Transcript Презентация HUBNER: Энкодеры и

Оборудование
Применение
В области поставок компонентов нашими партнерами являются:
Hubner-Berlin (Германия) –немецкая фирма Hubner Elektromaschinen GmbH приобрела
мировую известность благодаря своим энкодерам для тяжелой индустрии. Повышенная
вибростойкость, ударопрочность, взрывобезопасность, расширенный диапазон рабочих
температур (от -50 до 100 С) позволяют использовать энкодеры и тахогенераторы
HUBNER в сталелитейной, бумажной, горнодобывающей промышленности,
металлургии, в производстве прокатных станов, лифтов, холодильных установок,
портальных кранов, при автоматизации погрузочно-разгрузочных работ на складах и
терминалах, на взрывоопасных производствах.
Baumer Electric (Швейцария) – мировой лидер в производстве датчиков - индуктивных,
оптических, емкостных, ультразвуковых, лазерных измерителей расстояний, сканеров
габаритных размеров, датчиков цвета, инкрементальных и абсолютных энкодеров.
Autonics (Корея) – экономичные по цене, но очень надежные датчики – индуктивные,
емкостные, оптические, давления, температуры, энкодеры, счетчики, таймеры,
температурные контроллеры, мультиметры, шаговые двигатели.
Мотор-редукторы Innovari (Италия) – экономичные, надежные червячные и
цилиндрические мотор-редукторы, взаимозаменяемые по посадочным размерам с
редукторами многих других фирм-производителей.
LENZE (Германия) - европейский лидер рынка в технологии привода и комплектных
систем управления. Программа поставок - частотные преобразователи и сервоприводы
мощностью до 400 кВт, частотные преобразователи в защите IP65. Общепромышленные
и прецизионные редукторы, приводные PLC, контроллеры движения, I\O блоки
расширения, панели отображения информации.
Оборудование
Применение
Технология HeavyDuty
(Изделий для Тяжелых Условий Работы).
Механика и Электроника:
Прочность, надёжность,
точность.
Оборудование
Применение
Надёжность конструкции
Прочный корпус
Литые под давлением или точёные прочные кожухи из лёгких
металлических сплавов (Отсутствие низкосортных пластиков повышает
защиту от электромагнитных полей). Возможность изготовления любого
изделия в корпусе из нержавеющей стали.
– Размер корпуса должен соответствовать применению:
Большие приводные машины требуют применения энкодеров
соответствующих размеров.
– Оснащение корпуса специальной защитой, как то герметизирующие
прокладки и уплотнения для валов, если этого требуют окружающие
условия (морской воздух, тропический климат, повышенная
запылённость).
HeavyDuty технология. Особенности:
кожух из прочного сплава, габарит
оптимален применению, изолированные
шариковые подшипники, электронная
плата с мощными транзисторами, диск на
оси между двумя подшипниками,
волнообразная ось в месте уплотнения для
защиты IP 66 (HOG 10).
Оборудование
Применение
Надёжность конструкции
• Диск энкодера изготовлен из металла всякий раз, когда это возможно.
• Максимальная ударо и виброзащита согласно требованиям IEC 600682-6 и IEC 60068-2-27.
• Степень защиты вплоть до IP 68:
Мельчайшие пылинки, агрессивная среда
или разбрызгивающиеся жидкости не имеют
возможности проникнуть внутрь корпуса и
повлиять на работу прецизионных узлов
и электроники.
• Температурный диапазон в соответствии
с требованиями (Стандартный: –20 °C
до +85 ° C).
Для “горячих” применений специальные
исполнения от –40 °C до +130 °C.
Проверка корпуса
на герметичность
(в запылённой среде).
Оборудование
Применение
Надёжность конструкции
• Исполнение с фланцем и цилиндрической осью, а так же исполнение со
сквозной полой осью.
• Широкий ряд энкодеров с цилиндрической осью с фланцем по стандарту
EURO-Flange B 10.
• Энкодеры со сквозной полой, диаметром до 690 mm.
• Подключение к внешним проводам:
– клеммная коробка,
– встроенная колодка с зажимными клеммами,
– металлический разъём или
– не отключаемый кабель с гермовводом.
Оборудование
Применение
Надёжность конструкции
Защита от ударов и вибрации
В течение всего срока выпуска каждого продукта HÜBNER постоянно
совершенствует виброзащиту всей сборки.
Печатные платы с радиоэлементами подвергают длительному
воздействию вибрации с переменной частотой и амплитудой. Особенно
тщательно проверяется устойчивость к вибрациям с резонансными
частотами отдельных компонентов.
Величина приложенного ускорения записывается на осциллограф при
помощи малогабаритного преобразователя.
Проверка печатной платы
энкодера на вибростенде.
Частоты колебаний от 2 Гц до
4 кГц, испытания в воздушной
среде.
Оборудование
Применение
Надёжность конструкции
Температурный диапазон
В паспорте на каждое изделие указывается диапазон рабочих температур
на задней стенки корпуса энкодера.
Стандартный диапазон находится в пределах от –20 °C до +85 °C.
