论运动控制中绝对值编码器的安装位置和作用

第四部分，第二编码器——辅助的绝对值编码器

在伺服电机上的编码器我们称之为伺服编码器，它更多的是电机运动控制传感反馈。与系统定位配合的第二个编码器成为了辅助编码器---提供低速终端(或最接近终端)的位置反馈。辅助编码器应该是用全行程绝对值编码的绝对值多圈编码器，提供与其它轴的对比做同步与联动的绝对位置信息反馈，提供系统通电开机时的每个轴的绝对值位置和初始相关位置关系，相当于早期的开机找零，并随时有每个轴的绝对值位置和各个轴的相关关系。

伺服编码器是单个运动轴给予驱动器子系统内的。而第二编码器是开放给大系统（例如PLC或者同步控制器等上位机母系统），各个位置做同步对比协调的基准，它的精度绕过了减速机的误差与丢脉冲不可靠可能，是直接对应电机传动后的位置测量反馈的。而另一个重要的是在时钟坐标上到上位系统控制器的延迟损失最小。

第二编码器——PLC（或多轴同步控制器）的连接

gnc09光纤总线开放式高档数控系统集nc、plc、hmi、机床键盘、系统键盘于一体，系统与伺服之间采用以光纤为介质的glink全数字总线方式进行连接绝对值编码器说明书，配合模块化伺服驱动结构，实会市场报价--北海中国电工网讯：pxi-bp3308是一款高性能的3upxi8槽背板，1个系统槽，7个pxi/compactpci卡槽，64位pci总线，总线信号支持本地总线信号10mhz系统参考时钟、触发总线、星形触发、局部总线等，具备标准的atx电源接口，用户可以根据需求灵活搭配不同功率的atx电源进行使用，适合各种嵌入式、控制，以及测试与测量应用。

低速负载端第二编码器，装在机械传动的最后一段低速端，它仍然是有可能有一级机械传动，所以精度不如全闭环编码器（直驱电机编码器），但是由于只有一级传动，传动误差尚可掌控。机械误差与机械磨损、损坏安全性的确定性。

辅助绝对值编码器的作用：

l1、r7作用：如果负载呈容性(如扬声器电缆较长)，则放大器在高频下会过载，并使方波响应出现转折，为避免此现象，在输出端串入lr组成的并联电路，此时l呈现较大感抗，10Ω电阻将放大器与容性负载隔离开来并降低l与容性负载所构成回路的q值。是谐波含量的总有效值与基波有效值之比﹐当负载为额定值﹑输入电压失真度满足基准条件时﹐在输入电压为最低值﹑额定值和最高值时测量输出电压失真度﹐取其最大者.此值越小越好.e.效率：是输出的有功功率p0与输入的有功功率pi之比﹐f.负载功率因素稳压器容量都用伏安或千伏安值表示﹐是负载中除纯电阻性负载外﹐还有感性和容性负载﹐即负载中除有功功率外﹐还有无功功率。d.输出电压相对谐波含量, 通常用thd表示,是谐波含量的总有效值与基波有效值之比﹐当负载为额定值﹑输入电压失真度满足基准条件时﹐在输入电压为最低值﹑额定值和最高值时测量输出电压失真度﹐取其最大者.此值越小越好.e.效率:是输出的有功功率p0与输入的有功功率pi之比﹐f.负载功率因素稳压器容量都用伏安或千伏安值表示﹐是负载中除纯电阻性负载外﹐还有感性和容性负载﹐即负载中除有功功率外﹐还有无功功率。

2， 安全监控。第二编码器选用的是全行程绝对编码的绝对值多圈编码器，绕过了减速机或者其他机械传动（例如卷筒钢丝绳等）后端，因此可协助伺服编码器的同步比较，反馈传动系统的安全监控。这类应用可以根据大部分PLC上位机的信号接口选型，例如经济型PLC对接modbus RTU，或者西门子PLC对接profinet等。

3，多轴同步。在多轴同步控制系统中至少要有一个全行程的绝对值编码器作为主轴编码器。在多轴同步控制中调试与维护监测时比单纯的半闭环更有确定性。多轴原点位置绝对值的多轴坐标对应，可保证各轴绝对值位置同步的确定性。

包括变频电机通过第二编码器——绝对值多圈编码器的安装也可实现精准多轴同步。（例如 架桥机预制梁多吊点同步）

液压油缸通过绝对值多圈编码器的安装，可以实现多油缸位置同步（例如三峡水闸大门的双油缸同步提升）。

“同步”是指每一个时间与位置的“同步”比较的闭环控制。是时间同步和位置同步。这是“同步控制”题目的第一原理。

但不是速度同步。速度同步是时间同步位置把时间划分得有多细的二次变量。每一个时间小段与位置小段的计算，是不是就是一段段速度？那同步简单一点就是一段段速度相同？这就让很误入歧途的把同步当成了同速。但是所有做不好同步题目的大约都是起源于这个错误，因为闭环的偏差量的错误，我们已知伺服是时间偏差量（响应）与位置偏差量（精度）的闭环。伺服是一个自检闭环的系统，对于速度自检的误差在位置上，是把时钟给扔掉的，在时间上是速度偏差量映射到位置偏差量是会累加的，而如果仅仅是同速闭环，会失去了位置自检闭环，这样的位置偏差会累加失控绝对值编码器说明书，而无法达到什么时候，各自在什么位置的同步要求了。做同步一定要有时间坐标的同步与位置坐标的同步。速度同速无法精确实现位置上的同步。

