速度編碼器的故障解析

1、速度編碼器在港口設(shè)備中的運(yùn)用隨著港口設(shè)備調(diào)速系統(tǒng)的不斷發(fā)展，速度編碼器已經(jīng)成為該系統(tǒng)核心部位變頻器控制的主要組成部分， 它具有速度控制精度高和實(shí)現(xiàn)位置控制、 狀態(tài)顯示等特點(diǎn)也逐漸被各港口設(shè)備所運(yùn)用。 通常在港口設(shè)備中使用的速度編碼器是指的光電式增量型編碼器， 此類編碼器為高性能密集型電子類產(chǎn)品， 其價格昂貴、 維護(hù)與使用的復(fù)雜性也被各大小港口的設(shè)備技術(shù)管理部門所關(guān)注， 作為長期深入港口基層從事設(shè)備維修和技術(shù)管理的我總結(jié)了速度編碼器在港口設(shè)備中的維護(hù)和使用經(jīng)驗，與大家分享并共勉。一工作原理光電增量型編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器， 它由光柵盤和光電檢

2、測裝置組成， 光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。 由于光電碼盤與電動機(jī)同軸， 電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機(jī)同速旋轉(zhuǎn)， 經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，再通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。光電增量型編碼器共能輸出三組方波脈沖A、B 和 Z 相，一般采用TTL 電平，A 脈沖在前， B 脈沖在后，A,B 脈沖相差 90 度，每圈發(fā)出一個 Z 脈沖作為參考零位，利用 A 超前 B 或 B 超前 A 進(jìn)行判向，順時針旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)， A 超前 B 為 90°，反之逆時針旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)， B 超前 A 為 90°。二 .

3、故障處理和保養(yǎng)細(xì)節(jié)1、以西門子變頻器6SE70 系列和安川變頻器G5、G7 系列為例，速度編碼器在工作中常見的故障有以下幾種： 1變頻器直接報出編碼器故障正常情況下，速度編碼器由于本身或外圍原因?qū)е掳l(fā)生的故障，變頻器都能準(zhǔn)確報出。如西門子6SE70 系列報 F051 或 F053 ，安川 G5、 G7 系列報PG OPEN ，我們可以根據(jù)故障內(nèi)容來直接查找。此時西門子變頻器報出的F051 或 F053 更能直接準(zhǔn)確反映編碼器的問題。 2變頻器報過載或過流故障在實(shí)際工作中，當(dāng)速度反饋信號丟失或不正常時，變頻器有時會報出過載或過電流故障。導(dǎo)致報出此故障的原因有兩點(diǎn)，其一是給定速度達(dá)不到設(shè)定速度它就

4、一直升速，導(dǎo)致電流升高；其二是編碼器脈沖丟失致變頻器速度控制器出現(xiàn)較大誤差，超出調(diào)節(jié)范圍后報過流。 如西門子報出F011 ，安川變頻器報出 OVER CURRENT或 OVER LOAD 。一般在確認(rèn)負(fù)載值不大的情況下，機(jī)構(gòu)在剛啟動或高速運(yùn)行中報出過載或過電流的故障就基本確認(rèn)為編碼器的問題。以安川變頻器由于編碼器問題而報出過流故障的現(xiàn)象居多。 3工作機(jī)構(gòu)有異響且震動當(dāng)速度編碼器安裝不牢固或連接軸松動時，工作機(jī)構(gòu)會由于其停止和移動位置偏差量超差影響控制精度，造成驅(qū)動電機(jī)速度控制誤差，從而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中或停止時有異響并震動。2、編碼器是高性能電子類產(chǎn)品，其維護(hù)相當(dāng)繁雜重要，因此在平時的保養(yǎng)工作中我

5、們要注意以下幾點(diǎn)： 1工作環(huán)境必須處在無塵、無油污、濕度不大且干燥的場合。 2安裝時要注意其允許的軸負(fù)載，不得超過極限負(fù)載；電機(jī)輸出軸和編碼器軸的同心度精確性高，與軸線的偏角 2°；編碼器需連接牢固，它與輸出軸間的連接為彈性連接，切忌采用剛性連接。 3在保養(yǎng)及拆卸編碼器時，必須先斷開編碼器的供電電源，不要帶電拆接編碼器接線，以免損壞；保養(yǎng)時須檢查其接線緊固性、屏蔽線接觸是否良好。鋪設(shè)電纜線時要考慮無外界信號干擾， 不得與動力線繞在一起或同一管道內(nèi)傳輸； 通常內(nèi)部碼盤、 光源裝置、電路板在編碼器使用 5 年后需定期進(jìn)行清潔并檢查， 一般使用的清潔劑為清洗電子儀表專用產(chǎn)品。（ 4）在對設(shè)