Температура внутри энкодера может отличаться от температуры корпуса.
Это связано с дополнительным разогревом из-за потерь энергии в
подшипниках и уплотнителях при вращении вала и в радиоэлементах
печатной платы при протекании тока. По этим причинам вопрос об
истинной температуре энкодера всякий раз требует уточнения.
Оборудование
Применение
Защита от паразитного тока вала
У двигателей, управляемых частотным регулятором или мощностью более
100 кВт между двумя концами ротора может возникнуть разность
потенциалов, которая приводит к появлению электрического тока,
циркулирующего между корпусом и осью через подшипник. При плотности
тока более 1 A/mm2 может произойти механическое разрушение
поверхностей канавок обойм и шариков в подшипнике.
Этот эффект может
произойти по следующим
причинам:
• Ассиметрия магнитных
цепей
• Емкостная связь из-за
работы высокочастотного
преобразователя.
• Внешние поля от
работающих двигателей и
приводов.
• Электростатические
заряды в клиновидных
ремнях.
• Однополярные
напряжения, возникающие
в подшипниках
скольжения.
Разность потенциалов между двумя
концами ротора вызывает в нём
электрический ток, который может
вывести из строя электронную плату
если подшипник энкодера не
изолирован.
Оборудование
Применение
Защита от паразитного тока вала
Для защиты от паразитных токов вала на современные асинхронные двигатели
устанавливают изолированные шариковые подшипники. При этом вал
двигателя оказывается не заземлённым. При установке на него энкодера
паразитные токи начинают стекать на заземлённый корпус через подшипник
энкодера, что может привести к отказу встроенной электроники. Таким образом
проблема защиты от паразитных токов перемещается на энкодер.
С этой целью большинство инкрементальных энкодеров HÜBNER с полой
сквозной осью оборудованы изолированными шариковыми или гибридными
подшипниками. Энкодеры и тахогенераторы с цилиндрической осью можно
защитить от паразитных токов, если при установке их на вал двигателя
использовать переходные муфты и соединительные диски HÜBNER K 35, K 50
или K 60 с проставками из диэлектрика. Другой способ применён для защиты
инкрементального энкодера HOG 161. Он заключается в том, что на ось
двигателя перед посадкой энкодера дополнительно надевают заземляющее
кольцо с посеребрённым контактом, изготовленное по специальной
запатентованной технологии HÜBNER LongLife. При этом электрические токи,
создаваемые на валу двигателя IGBT преобразователем, стекают на корпус
энкодера через кольцо, минуя подшипники.
Оборудование
Применение
Защита от паразитного тока вала
Заключение:
• Возникновения паразитных токов, текущих на корпус энкодера с полой
сквозной осью можно избежать, если на оси будут установлены
изолированные подшипники.
• Паразитные токи, генерируемые IGBT транзисторами выходных каскадов
преобразователей частоты, можно пустить в обход подшипников через
заземляющее кольцо.
• Для энкодеров с цилиндрической осью
использование гибких муфт Hübner
с диэлектрическими проставками предотвращает
появление паразитных токов.
Повреждения наружной обоймы шарикового
подшипника, вызванные паразитными токами.
Изначальная полировка поверхности контакта с
шариками (канавка внутри в центре) испорчена
поперечными бороздками. При таком дефекте
увеличивается трение в подшипнике, он
перегревается, происходит наклёп на шариках и
разрушение подшипника.
Оборудование
Применение
Шариковые подшипники
Использование подшипников со смазкой на весь срок службы позволяет
улучшить устойчивость энкодеров к ударам и вибрациям и даёт
возможность создать надёжный тахогенератор с большим сроком службы.
Вибрация, удары, температура, реверсы, угловые ускорения и т.д.
сокращают срок службы любых устройств. Максимальная скорость
вращения, указанная в паспорте на изделие, не должна превышаться в
процессе эксплуатации. Обычно её величина меньше у устройств с полой
осью.
Если есть возможность, следует устанавливать инкрементальные энкодеры
без подшипников.
В бумагоделательных машинах инкрементальные энкодеры HÜBNER с
шариковыми подшипниками на оси могут работать до 40,000 часов, при
скорости вращения 2,500 об./мин. это соответствует 6 000 000 000
оборотам.
Оборудование
Применение
Шариковые подшипники
• Ось с подшипниками с обоих торцов.
Энкодер с оптическим диском, установленным между двумя
подшипниками, применяется всякий раз, когда технически необходимо
иметь ось высокой радиальной и аксиальной нагрузочной способностью.
Эта способность связана с тем, что и оптический диск и электронная плата
установлены между подшипниками и надёжно защищены с обеих сторон
оси.
Такая компоновка даёт дополнительные преимущества:
– возможность комбинирования нескольких энкодеров
– второй свободный конец оси можно дополнительно использовать для
присоединения других устройств
• В энкодерах со сквозной полой осью большого диаметра в основном
устанавливают один шариковый подшипник.
