更换开度仪表与旋转编码器新方法

徐钟声

（湖北咸宁三合机电股份有限公司南水北调中线干线工程液压启闭机设备维护项目部，河北 保定074200）

1 旋转编码器的基本概念

旋转编码器是可用来测量位移并配合PWM技术实现快速精准定位的装置。按内部码盘的刻孔方式不同分类，旋转编码器分为增量式旋转编码器和绝对值旋转编码器。

增量式编码器是将位移信号转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成技术脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。当编码器不动或停电时，需用计数设备来记忆位置。当停电后，编码器不能有任何移动或外部干扰。否则丢失脉冲，计数设备记忆的零点就会飘移，解决方式是增加参考点，将参考点位置修正成计数设备的记忆位置，为此在每次断电后就要先找参考点，一般采用开机找零等方法,但这种方式在液压启闭机现场控制麻烦，条件也不允许。

绝对值旋转编码器光码盘上有许多道刻线，每道刻线以2、4、8、16依次编排，在编码器的每一个位置可获得一组2n-1次方的唯一2进制编码，位置唯一，抗干扰，断电无影响，不需要找参考点，方便使用，在液压启闭机项目中应用广泛。

2 开度仪表和旋转编码器使用环境分析

目前，在南水北调工程中，开度仪表和旋转编码器24 h处于高温工作状态，开度仪表和旋转编码器作为一种电子产品，正常使用寿命有限，标准电容寿命2 000～5 000 h，恶劣环境除外，在使用过程中从量变到质变，最多能保证5年的正常使用时间。

在南水北调工程中，采用绝对值旋转编码器与油缸活塞杆连接，闸门在开启或关闭时，旋转编码器与活塞杆同步运动，将位移信号编制成2进制电码传送到开度仪表，开度仪表将数据传输到后台。

通常旋转编码器反映的是活塞杆行程绝对值，而正常工作时开度仪表要求显示闸门实际开度值，但活塞杆行程绝对值不等于闸门实际开度值，他们是一个曲线锯齿波型关系。比如，南水北调工程中用的最多的是双缸弧形门。在制造工艺、安装过程、土建施工、环境等诸多因素的影响下，造成锯齿波型拐点不一，一旦旋转编码器或开度仪表损坏，需要更换，在不影响调水的情况下，运行维护人员不想重新对开度仪表编程，又不能将闸门落到底部清零，如何更换开度仪表和旋转编码器是一个值得探讨的问题。

3 更换编码器新方法

假设在南水北调工程的一个站点，双缸弧形门左缸开度显示5 000 mm，右缸开度显示0 000 mm。启、闭门操作，右缸数据无变化，经查明右缸旋转编码器已坏，这时先微调闸门，使左右水平，开度尺对应5 000 mm处。拆下右缸已坏的旋转编码器，装上同型号旋转编码器，先通电在开度仪上预置这支旋转编码器的转向。这时右缸旋转编码器会显示一个数据，假设这个数据为abcd，很显然与实际开度值不符，现在我们用“曹冲称象”法来解决这个问题，步骤如下：

（1）将断电后的右缸（原显示abcd）编码器连接到一支测试用的开度仪表上，此时开度仪表显示值设为efgh，记下这个数据。

（2）将测试的开度仪表，连接到另外1支同型号测试用的编码器上。

（3）旋转测试开度仪表，使其也显示efgh值，此时efgh值虽然与新换右缸旋转编码器abcd显示数据不同，但2进制编码相同。

（4）从测试开度仪表上拆下测试用旋转编码器（旋转编码器别转动），连接到现场控制面板的开度仪表上。

（5）转动测试用的旋转编码器，使其连接开度仪表显示值为5 000-abcd=IJKL（此操作相当称重去皮）。

（6）将控制面板上的开度仪表右缸数据IJKL预置清零（去皮完成）。

（7）在转动编码器或操作开度仪表过程中，注意观察现场同一运行周期内，触摸屏显示开度是否与开度仪表显示一致。

（8）将原来先换上的右缸编码器和控制面板上开度仪表连接。此时，编码器更换完成，启门与闭门操作开度仪表显示正常。

4 更换开度仪表新方法

一般开度仪表内部由三部分组成：显示板、程序板、驱动板。更换开度仪表只需对程序板完成设置便可。

（1）外部参数设置：换表前先记录旧表的所有参数，输入A路上限、B路上限、A路下限、B路下限、控1值、控2值、讯晌值。

（2）内部参数设置：先校对旋转编码器类型转向，将旧表通信地址、波特率、奇偶校验参数输入，然后推算15段拐点修正值，对应一一输入。

（3）仪表当前开度值设置：用一只备用编码器分别连接旧表和新表，转动备用编码器，使旧表与新表当前开度保持一致，按确定键贮存。

（4）开度仪表的零位设置：用一只备用编码器分别连接旧表与新表，旋转备用编码器使新表的AJ等于旧表A0，BJ等于B0，最后分别对新开度仪表左右预置清零重启。

完成以上4个程序，则新开度仪表更换成功。

5 结语

简而言之，开度仪表和编码器更换新方法，是用一块备用的测试仪表和一支备用的旋转编码器作为中介，避免了旋转编码器显示不同步、闸门活塞杆的位移绝对值与闸门实际开度值不对称等困扰，在不进行开度仪表编程、不将闸门落底清零、不影响调水的前提下，快速便捷地更换了开度仪表和旋转编码器。此方法适用平板门、单缸弧形门、双缸弧形门等环境，此技术在水利闸控系统中具有很好的推广应用价值。