6、備進(jìn)行電焊作業(yè)或投入其它強(qiáng)電磁干擾設(shè)備使用時，一定要注意吊機(jī)的接地可靠性。 一般龍門吊要求必須斷掉編碼器的電源方可外作業(yè)， 橋吊與門機(jī)需檢查其可靠接地后方可動作，如處理不當(dāng)會導(dǎo)致編碼器電源短路而燒毀！3、維修技巧（ 1）儀表測量法判斷速度編碼器好壞通常用儀表測量法進(jìn)行鑒定，將速度編碼器通人直流24V 電壓港口用速度編碼器供電電源是DC15V-36 V，以 DC24V 居多。編碼器在靜止?fàn)顟B(tài)時，將精確數(shù)字表打到直流電壓擋（如有分檔位的打到DC50V即可），正表筆線連接編碼器的A 相、 B 相，負(fù)表筆線連接接地線，測得的數(shù)據(jù)結(jié)果只有兩種情況，要么是高電平，要么是低電平（高電平為DC22V 左右，低

7、電平為 DC1V 左右）；用同樣方法測試編碼器在輕輕旋轉(zhuǎn)時的數(shù)值，測得的數(shù)據(jù)會隨著編碼器的旋轉(zhuǎn)位置變化而呈現(xiàn)高電平和低電平交替變化。如檢測數(shù)據(jù)與以上兩種狀態(tài)的數(shù)據(jù)相吻合則可判斷其為正常，如檢測數(shù)據(jù)無或沒變化則可判斷為其已損壞。當(dāng)然我們也可用性能更為可靠的示波器來檢測，它主要檢測A、B、Z 相脈沖波形來判斷編碼器的好壞。（ 2）驅(qū)動軟件判斷法不管是西門子變頻器還是安川變頻器，它們都有很好的驅(qū)動軟件操作平臺，通過此平臺我們可以很好的監(jiān)控和分析變頻器的運(yùn)行動態(tài)情況，速度編碼器發(fā)生的故障可充分利用這平臺進(jìn)行系統(tǒng)分析。西門子變頻器通過DRIVES MONITOR中的速度給定值與實(shí)際速度值的曲線變化來比較

8、判斷，也可觀察參數(shù)R015 或R218 的變化量來鑒定。安川變頻器通過CP717 的變頻器管理器的速度追蹤圖來分析判斷，也可觀察參數(shù)U1-03 或 U1-05 的變化量來鑒定。（ 3）應(yīng)急處理法當(dāng)速度編碼器部分損壞 （A、B 相只有一相輸出），設(shè)備應(yīng)作業(yè)要求需應(yīng)急處理時，可將該機(jī)構(gòu)的源給定速度調(diào)至1-5% 來運(yùn)行，等滿足應(yīng)急工作需求后再行維修；當(dāng)速度編碼器徹底損壞時（A、B 兩相無輸出或電源部位燒壞） ，可臨時將變頻器由閉環(huán)控制改為開環(huán)控制。三實(shí)例詳解故障現(xiàn)象： RTG01#吊具升降后，起升剎車處異響聲大，整個機(jī)構(gòu)抖動。2007 年 4 月，我公司 RTG01#在堆場出現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)在吊具升降后起升機(jī)構(gòu)所采用的變頻器是西門子 6SE70-185KW,有 PG矢量控制剎車和電機(jī)發(fā)出“咚咚”的響聲并伴有較大的震動，操作司機(jī)在司機(jī)室反應(yīng)明顯強(qiáng)烈。接到故障報告后，我和技術(shù)人員進(jìn)行了系統(tǒng)檢查， 發(fā)現(xiàn)起升剎車盤在幾乎在零速抱閘時出現(xiàn)此異常現(xiàn)象，起升電機(jī)也伴之抖動。 于是我們采用了電磁噪音法和機(jī)械噪音法進(jìn)行故障判別，經(jīng)過識別基本可排除機(jī)械原因而引起的噪音。 為了準(zhǔn)確查找原因， 我們又檢查了起升電機(jī)和變頻器的相關(guān)參數(shù)值， 用驅(qū)動軟件 DRIVES MONITOR 進(jìn)行速度控制曲線分析， 終于發(fā)現(xiàn)了問題， 當(dāng)?shù)蹙咴谶\(yùn)行中和停止時起升的主