Оборудование
Применение
Подшипники
Инкрементальные энкодеры без подшипников
Для валов большого диаметра или быстровращающихся приводов HÜBNER
разработал серию специальных инкрементальных энкодеров без подшипника.
В зависимости от модификации аксиальные биения могут достигать ±2 mm, а
скорость вращения 18,000 оборотов минуту.
Инкрементальные энкодеры HG 18 без
подшипников синхронизуют работу двух
моторов постоянного тока, соединённых
карданным валом.
Оборудование
Применение
Электромагнитная совместимость (EMC)
• Высокая электромагнитная совместимость (EMC)
• Проверена устойчивость к воздействию серии
высоковольтных импульсов, напряжением ло 4 kV
• Тест проведён согласно требованиям EN 61000-6-2 и
EN 61000-6-4
Измерительный стенд для
определения воздействия
высокого напряжения при
испытаниях на
электромагнитную
совместимость (EMC).
Оборудование
Применение
Уровни выходных сигналов
Логические уровни выходных сигналов подбираются исходя из
требуемой длины сигнальных кабелей и соотношения сигнал-шум:
• HTL технология
Высокопороговая логика для передачи сигналов по длинным линиям связи:
– с мощными транзисторами с защитой от короткого замыкания и пиковым
током до 300 mA,
– с линейным формирователем на интегральной микросхеме для
инкрементального энкодера в компактном исполнении.
HTL технология не накладывает особых требований на стабильность и
величину пульсаций питающего напряжения.
• TTL технология
Транзистор-Транзисторная логика с инверсными сигналами, совместимыми
со стандартным интерфейсом RS-422 и линейный формирователь для
передачи сигналов по более коротким линиям.
Оборудование
Применение
Уровни выходных сигналов
• HTL технология
HTL (High-threshold logic) высоко пороговая логика с мощными выходными
транзисторами для того, чтобы передавать сигналы даже по длинным
кабелям без интерференции:
– Напряжение питания: VВ= +9 ... 30 V
– Логические уровни
Напряжение низкого уровня V ≤ 1.5 V
Напряжение высокого уровня V ≥ V В – 3.5 V
– Максимальный ток в каждом канале до 300 mA
– Защита каждого выхода от короткого замыкания.
Оборудование
Применение
Logic level
• HTL технология , версия C
Высоко пороговая логика с линейным драйвером для передачи сигналов по
очень длинному кабелю:
– Напряжение питания VВ = +9 ... 26 V
– Нижний логический уровень VLow ≤ 3 V
Верхний логический уровень VHigh ≥ VВ –3.5 V
– Максимальный ток
Imax ≈ 150 mA по каждому каналу
– Защита от короткого замыкания выхода
• HTL технология, версия CI,
с инвертированными сигналами:
HTL технология передачи сигналов (версия С) может быть выполнена с
инвертированными выходами (версия CI). Следует иметь в виду, что
предельный ток выхода в версии CI ниже, чем в версии С, так как для
формирования прямого и инверсного сигнала по каждому каналу
затрачивается больше энергии.
Оборудование
Применение
Уровни выходных сигналов
• HTL ... I технология с инвертированными сигналами:
Для передачи сигналов по очень длинным кабелям, существует как опция
тип выходной сигнал уровня HTL, но с инвертированным выходом. В этом
случае для формирования выходного сигнала используются два выходных
транзистора.
HTL технология с
инвертированными сигналами для
бесперебойной передачи данных.
Оборудование
Применение
Уровни выходных сигналов
• TTL технология
Tранзистор Tранзисторная Логика с инвертированными выходами (IC
линейный драйвер) использует для передачи данных сигналы,
совместимые со стандартным интерфейсом RS-422. Линейный драйвер IC
передаёт сигналы на более короткое расстояние.
– TTL технология требует поддерживать питание VB = +5 V ±5 %. Следует
тщательно следить за тем, чтобы скачки напряжения питания не
превышали допустимой величины, так как это может вызвать перегрузку по
току:
– Логические уровни
VLow ≤ 0.5 V
VHigh ≥ 2.5 V
– Предельный ток
На канал
Imax ≈ 75 mA
– Защита от замыкания
выхода до 10 s
Оборудование
Применение
Уровни выходных сигналов
• TTL технология, версия R
TTL технология, со встроенным
регулятором напряжения:
TTL технология, версия R,
решает проблему поддержания
уровня выходного сигнала при
резком скачке напряжения
питания VB = +9 ... 26 V.
TTL с регулятором использует
уровни сигналов принятые для
инкрементальных энкодеров.
Оборудование
Применение
Максимальная длина кабеля
Для HTL метода передачи данных, величина максимального тока нагрузки
очень важна для прохождения сигнала высокого логического уровня по
кабелю определённой длины. Это можно оценить исходя из вида HTL
линейного формирователя.
Для TTL метода требуемый ток определяется импедансом Z0 ≈ 125 Ω. Этот
ток слабо зависит от длины кабеля, в основном определяется потерями на
внутреннюю и внешнюю интерференцию передаваемого сигнала.