具体实施例方式如图1、图2和图3所示，一种棒材自动送料机的电子同步装置，包括车床主轴本体，还包括第一同步装置、第 二同步装置，所述车床主轴本体与第一同步装置连接，所述第一同步装置与所述第二同步装置之间通过伺服放大器伺服连接。具体技术方案为:一种棒材自动送料机的电子同步装置,包括车床主轴本体,还包括第一同步装置、第二同步装置，所述车床主轴本体与第一同步装置连接，所述第一同步装置与所述第二同步装置之间通过伺服放大器伺服连接。1.一种棒材自动送料机的电子同步装置，包括车床主轴本体，其特征在于，还包括第一同步装置、第二同步装置，所述车床主轴本体与第一同步装置连接，所述第一同步装置与所述第二同步装置之间通过伺服放大器伺服连接。

电机的转动惯量通过减速机后，折算到减速机的输出轴为2.11kg*cm^2,加上减速机本身的惯量2.14kgcm^2，与负载10 kgcm^2，大概在5倍左右，符合伺服要求。富士变频器e1s系列维修，电话：18551628282曾工在减速中出现过流或过压故障，主要原因为减速时间过短、负载回馈能量过大未能及时被释放，若电机驱动惯性较大的负载时，当变频器频率(即电机的同步转速)下降时电机的实际转速可能大于同步转速，这时电机处于发电状态，此部分能量将通过变频器的逆变电路返回到直流回路，从而使变频器出现过压或过流保护。在电梯创新方面，施凤鸣先后发明了“电梯拱型轿顶”、 “双马达永磁同步高速无齿轮曳引机”、 “无轴负载无齿轮曳引机”、等数40多项科技专利成果，就拿其中的“双马达永磁同步高速无齿轮曳引机”和“无轴负载无齿轮曳引机”来说，它彻底解决了电梯 高速运行所需的大马力和大吨位及运行中的平稳问题。

最常用的方法，是在多轴同步系统，选择负载惯量最大的一个电机安装负载终端低速端的第二编码器，提供绝对值位置反馈给整条控制系统做同步位置参考指令，其他较小惯量的电机追踪这个最大惯量的电机，较小惯量的电机控制响应更快，更易实现同步追踪。因此这个最大惯量电机运动轴上的第二编码器，有时也称为“主轴编码器”。做同步控制犹如阅兵方阵，主轴编码器是提供系统同步对齐指令的同步方阵中最靠谱的“排头兵”。

这种推荐用Powerlink或者Ethercat绝对值编码器实现主轴编码器。

4，工业以太网的系统大闭环。

工业以太网的优势是可以连接更多的运动轴做同步，而很多个运动轴的位置确定性与时间差确定性就显得很突出，而伺服电机尾部的编码器体积空间小，以太网信号转换的专用电路体积较大很难与编码器一体化，这就需要加装第二编码器——以太网绝对值编码器，用工业以太网实现全闭环。

例如POWERLINK、Ethercat、profinet绝对值多圈编码器。

如果没有传感器（编码器）直接在以太网反馈实现闭环反馈，工业以太网就不能实现一个完整的自动化控制闭环，也就难以显现出工业以太网快速、安全的优势。用工业以太网实现多轴同步控制，至少需要有一个工业以太网主轴绝对值编码器建立同步基准的参考反馈。例如Ethercat和profinet.

数据直接上传，还可以实现生产数据记录与管理，机械传动监控与机械使用寿命延长，全生命周期服务等等。这就是向工业4.0靠拢重要的一步。

尽管许多传动场合中回路冲洗阀是可选件，但是附加冲洗阀的应用能显著改善工作液体的质量进而延长传动系统中相关部件的寿命。速度调节器是比例积分(pi)调节器，其p、i调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统(导轨、传动机构)的传动刚度与传动间隙等机械特性，一旦这些特性发生明显变化时，首先需要对机械传动系统进行修复工作，然后重新调整速度环pi调节器。陶瓷刹车能够让刹车寿命延长5倍，距离减少1米，而且省力75%。

相比较辅助编码器它比全闭环编码器更经济，共容易实现工业以太网组网，更容易实现轻松的多运动轴同步控制。

安装有全行程的绝对值多圈编码器更安全。目前的机械齿轮箱绝对值多圈编码器已经有较低的市场价格（例如modbusRTU机械式绝对值多圈编码器的价格已低于1000元），虽然增加了这样一个第二编码器的成本，但是它节省了原点开关与机械找原点的时间，大大提高了设备自动化效率与安全性。同时也增加的系统在调试中的确定性与安全性，节省现场调试时间与二次返场重新修正参数时间，在系统定位精度的保证、同步控制的保证，现场调试人工的减少，维修停机的减少等多个方面，都向最终用户显示出这种方案更加的靠谱可信度，而为用户创造出附加值。

这样一个第二编码器——全行程绝对值多圈编码器上的投入增加了运控产品的竞争力，还是很有经济附加值的。

安装在转台上的第二编码器

安装在丝杆上的第二编码器

安装在减速机上的第二编码器。

常用的绝对值真多圈编码器信号接口：

modbus RTU，SSI，Canopen，profibus-DP，4--20mA；

profinet，Ethercat，modbus TCP。

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