教材5-專題篇課件

專業(yè)知識培訓教材專題篇第一章總述本專題篇是根據大家在學習中的難點、重點做專項的說明，希望大家可以不斷提出問題，豐富本專題片內容，也為大家提供一個相互交流，解答疑難的平臺，本專題篇不僅限于理論知識，任何實際操作方面的討論也將列入本篇，以方便大家更深入了解我公司產品。第二篇防護等級

IP表示IngressProtection（進入防護）.IECIP防護等級是電氣設備安全防護的重要.IP等防護級系統(tǒng)提供了一個以電器設備和包裝的防塵、防水和防碰撞程度來對產品進行分類的方法，防護等級多以IP后跟隨兩個數字來表述，數字用來明確防護的等級。第一個數字表明設備抗微塵的范圍，或者是人們在密封環(huán)境中免受危害的程度。I代表防止固體異物進入的等級，最高級別是6；第二個安字表明設備防水的程度。P代表防止進水的等級，最高級別是8。第一個標示特性號碼（數字）所指的防護程度0沒有防護對外界的人或物無特殊防護。1防止大于50mm的固體物體侵入防止人體（如手掌）因意外而接觸到電器內部的零件。防止較大尺寸（直徑大于50mm）的外物侵入。2防止大于12mm的固體物體侵入防止人的手指接觸到電器內部的零件防止中等尺寸（直徑大12mm）的外物侵入。3防止大于2.5mm的固體物體侵入防止直徑或厚度大于2.5mm的工具、電線或類似的細節(jié)小外物侵入而接觸到電器內部的零件。4防止大于1.0mm的固體物體侵入防止直徑或厚度大于1.0mm的工具、電線或類似的細節(jié)小外物侵入而接觸到電器內部的零件。5防塵完全防止外物侵入，雖不能完全防止灰塵進入，但侵入的灰塵量并不會影響電器的正常工作。6防塵完全防止外物侵入，且可完全防止灰塵進入。第二個標示特性號碼（數字）所指的防護程度0沒有防護沒有防護。1防止滴水侵入垂直滴下的水滴（如凝結水）對電器不會造成有害影響。2傾斜15度時仍可防止滴水侵入當燈具由垂直傾斜至15度時，滴水對電器不會造成有害影響。3防止噴灑的水侵入防雨，或防止與垂直的夾角小于60度的方向所噴灑的水進入電器造成損害。4防止飛濺的水侵入防止各方向飛濺而來的水進入電器造成損害。5防止噴射的水侵入防止各自各方向由噴嘴射出的水進入電器造成損害。6防止大浪的侵入裝設于甲板上的電器，防止因大浪的侵襲而進入造成損壞。7防止浸水時水的侵入電器浸在水中一定時間或水壓在一定的標準以下能確保不因進水而造成損壞。8防止沉沒時水的侵入電器無限期的沉沒在指定水壓的狀況下，能確保不因進水而造成損壞。防護等級所依據的標準有：國標GB700–86和GB4208

CAN總線CAN即控制器局域網絡,屬于工業(yè)現場總線的范疇。與一般的通信總線相比,CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于其良好的性能及獨特的設計,CAN總線越來越受到人們的重視。它在汽車領域上的應用是最廣泛的,世界上一些著名的汽車制造廠商,如BENZ(奔馳)、BMW(寶馬)、PORSCHE(保時捷)、ROLLS-ROYCE(勞斯萊斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用了CAN總線來實現汽車內部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機構間的數據通信。同時,由于CAN總線本身的特點,其應用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè),而向自動控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機械工業(yè)、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫(yī)療器械及傳感器等領域發(fā)展。CAN已經形成國際標準,并已被公認為幾種最有前途的現場總線之一。其典型的應用協(xié)議有：SAEJ1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA2000等。CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數據塊進行編碼。采用這種方法的優(yōu)點可使網絡內的節(jié)點個數在理論上不受限制，數據塊的標識碼可由11位或29位二進制數組成，因此可以定義211或229個不同的數據塊，這種按數據塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數據，這一點在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數據段長度最多為8個字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數據的一般要求。同時，8個字節(jié)不會占用總線時間過長，從而保證了通信的實時性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應的錯誤處理功能，保證了數據通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨特的設計，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設備的互連，因此，越來越受到工業(yè)界的重視，并已公認為最有前途的現場總線之一。

第四篇編碼器編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。（REP）

旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖，通過計數設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數設備的內部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數設備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產結果出現后才能知道。

解決的方法是增加參考點，編碼器每經過參考點，將參考位置修正進計數設備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。

比如，打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才工作。這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機找零（開機后就要知道準確位置），于是就有了絕對編碼器的出現。

絕對型旋轉光電編碼器，因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶，已經越來越廣泛地應用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定位控制。

絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。

由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經越來越多地應用于工控定位中。絕對型編碼器因其高精度，輸出位數較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復雜工況還要隔離，連接電纜芯數多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，絕對編碼器在多位數輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國生產的絕對型編碼器串行輸出最常用的是SSI（同步串行輸出）。