Оборудование
Применение
Оптические диски
Оптический диск, встроенный в инкрементальный энкодер HÜBNER всякий
раз, когда это необходимо по соображениям большей прочности
изготавливаются из металла. При малом числе рисок на диске их
изготавливают методом гравирования, при большом числе рисок
используют высокоточный гальванический метод.
Стеклянные диски, покрытые металлическим хромом методом напыления
в вакууме используют для изготовления оптических дисков большой
точности.
В особых случаях оптические диски делают из пластмассы.
Неравномерность нанесения рисок на диск, что определяет точность
определения положения вала для энкодера с металлическим диском
составляет 0,1 периода, а для стеклянного диска 0,05 периода.
Оборудование
Применение
Опто и Фото-электроника
Работа Опто и Фото электроники энкодеров HÜBNER:
• Для использования в качестве фотоприёмника в инкрементальном
энкодере с импульсным выходом предпочтение отдаётся оптической
линейке Opto-ASIC. В первую очередь это связано с её малыми
размерами, со способностью фиксировать миниатюрные риски на
оптическом диске и с высокой максимальной частотой работы до 120 kHz.
• Для инкрементальных энкодеров с большим числом рисок на диске или с
синусоидальным выходным сигналом требуется индивидуальная
подстройка электроники.
Светоизлучающий диод, яркость которого регулируется, и
фотоэлектрический приёмник с формирователем выходного сигнала
должны работать согласованно для того, чтобы исключить изменение
выходного сигнала под действием температуры или из-за старения. Это
особенно важно для энкодеров с синусоидальным выходом из-за высоких
требований к качеству этого сигнала.
Максимальная выходная частота 250 kHz.
• Время жизни встраиваемого светодиода около 100,000 часов.
До тех пор, пока предельная излучательная способность диода не упадёт
до 50% яркость излучения будет подстраивать специальный контроллером
с тем, чтобы её хватало для работы фотоприёмника.
Оборудование
Применение
Дублирование измерений
Возможны два вида дублирования измерений:
• Дублирование выходов: Два,
расположенных по разные стороны
электронных блока со своими свето и фото
диодами регистрируют сигнал от одного
оптического диска.
Опция дублирования доступна не для всех
типов энкодеров.
Сдвоенный Энкодер: Два электрически
независимых энкодера, установлены на
общий вал один за другим. Разрешение
энкодеров в сдвоенной сборке может быть
разным.
Оборудование
Применение
Сборки с общей осью
На основе устройств с двумя подшипниками на торцах можно создать
сборки из нескольких измерителей, посаженных на общую ось.
• Энкодер + Энкодер (Сдвоенный энкодер)
Две раздельных измерительных системы с отдельными линиями передачи
сигналов.
• Энкодер + Тахогенератор
Преимущество сочетания цифровой и аналоговой методик в том, что
цифровой сигнал энкодера используется для определения положения, а
аналоговый с тахогенератора для регулировки скорости в режиме
реального времени.
• Энкодер + Ограничитель скорости
Механический ограничитель
скорости срабатывает только
на одно значение скорости, а
электронный контролирует
до 3-х значений.
Оборудование
Применение
Присоединительный фланец по стандарту EURO B 10
Поскольку стандарт фланца EURO B 10 является общепринятым в
европейском машиностроении типом крепежа, HÜBNER использует его при
изготовлении:
• Инкрементальных энкодеров,
• Тахогенераторов,
• Ограничителей скорости,
• Любых комбинаций всех этих устройств.
Оборудование
Применение
Взрывозащищённые изделия
Международная комиссия TÜV NORD CERT подтверждает, что изделия
компании HÜBNER, взрывозащищённого исполнения соответствуют
требованиям норм
– EN 50 014 Основные определения
– EN 50 018 Взрывозащита корпуса “d”
– EN 50 019 Повышенная безопасность “e”
И разрешены к установке и эксплуатации во взрывоопасных зонах, код “II 2 G
EEx de IIC T6 resp. T5”.
Оборудование
Применение
Пример
HOG 131 для морского применения
Высокая устойчивость к любым погодным условиям:
• Полая сквозная ось со специальными сальниками.
• Корпус со стойким к коррозии покрытием.
• Встроенный искрозащитный шунт между
валом энкодера и его корпусом.
• Прочные защищённые подшипники, возможна
установка гибридных подшипников
с керамическими шариками.
• Ударопрочный и помехозащищённый
фотоприёмник на основе
микросхемы Opto-ASIC.
• HTL линейный формирователь с температурной
компенсацией и защитой от короткого замыкания с
мощными транзисторами на токи до 300 mA
• Фильтр от помех по питанию
• Просторная переставляемая крышка
клемной коробки для защиты от наводок.
• Крепление статора через пружинную скобу.
Оборудование
Применение
Тахогенераторы
• Тахогенераторы HÜBNER с увеличенным сроком эксплуатации (LongLife)
характеризуются высокой точностью генерируемого напряжения во всём
диапазоне скоростей вращения.
Это стало возможным благодаря использованию новой системы коллекторщётка, разработанной инженерами HÜBNER с учётом последних
технологических достижений.
