GEMPLE 智能主令控制器PFC80在钢铁冶金及港口起重设备中的应用

在电气控制中，多点位置检测通常是由主令控制器来完成，由于传统机械主令控制器是由机械凸轮和触点组成，其触点部分故障较多、调整不方便、控制精度低，而且，由于灰尘积累的触点打火，极易损坏并形成安全隐患。而以绝对值多圈编码器构成的智能主令控制器用绝对值码盘信号及程序逻辑代替机械凸轮的动作，控制、调节精度高，以无触点代替有触点，这样就避免了许多机械故障，提高了系统的可靠性，同时，触摸屏的人机界面便于用户调整设置，位置信号的连续输出及远传，提高了控制安全信息化。

以绝对值编码器构成的智能主令控制器的特点及其应用：

1、智能主令控制器组成

主令控制器系统，智能主令控制器由绝对值编码器、信号至主控单元组成。　　                

绝对值编码器：选择机械钟表齿轮式绝对值真多圈编码器，全量程位置唯一绝对，抗干扰、停电不受影响、精度高。德国著名品牌德国原产地进口，可选不锈钢加固型，或国内组装高工业等级2年质保。

编码器信号输出选择抗干扰型现场总线技术：

a.Canopen信号绝对值编码器（抗干扰安全信号）

b.德国原产地绝对值编码器SSI+金属防水总线接线

c.4—20mA输出+RS485总线数字通讯信号输出（双冗余信号）。

机械齿轮、丝杆、机械极限开关：机械齿轮传动丝杆滑动，在控制器的上下极限增加机械限位开关的双重保护。

主控单元：有专用功能控制器PFC80、PFC201或PLC(西门子S7-200等)可选、隔离型工作电源、触摸屏、继电器组、机箱等构成。

绝对值编码器组件安装在现场，与受控设备传动轴通过联轴器柔性连接。编码器信号和连接电缆将现场位置信号传出给主控单元，安装在控制室或操作室内，共同构成智能主令控制器。

a. 卷扬提升设备转筒轴连轴器柔性连接

b. 卷扬提升设备转筒轴齿轮拟合过渡连接

c. 减速齿轮箱输出齿轮轴(低速轴)连接

2、工作原理 　  智能主令控制器在工作时，由受控设备通过传动机构带动编码器一起旋转，编码器产生并输出绝对值位置信号，并送到PFC( 或PLC)的输入端，在PFC内部进行译码、运算、分析、比较等处理，同时与操作面板触摸屏中可调用的设定参数相比较，在合适的位置发出相应的控制信号，由继电器组输出，从而达到控制目的。主令控制器内的机械齿轮带动丝杆转动，丝杆滑臂移动，在上下极限位置（可调）触动机械微动开关，达到机械无源开关极限位置的双重保护。主控制同时可输出通讯信号，将高度及控制信号远传至中央控制室显示屏。操作面板触摸屏可实现现场数据显示、位置设定和报警设定、解除。 　　 　　在许多需精确多点定位的场合要使用主令控制器，而传统的主令控制器不能满足控制要求，利用小型专用控制器PFC（或PLC）和绝对值编码器构成智能主令控制器，使用程序逻辑代替机械凸轮的动作，从而替代传统主令控制器，满足控制要求。若被测体是提升机位能负载，则可根据被测体运动方向指令和码数变化方向是否相同，可以检测被测体传动轴是否与编码器轴脱开或溜车，检测到故障后可以发出报警或停车指令，避免事故发生。对于上下极限保护，可提供精确与可靠的信号开关输出，防止冲顶等事故发生。 　　　　

3、主要性能 　　智能主令控制器具有运行可靠、响应速度快、分辨率高、调整方便迅速、可在运行中调整、全数字显示、远程通信、多种保护功能等优点。 　　(1) 运行可靠。选用机械钟表式绝对值多圈编码器，全量程位置绝对唯一，不受停电、干扰影响；选用编码器与机械丝杆机械限位开关双重的保护方案，失效概率极低；绝对值编码器信号输出选用高安全性的现场总线技术（连接PFC） ,或4—20mA和RS485双信号冗余输出（连接S7-200），信号传递可靠安全；选用设计思想是用弱点控制强电，用程序逻辑代替机械凸轮的动作，以无触点代替有触点，避免了机械故障，控制精度高；选用现场触摸屏调整，人机操作更方便，以上诸多安全设计思想，确保提高主令控制器运行的可靠性。 　　(2) 反应速度快。主令位置由于采用可编程控制器进行控制，故其响应速度非常快，响应速度可达毫秒级。 　　(3) 分辨率高。该主令控制器的分辨率由编码器的分辨率决定，可达到毫米级，精度非常高，能适应需要精确定位和精确限位控制的场合。而老式主令采用凸轮闭合、断开触点，其精度低，不能适应自动控制过程精确控制的需要。 　　(4) 现场调节方便。该主令控制器的调节无需任何工具，仅需对操作面板触摸屏操作，即可达到调整控制的目的，与老式主令相比，可以节约时间，减少劳动强度，从而提高经济效益。 　　(5) 运行中调整。该主令控制器可在设备运行状态中进行调整，设备不必停车即可对控制信号的输出位置通过人机操作面板进行微调。 　　(6) 高度数字显示及远传。在被控物体运行期间可以方便地从操作面板上观察出其所处的位置，并信号通过通讯远传至中央控制室或车间大屏显示。 　　(7) 保护功能齐全。可有低速力矩不足、过速保护，脱轴、倒转保护，冲顶、极限保护。 　　

4、应用场合

应用行业：

钢铁冶金高炉卷扬、送料小车、探尺、石灰竖炉卷扬、炼钢氧枪、转炉倾角等控制等自动化工业控制；

汽车制造厂、造船厂等重工设备厂家车间门机起吊高度控制及防冲顶保护；

矿山、码头、料场等户外起吊高度控制。

　　智能主令控制器运行可靠、响应速度快、分辨率高、调整方便、人机界面好、可以替代传统机械主令，应用于任何需要位置或位移检测的场合，在冶金行业中可在高炉主卷扬、探尺、石灰竖炉卷扬、炼钢氧枪控制等自动化工业控制场合应用，已在山东钢铁厂、上海通用汽车厂，用其取代了老式凸轮主令控制器，取得了满意的使用效果和显著的经济效益。