從單圈絕對式編碼器到多圈絕對式編碼器旋轉單圈絕對式編碼器，以轉動中測量光碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當轉動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉范圍360度以內的測量，稱為單圈絕對式編碼器。

如果要測量旋轉超過360度范圍，就要用到多圈絕對式編碼器。

編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤旋轉時，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個位置編碼唯一不重復，而無需記憶。

多圈編碼器另一個優(yōu)點是由于測量范圍大，實際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費勁找零點，將某一中間位置作為起始點就可以了，而大大簡化了安裝調試難度。

多圈式絕對編碼器在長度定位方面的優(yōu)勢明顯，已經越來越多地應用于工控定位中。

絕對型旋轉編碼器的機械安裝使用：

絕對型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機械裝置安裝等多種形式。

高速端安裝：安裝于動力馬達轉軸端（或齒輪連接），此方法優(yōu)點是分辨率高，由于多圈編碼器有４０９６圈，馬達轉動圈數在此量程范圍內，可充分用足量程而提高分辨率，缺點是運動物體通過減速齒輪后，來回程有齒輪間隙誤差，一般用于單向高精度控制定位，例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端，馬達抖動須較小，不然易損壞編碼器。

低速端安裝：安裝于減速齒輪后，如卷揚鋼絲繩卷筒的軸端或最后一節(jié)減速齒輪軸端，此方法已無齒輪來回程間隙，測量較直接，精度較高，此方法一般測量長距離定位，例如各種提升設備，送料小車定位等。第五篇高度儀我公司生產的WTM系列高度儀是專門用于測量、顯示和控制啟閉機、門機、吊車等起重設備開度（高度）的自動化測控儀器。用它可以實現起重設備開度（高度）指示數字化及控制自動化，是起重設備不可缺少的現代化設備。下面來簡單介紹下該系列儀表設備的用途:主要用于閘門的開度（包括直門與弧形門）及各種位移的測量，顯示，及控制，達到工業(yè)自動一體化的目的設備的構成:整套儀表由主機儀表和高度傳感器（即編碼器）構成。主機儀表與高度編碼器由專用屏蔽信號線纜連接。主機儀表:目前我公司高度儀共有2個型號，WTG-A與WTG-B型。特點：融電子技術，微電腦技術為一體，并按照國家相關標準進行生產自主開發(fā)單片機系統(tǒng)，操作簡單可根據實際現場情況設定各極限控制點測量范圍：0——99。99米，顯示精度為0。01米（1CM)可配置4—20mA標準模擬量輸出及RS485通訊編碼器是一個什么樣的設備：編碼器是將信號或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器的分類按照工作原理編碼器可分為增量型和絕對型兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。這也是絕對型編碼器比增量型編碼器性能更穩(wěn)定，精確度更高，抗干擾能力更強，無需掉電記憶的原因。這一點我們下面馬上就會講到。增量型編碼器與絕對型編碼器的區(qū)別增量型編碼器在轉動時輸出脈沖，通過儀表讀取來知道當前位置，當編碼器不動或停電時，通過儀表的內部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能丟失脈沖，不然，計數設備記憶點就會偏移，而且這種偏移的多少是無從知道的，只有比較數據后才能知道。絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器一般均選用串行輸出或總線型輸出，絕對型編碼器串行輸出最常用的是SSI（同步串行輸出）。單圈與多圈編碼器單圈編碼器就是指編碼器在工作360°以后又回到原點重新開始記錄，所以對測量的量程有所限制。多圈編碼器就是當中心碼盤旋轉時，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器，多圈編碼器的測量范圍大，并且點數會有很多富余，因此在調試或者安裝時不用對零位，安裝調試都非常方便?？偨Y：從以上說明可以看出簡單來說，在開度儀上，編碼器實際上就是一個記錄位移的設備，并把相應的唯一通過特定的方式傳輸；絕對型編碼器的每個點是唯一的，所以它不受停電，干擾的影響，并由于分辨率（每圈有2的N次方點）非常高，所以測量的精度也大大提高；絕對型編碼器輸出分并行輸出與串行輸出，并行輸出接線比較多，遇到工況復雜的時候，還需要對信號進行隔離，有時候不太方便，所以，一般選用同步串行輸出（SSI）。絕對型編碼器的分辨率以我公司使用的丹麥斯堪納SAG-WT-1213-C100-CRW型號的絕對型編碼器為例，該編碼器為串行格雷碼輸出，有效圈數為212共計4096圈，單圈點數為213共計8192個點，這樣，編碼器就有個獨立點用于測試。那為什么說絕對型編碼器的精度高呢？我的計算公式為：單圈高度÷單圈總點數；很明顯，單圈點數決定精度，打個比方說，一個直徑為2米的卷筒，其周長為直徑×3.14=6.28米；那么卷筒轉一圈，編碼器也隨著卷筒轉一圈，如果編碼器為4095個點，則精度為6.28米÷4095=0.001533米=1.533毫米；如果編碼器一圈有8192個點，則精度為6.28米÷8192=0.0007666米=0.766毫米；比較后可以得出點數越多的編碼器分辨率更高，測量的精度也相應提高。下面是我公司主要使用的編碼器丹麥斯堪納（SAG）絕對型編碼器該編碼器