Коллекторный узел
тахогенератора с
увеличенным сроком
эксплуатации.
Оборудование
Применение
Тахогенераторы
Медный Коллектор • Графитовые Щётки
• Это традиционное сочетание для скользящего контакта, проводящего ток,
широко используемое и в двигателях постоянного тока, технически устарело:
Образующийся на медной поверхности неравномерный оксидный слой
вызывает периодические изменения сопротивления контакта, что приводит к
колебаниям напряжения тахогенератора в виде шума. На низких скоростях
эти шумы сравнимы с полезным сигналом. Тем не менее, медно-щёточный
контакт остаётся популярным, так как имеет большое преимущество –
отличные скользящие свойства графита и, как следствие, большой срок
службы.
Оборудование
Применение
Тахогенереторы
Коллектор с большим сроком службы • Щётки HÜBNER
• Технология LongLife (увеличенный срок службы), запатентованная HÜBNER,
имеет как положительные, так и отрицательные стороны (см. предыдущую
страницу):
Избавиться от проблем при работе в
неблагоприятных средах поможет тахогенератор, у
которого на медную рабочую поверхность
коллектора нанесена серебряная дорожка (см.
фото). В этом случае при любых условиях
сопротивление контакта щётки и коллектора
остаётся низким. Благодаря низкой плотности тока,
ширину контакта можно сделать маленькой. Если
такие тахогенераторы использовать в сочетании со
специальными низко абразивными щётками
HÜBNER, то гарантирована устойчивая работа
устройства в течении всего срока службы.
Оборудование
Применение
Энкодеры с синус-выходом
Энкодеры с синусным выходом , также как и инкрементальные, имеют
два периодических выходных сигнала со сдвижкой по фазе на 90°, но в
отличие от инкрементальных с прямоугольными импульсами, у таких
энкодеров форма импульсов синусоидальная. Эта особенность позволяет в
момент останова вращения более точно определять положение вала по
величине аналогового синусоидального сигнала. Необходимыми условиями
для достижения высокой точности при интерполяции синусоидального
сигнала являются: малое число гармоник в выходном сигнале, одинаковая
амплитуда синусоидального сигнала в каждом периоде, отсутствие
постоянной составляющей на выходе и как можно более близкая к 90°
сдвижка между фазами по каналам.
Оборудование
Применение
Энкодеры с синус-выходом
Синусоидальный сигнал энкодера с синус-выходом может быть
интерполирован (разделён на несколько уровней), так как он
имеет непрерывный вид (без ступенек и резких перепадов).
Оборудование
Применение
Энкодеры с синус-выходом
Технология LowHarmonics (Низкий Уровень Гармоник) фирмы HÜBNER,
основана на том, чтобы всеми возможными способами приблизить
выходной сигнал к синусоидальному виду, тем самым минимизировав
наличие гармоник. Применённый метод прост и эффективен:
• Излучаемый светодиодом свет, проходя сквозь щель каждого канала
оптического диска, также как и у инкрементального энкодера, вызывает
периодическое изменение интенсивности света. Чем ближе вид этого
изменения к синусоидальному, тем меньше гармоник содержится в
выходном сигнале и тем выше точность и воспроизводимость показаний
энкодера. В отличие от обычного инкрементального энкодера, где период
чередования светлых и тёмных полос на оптическом диске одинаков,
чередование полос на оптическом диске, изготовленном по технологии
LowHarmonics подобрано таким образом, чтобы гармоники, при
взаимодействии сигналов с двух каналов имели кратность 180° к
периоду выходного сигнала и, тем самым, при взаимодействии
компенсировали друг друга.
Оборудование
Применение
Энкодеры с синус-выходом
Эффективность такого подхода показана на примере анализа частотного
спектра (FFT) для обычного энкодера с синус-выходом и такого же
энкодера, но изготовленного фирмой HÜBNER по технологии
LowHarmonics. Сравнение проводилось по наличию и величине 2-й и 3-й
гармоник.
Анализ частотного спектра (FFT) для
энкодера фирмы HÜBNER,
изготовленного по технологии
LowHarmonics.
Анализ частотного спектра (FFT) для
обычного энкодера с синус-выходом.:
Сильно выделяются по амплитуде 2-я и
3-я гармоники.
Оборудование
Применение
Энкодеры с синус-выходом
Точность синусоидальных выходных сигналов показана на примере
осциллограммы двухканального осциллографа. По каналу Х поступает
синус-сигнал с 1-го выхода, а по каналу Y косинус-сигнал со 2-го выхода.
Этот вид осциллограмм называется фигурой Лиссажу.
• Фигура Лиссажу должна быть как можно ближе к окружности.
• Различия амплитуд синус и косинус сигнала, сдвиг фаз не равный 90°,
разница периодов, шумы – всё это вызывает изменение формы окружности.
• Смещение центра окружности свидетельствует о наличии постоянной
составляющей в выходном сигнале энкодера.
