水閘閘門(mén)控制，涉及到防洪、排洪，引水、排污，通船、發(fā)電等應用，其控制安全性越來(lái)越重要，現在設計已要求手動(dòng)現地應急控制與遠程自動(dòng)控制都要獨立考慮，而對于值多圈編碼器的使用，不再使用增量值編碼器或單圈值編碼器，也幾乎已經(jīng)為行業(yè)規范了。過(guò)去，水閘控制中，值多圈編碼器大多選用了SSI（同步串聯(lián)）輸出信號，而現在設計安全性的要求下，遇到了兩個(gè)困難：
一．原SSI編碼器的兩個(gè)困難
1． SSI信號手、自控制無(wú)法獨立。
SSI信號為時(shí)鐘同步串聯(lián)信號，點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，時(shí)鐘發(fā)送與信號接收只能為同一個(gè)設備，如果編碼器信號連接現地閘門(mén)開(kāi)度儀表，就不能再給自動(dòng)控制的PLC信號，而只能由閘門(mén)開(kāi)度儀表再輸出信號給PLC，這樣，系統的可靠性都建立在閘門(mén)開(kāi)度儀上，而SSI閘門(mén)開(kāi)度儀售價(jià)高，廠(chǎng)家良莠不齊，存在較大安全隱患；如果編碼器信號直接輸出給PLC，只有少數歐洲品牌PLC有SSI接口，如西門(mén)子S7-300（S7-200就沒(méi)有），這樣造價(jià)高，可選面少，而且現地手動(dòng)控制的信號要依賴(lài)于自動(dòng)控制的PLC給，失去了手動(dòng)應急控制的意義。
2． SSI信號端口無(wú)法插入防雷器，較易被損壞。
SSI信號為“同步”串聯(lián)信號，其實(shí)并不*同步，其由接收設備發(fā)送時(shí)鐘到編碼器，編碼器再發(fā)送信號到接收設備，內部“同步”比較，有一個(gè)同步時(shí)間差的范圍要求，一旦插入防雷器，或電纜較長(cháng)、電纜不專(zhuān)業(yè)，信號的同步性超出了偏差范圍，數據就會(huì )跳碼，而無(wú)法正常工作。我公司過(guò)去多年研發(fā)過(guò)SSI防雷器，在實(shí)驗階段都可以符合同步性偏差范圍，可在現場(chǎng)條件下，往往無(wú)法保證SSI信號的同步性而跳碼，而不得不放棄。由于無(wú)法加入信號防雷器，SSI編碼器每年被打壞的數量很多，包括德國品牌的，例如江蘇三河閘，使用63個(gè)德國品牌SSI編碼器，每年被雷擊打壞的約3-5個(gè)。
二．值編碼器雙輸出信號的解決方案
為了解決如上的問(wèn)題，三峽水電站是用了兩套閘門(mén)開(kāi)度傳感器作為備份，這樣對于大多數閘門(mén)控制是不現實(shí)的。在與國內水利設計單位及業(yè)主的多方討論后，我們推出了雙輸出值真多圈編碼器，用于閘門(mén)開(kāi)度儀的手、自獨立并冗余控制，如下示意圖：
GAX60..LB值真多圈編碼器，雙信號輸出為傳統的4—20mA和總線(xiàn)型RS485信號，這兩種信號幾乎所有的PLC都有可連接的接口，而連接的儀表也可以從大部分正規的儀表廠(chǎng)家找到。
這個(gè)方案的特點(diǎn)如下：
1． GAX60..LB編碼器為機械齒輪組真多圈值編碼器，外形安裝尺寸*與原來(lái)的德國進(jìn)口SSI編碼器相同，安裝上可直接替換。編碼器外殼防護等級為IP67，溫度等級為-40度—80度，符合水利潮濕、高低溫的使用。
2． 雙輸出的信號為4—20mA和RS485，可傳輸距離400米—1000米（依據電纜），符合直接遠傳要求；此兩種信號都有成熟的、大量已使用的防雷器，對信號端口（無(wú)論是編碼器還是接收設備）可起到保護作用。
3． 所有的PLC都可以有4—20mA接口，大部分的PLC也可以連接RS485信號，這樣對于PLC的可選面就大大增加，成本就可以下來(lái)；而4—20mA和RS485信號，也可以找到標準的、成熟的儀表，以增加儀表的可靠性并降低成本。PLC和儀表，可以相互選擇使用4—20mA信號還是RS485信號。
4． 編碼器雙信號分別進(jìn)手動(dòng)現地控制與自動(dòng)PLC控制，兩套控制既可以獨立，又可以相互冗余，控制安全性可以大大增強，而成本卻可以下降。由于可以增加安裝防雷器，今后的維護備件成本也下降了。
三．討論參考：
1． 載荷保護控制。由于相當多的卷?yè)P式提升機需要載荷保護，同樣可選擇4—20mA輸出的載荷傳感器，此方案中，閘門(mén)開(kāi)度儀表可選用2路輸入的4—20mA輸入儀表。
2。 卷?yè)P提升機。此方案不僅僅可用于水閘閘門(mén)開(kāi)度儀控制，同樣可用于各類(lèi)有安全要求的卷?yè)P提升機高度控制，例如鋼鐵廠(chǎng)煉鐵高爐小車(chē)送料控制等（已有成功案例）。
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