光电编码器的安装_光电编码器常见故障及解决

　　光电编码器的安装

　　（1）安装要求

　　编码器在安装过程中要轻拿轻放，请勿敲击。尽量实现软连接（编码器内部为精密仪器），并且要使所安装的编码器轴与被检测装置的轴同步，并保证转动平稳、无震动，高速旋转时不打滑。

　　光电编码器安装完毕后，要进行正确性测试。可以通过系统中的码盘来检测光电编码器的性能，也就是监测系统显示的每道脉冲数和系统检测到的机械速度，并检测编码器的速度显示是否与被检测装置的实际速度相符。

　　（2）控制单元的安装

　　安装编码器时应防止金属碎屑进入顶部插座，将编码器的控制单元固定于机组正面明显且易操作的地方。记录每组控制单元侧面的编号，并记录各个控制单元安装在哪个机组上，防止安装过程中损坏标签而给后面的调试工作带来不便。

　　（3）安装中的注意事项

　　编码器属于高精密仪器，安装时不得敲击和碰撞。轴端连接应避免刚性连接，而应采用弹性联轴器、尼龙齿轮或同步带连接传动。使用转速不要超过标称转速，否则会影响电气检测信号。

　　空心轴编码器与电动机轴的固定有3种方式：第一种是键槽连接，采用平键与电动机轴固定；第二种是不锈钢空心轴、无键槽锁紧环固定；第三种是空心轴直接加顶丝固定。安装时编码器空心轴与电动机轴应是间隙配合，不能过紧或过松，定位键也不得过紧，严禁敲打装入。有锁紧环的编码器在未装入电动机轴前严禁锁紧，以防止轴壁永久变形，避免编码器因此造成装卸困难。实心轴编码器与系统必须经弹性联轴器连接，安装精度应保证：偏心度不大于0.2mm，偏角不大于2°，轴向窜动量不大于0.05mm。

　　编码器的输出电缆不能与动力线同槽敷设，以免感应干扰导致故障。安装中应确保接线正确，错误接线将损坏编码器内部的元器件。

　　一般编码器的工作电源有3种：DC5V、DC5～13V及DC11～26V。编码器如是并行输出，需了解编码器的信号电平是采用推拉式（或称推挽式）输出方式还是采用集电极开路输出方式，如是集电极开路输出的，有NPN型和PNP型两种，需与I/O极性相同。编码器如是驱动器输出，一般信号电平为5V，连接时不要让24V的电源电平串入5V信号接线中去而损坏编码器的信号端。和变频器配用的旋转编码器通常为二相（A相和B相）原点输出型，其输出信号分为两相，即A相和B相。两者在相位上互差90°±45°（见图3-35），其和分别是A相和B相的“非”。每旋转一圈，编码器输出的脉冲数可根据情况选择。例如，TRD-J系列编码器的脉冲数为每圈10～1000，分16挡供选择。Z相为原点标记，其特点是：每转一圈只输出一个相位固定的脉冲，作为原点的标志。

　　图3-35 编码器的输出信号

　　编码器与变频器的接线方式主要有两种：一种是直接连接，例如艾默生TD3000系列变频器和编码器之间的连接，如图3-36（a）所示；另一种类型须配置专用的PG速度控制卡，如图3-36 （b）所示。将控制卡PG-B2插入变频器的相关插座4CN中，再将PG的引出线接至控制卡上。

　　图3-36 编码器与变频器的连接

　　光电编码器的常见故障及解决方案

　　光电编码器检测装置的发射和接收装置都安装在生产现场，在使用中暴露出许多缺陷，其有内在因素也有外在因素，主要表现在以下几个方面：

　　1.发射装置或接受装置因机械震动等原因而引起的移位或偏移，导致接收装置不能可靠的接收到光信号，而不能产生电信号。

　　例如：光电编码器应用在轧钢调速系统中，因光电编码器是直接用螺栓固定在电动机的外壳上，光电的轴通过较硬的弹簧片和电动机转轴相连接，因电动机所带负载是冲击性负载，当轧机过钢时会引起电动机转轴和外壳的振动。经测定，过钢时光电编码器振动速度2.6mm/s，这样的振动速度会损坏光电编码器的内部功能。造成误发脉冲，从而导致控制系统不稳定或误动作，导致事故发生。

　　改进措施：改变光电编码器的安装方式，光电编码器不在安装在电动机外壳上，而是在电动机的基础上制作一固定支架来独立安装光电编码器，光电编码器轴与电动机轴中心必须处于同一水平高度，两轴采用软橡胶或尼龙软管相连接，以减轻电动机冲击负载对光电编码器的冲击。采用此方式后经测振仪检测，其振动速度降至1.2mm/s。

　　2.因光电检测装置安装在生产现场，受生产现场环境因素影响导致光电检测装置不能可靠的工作。如安装部位温度高、湿度大，导致光电检测装置内部的元件特性改变或损坏。例如在连铸机送引锭跟踪系统，由于光电检测装置安装的位置靠近铸坯，环境温度高而导致光电检测装置误发出信号或损坏，而引发生产或人身事故。

　　改进措施：编码器选型时要根据现场情况来选适合温度的编码器，现场温度一定要在编码器的正常工作温度范围内，另外也可根据编码器安装情况，外加一个大的减温作用的法兰盘，这样编码器就不用直接贴到高温设备表面了，起到降温效果。

　　3.生产现场的各种电磁干扰源，对光电检测装置产生的干扰，导致光电检测装置输出波形发生畸变失真，使系统误动或引发生产事故。

　　例如，光电检测装置安装在生产设备本体，其信号经电缆传输至的距离一般在20m~100m，传输电缆虽然一般都选用多芯屏蔽，但由于电缆的导线电阻及线间电容的影响再加上和其他电缆同在一起敷设，极易受到各种电磁干扰的影响，因此引起波形失真，从而使反馈到调速系统的信号与实际值的偏差，而导致系统精度下降。

　　改进措施：合理选择光电检测装置输出信号传输介质，采用双绞屏蔽电缆取代普通屏蔽电缆。双绞屏蔽电缆具有两个重要的技术特性，一是对电缆受到的电磁干扰具有较强的防护能力，因为空间电磁场在线上产生的干扰电流可以互相抵消。双绞屏蔽电缆的另一个技术特点是互绞后两线间距很小，两线对干扰线路的距离基本相等，两线对屏蔽网的分布电容也基本相同，这对抑制共模干扰效果更加明显。

　　双绞线，也就是我们所说的网线，可以分为屏蔽双绞线（shielded twisted pair，stp）与非屏蔽双绞线（unshielded twisted pair，utp），所谓屏蔽双绞线就是指在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属层蔽层。屏蔽层可减少辐射，防止信息被窃听，也可阻止外部电磁干扰的进入，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率）