Осциллограмма по двум каналам x/y
энкодера HOGS 60, изготовленного
по технологии LowHarmonics. Фигура
Лиссажу очень точно повторяет
форму окружности, что
свидетельствует о хорошем
совпадении сигналов по обеим
каналам.
Оборудование
Применение
Энкодеры с синус-выходом
Всякий раз, когда требуется достижение точности, необходимо более детально
исследовать влияние ошибок. На графике показана разница между номинальным и
фактическим углом. Диапазон –90° … +90° выбран для того, чтобы показать
максимальную величину ошибки, вызванную гармониками. Представлены также
ошибки, вызванные влиянием других факторов. Для каждой серии энкодеров
HÜBNER производится оценка влияния всех этих факторов, а количественные
результаты включают в список технических характеристик.
Современные контроллеры могут распознавать
только постоянную составляющую и разницу
амплитуд синус и косинус сигнала, а затем
корректировать ошибки, вызываемые этими
факторами. Таким образом, очень важным
фактором повышения точности является
минимизация ошибок, вызываемых гармониками,
что с успехом реализовано фирмой HÜBNER
для энкодеров с синус-выходом серии
LowHarmonics.
Искажения синусоидальных сигналов
вызывают ошибки при интерполяции: 1гармоники,
2-разница амплитуд,
3-постоянная составляющая,
4-отклонение разницы фаз от 90º.
Оборудование
Применение
Энкодеры с синус-выходом
Благодаря тому, что уменьшение гармоник у энкодеров HÜBNER серии
LowHarmonics производится ещё на стадии приёма света после
прохождения оптического диска, для прецизионных приводов можно
использовать энкодеры с меньшим числом периодов на один оборот. Это в
свою очередь позволяет увеличить предельную скорость вращения вала
энкодера и создать:
• Энкодер с синус-выходом для скоростных
приводов или
• Энкодер с синус-выходом с полой осью большого
диаметра.
Так же можно сделать:
• Энкодер с синус-выходом с дополнительным абсолютным сигналом
(как опция).
Оборудование
Применение
Энкодеры с синус-выходом
Пример:
Энкодер марки EGS 14 с
синус-выходом. Выходной
сигнал синусоидальной
формы, 1,024 периода на
один оборот, полый вал
большого диаметра.
Оборудование
Применение
Измеритель ускорений (Ferraris Sensor)
Для контроля скорости прецизионных линейных или вращающихся приводов
компания HÜBNER, в дополнение к синус-энкодеру, разработала
бесконтактный измеритель ускорений, работающий на эффекте Феррариса.
Суть эффекта заключается в том, что если перпендикулярно магнитному
полю перемещать металлический немагнитный диск, то на поверхности этого
диска на краях магнитного поля возникают кольцевые электрические токи.
Если в местах из возникновения установить катушки, то переменное
магнитное поле, возникающее при изменении этих токов, вызываемом
изменением скорости диска, приведёт к появлению в катушках тока,
пропорционального изменению скорости. Такой датчик будет измерять
ускорение.
Любые изменения скорости (называемые ускорением α (dn/dt)) приводят к
появлению выходного сигнала.
Измерители ускорений HÜBNER не имеют ограничений по скорости так как
реагируют только на её изменение. Специально разработанная
запатентованная методика позволяет проводить измерения в широком
диапазоне величин ускорений.
Оборудование
Применение
Измеритель ускорений (Ferraris Sensor)
Увеличение скорости от 0 до 2000
об./мин. с ускорением
α = 50 радиан/сек²:
Напряжение от LongLife
тахогенератора (2),
Сигнал от измерителя углового
ускорения (1),
Интеграл сигнала ускорения (M3).
Оборудование
Применение
Измеритель ускорений (Ferraris Sensor)
Инкрементальный энкодер в сочетании с измерителем угловых ускорений.
Определение скорости вращения при помощи инкрементальных энкодеров
происходит с некоторой задержкой во времени, так как её приходится вычислять,
исходя из двух последовательных значений положения вала энкодера.
Тахогенераторы, изготовленные по технологии LongLife имеют преимущество, так
как выдают сигнал напряжения, пропорциональный скорости без задержек во
времени. Однако на малых скоростях вращения это преимущество теряется из-за
малой величины сигнала скорости. Дополнительное применение измерителя
ускорений позволяет расширить пределы устойчивой регулировки скорости
вращения.
Пример:
Поддержание скорости 5
оборотов в минуту с
измерителем угловых
ускорений и без него.
Оборудование
Применение
Измеритель ускорений (Ferraris Sensor)
Измеритель ускорений HÜBNER Ferraris Sensors может изготавливаться как
независимое устройство в отдельном корпусе для установки
непосредственно на вал, где измеряется ускорение. На заднюю часть
измерителя можно установить другой энкодер, например с синус-выходом.
Сигналы с выхода измерителя ускорений, так же как и с синус энкодера,
могут обрабатываться в дальнейшем по различной методике.
На таком же принципе работает и датчик линейных ускорений.
