今，而這期間過(guò)去上海周邊水閘曾經(jīng)選用過(guò)的一些進(jìn)口品牌編碼器卻紛紛或因海風(fēng)鹽霧，或因暴雨雷擊而退下陣來(lái)，被更換成“9600”。青草沙的幾十個(gè)Made in China的絕對(duì)值真多圈編碼器仍然還在服役至今八年堅(jiān)守，為近兩千萬(wàn)上海人民每天生活用水服務(wù)，以及周邊流域其他的數(shù)百個(gè)編碼器，為三千萬(wàn)人口防臺(tái)排澇生態(tài)流量服務(wù)。這是深受用戶歡迎的被譽(yù)為“超級(jí)編碼器”。

這是中國(guó)制造的品質(zhì)與擔(dān)當(dāng)！

超級(jí)工程（下）篇預(yù)告，我們將繼續(xù)講講南海造島，以及走出國(guó)門(mén)的超級(jí)工程編碼器，韓國(guó)世越號(hào)沉船打撈等，代表中國(guó)制造編碼器的優(yōu)秀品質(zhì)以及編碼器的應(yīng)用。