Технология
Применение
ИНКРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ЭНКОДЕРЫ
OG 6
POG 10
OG 90
HOG 28
HOG 10
HG 16
Технология
Применение
АБСОЛЮТНЫЕ ЭНКОДЕРЫ
AMG 10
AMG 81
HMG 161
AMG 11
HMG 11
HMGA 400
Технология
Применение
ТАХОГЕНЕРАТОРЫ
TDP 0.03
TDP 13
TDP 0.2 LT
GT 3
GMP 1.0
GTB 9
Технология
Применение
ОГРАНИЧИТЕЛИ СКОРОСТИ
FS 90
DS 93
ES 90
HOG 10 + DSL
ES 100
POG 10 + DSL
Технология
Применение
КОМБИНИРОВАННЫЕ УСТРОЙСТВА
OG 60 + GT 5
HOG 10 G
POG 10 G
HOG 10 + FSL/ESL
TDP 0.2 + OG 9
GMPZ 1.0
Технология
Применение
ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ ИЗДЕЛИЯ
EEx OG 9
EEx GP 0.2 – TG 74d
EEx ME 12
EEx HOG 161
Технология
Применение
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
HEAG 151
K 35 – K 50 – K 60
HEAG 158
HEK 8
HENQ 1100
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Краны
Прочее
Оборудование
Завод непрерывного литья
В рекордно сжатые сроки - 10 месяцев концерн MOOS Stahl AG являющийся одним из
подразделений швейцарской группы SWISS STEEL запустил завод по непрерывному литью
стали. Этот высокотехнологичный центр производит до 70 тонн нержавеющей,
высококачественной, автоматной стали в час. Быстрое время расплава, технология
быстрого литья, автоматизированная система управления дают большое приемущество в
технологии.
Продукция HUBNER присутствует на
заводе в нескольких технологических
узлах:
На рисунке изображён литейный
участок с вращающейся колонной в
которой абсолютный энкодер AMG10
измеряет положение.
Расплавленные заготовки охлаждаются
до 400 градусов в холодильнике
прокатного стана и затем подаются на
волочильный стан.
Инкрементальный энкодер POG10
измеряет скорость прохождения и
длину заготовок прежде чем они
обрабатываются до определённой
длины.
Специальное покрытие защищает энкодеры от воздействия
высоких температур.
Другой абсолютный энкодер AMG10 установлен на двигатель
крана на поперечном транспортере холодильной установки в
которой изделия полностью охлаждаются.
POG10
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Краны
Прочее
Технология
Оборудование
Линия горячего проката
На линии горячего проката, изображенной на рисунке заготовки весом 25 тонн при
температуре 900 градусов обрабатываются до требуемых размеров. Рольганги
управляются двигателями постоянного тока мощностью 11000 киловатт. В ходе
модернизации преобразователи Leonard используемые для контроля скорости в пределах
от 120 до 300 оборотов в минуту были заменены на двенадцати-импульсные
тиристорные преобразователи.
Контроль скорости и позиционирование
происходит с помощью комбинаций из
трёх устройств HUBNER (меньший
рисунок):
Инкрементальные энкодеры HOG22 (с
системой дублирования сигнала)
измеряют фактическую скорость. Полая
ось энкодера диаметром 110 мм
позволяет подсоединить в качестве
дополнительного устройства
тахогенератор HTA11 для измерения
скорости рольгангов.
И на конец с помощью соединительной
муфты K60 к комбинации устройств
можно подсоединить электрический
ограничитель скорости вращения вала
ES100 для контроля минимальной скорости вращения в
115 оборотов в минуту.
Тяжёлые условия эксплуатации требуют повышенной
надёжности от всех компонентов приводной техники, 24
часа в сутки. Изделия HUBNER полностью соответствуют
данным требованиям.
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Краны
Прочее
Оборудование
Крановое оборудование
Автоматизация кранового оборудования не только повышает его надёжность и КПД, но
также позволяет производить контроль параметров, который был не возможен при
использовании систем ручного управления:
- постоянный контроль скорости
- мягкий старт и торможение
- чёткое позиционирование
-предупреждение резких
скачков нагрузки
- синхронизация процессов
- четырёхквадрантное управление
- программируемый контроль
- интегрирование в другие
системы
- простота управления
Несмотря на все приемущества
использования частотного привода для
управления асинхронным двигателем, двигатели постоянного
тока до сих пор востребованы в крановом оборудовании.
TDP 0.2
Одним из примеров такого применения является тахогенератор
HUBNER марки TDP0.2, установленный на один из моторов и
производящий постоянный контроль скорости вращения даже
на самых маленьких скоростях. Отличительными характеристиками данного тахогенератора являются надёжный корпус и
двойная (дублированная) система обработки сигнала скорости, что немаловажно при
тяжёлых условиях эксплуатации.
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Контейнерный кран
Время – деньги. Это выражение
особенно актуально для грузовых
кораблей, загрузка и разгрузка
которых должна происходить
в минимально возможные сроки.
В Роттердаме расположен самый
большой грузовой порт в мире,
где происходит огромный объём
разгрузочных работ.
Краны
Прочее
Оборудование
Вылет стрелы контейнерного крана
составляет примерно 52 метра,
подъёмный тоннаж от 40 до 65 тонн.
Скорость подъёма в зависимости
от нагрузки варьируется от 75
до 120 метров в минуту.
Передвижные краны могут двигаться со скоростью
до 45 метров в минуту.
Все двигатели в машинном отделении и в ходовой части
оснащены инкрементальными энкодерами HUBNER серии
POG10 для контроля скорости и положения.
Энкодеры данной серии отличают прочный корпус со
специальной прокладкой для защиты от воздействия
морского воздуха, металлический инкрементальный диск
расположенный на оси между двумя подшипниками
по краям.
Все эти характеристики полностью соответствуют
требованиям повышенной надежности
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Краны
Прочее
Оборудование
Корабельный кран
Корабельный кран PSL20 грузоподъёмностью 20 тонн имеет одну
отличительную особенность – груз
большой длины, например брёвна
всегда находится параллельно
относительно борта судна во время
подъёма, поворота и вращения
крановых механизмов. Это значительно увеличивает возможности
загрузки и разгрузки.
Привод осуществляется при помощи
тормозных двигателей переменного
тока на которые установлены комбинированные устройства HUBNER HOG10+ESL (энкодер +
электрический ограничитель скорости вращения).
Инкрементальный энкодер HOG10 подаёт сигнал скорости и
положения (с точностью 1024 импульса на один оборот) на
частотный преобразователь для контроля скорости вращения
двигателя, чтобы обеспечить параллельное положение груза
относительно борта судна.
Электрический ограничитель скорости ESL обеспечивает
безаварийную работу двигателя, осуществляя выключение при
скорости от 1300 до 3100 оборотов в минуту.
HOG 10 + ESL
Особенностями комбинированных изделий HUBNER являются следующие признаки:
крепкий надёжный корпус, точный инкрементальный диск расположенный между двумя
подшипниками, сканирование опто-ASIC, линейный усилитель с силовыми
транзисторами, единая ось посадки энкодера и ограничителя скорости.
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Краны
Прочее
Оборудование
Порт Антверпен
В бельгийском Антверпене расположен один из
самых оснащённых в Европе контейнерный порт.
Установленные там краны серии STS имеют ряд
отличительных особенностей
- длина стрелы крана сопоставима с шириной 17
контейнеров;
- кран может захватывать контейнер длинной 12 метров
либо два контейнера по 6 метров;
- максимальная подъёмная нагрузка – 85 тонн
- все краны оборудованы асинхронными двигателями с
параллельным соединением;
- контроль всех технологических процессов с последующей передачей данных в единый центр происходит
посредством оптических кабелей.
Каждый кран оборудован несколькими
инкременталь ными энкодерами HUBNER
cерии HOG10:
два энкодера установлены на барабане
подъёмника для контроля операции вперёдназад;
один энкодер установлен на механизме
приводной тележки крана;
по одному энкодеру на дополнительных
тележках, впереди и сзади основной части;
также энкодеры установлены на всех
асинхронных двигателях;
один энкодер на механизме перегиба стрелы
HOG 10
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Краны
Прочее
Оборудование
Портальный кран
Новый полуавтоматический портальный
кран в крупном европейском портовом
терминале Europort позволяет разгружать
до 1 750 тонн насыпного груза в час.
Ковш крана захватывает до 35 кубических
метра груза за одну операцию. Оператору
крана достаточно точно расположить ковш
и полуавтоматическая система берёт
на себя контроль за действиями по
подъёму и передвижению.
Это позволяет сократить операционный
цикл до 51 секунды.
Разгрузочная способность удваивается
за счёт установленных экстракторов и
при этом требуется в два раза меньше
установленной мощности.
Управление подъёмом и разжимом ковша происходит
посредством двигателей постоянного тока мощностью
450 кВт. Фактическое положение контролируется
сдвоенным энкодером серии POG9 G c разрешением 250
и 25 импульсов на один оборот соответственно. В данном
случае дополнительный энкодер нужен для
предотвращения раскачивания ковша. Уровень намотки
кабеля на колесо портального крана контролируется
асинхронным двигателем.
Скорость и положение фиксируется инкрементальным
энкодером с полым валом HOG9.
POG 9 G
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Краны
Прочее
Оборудование
Нефтепереработка
НПЗ, химические заводы, шельфовая добыча, линии по эмалировке, работы с пластмассами
– все эти производства подпадают под категорию взрывоопасных
и поэтому всё используемое здесь оборудование должно быть взрывозащищённым.
Для управляемых приводов HUBNER предлагает тахогенераторы и инкрементальные
энкодеры одобренные для применения в потенциально взрывоопасных условиях в
соответствии со стандартом ATEX95/100a.
Cертификаты соответствия позволяют
использовать изделия HUBNER в
условиях возможного присутствия
взрывоопасных газов, а также в условиях
потенциального воспламенения. Данные
сертификаты соответствуют следующим
европейским стандартам:
• EN 50 014: 1997 Общие положения
• EN 50 018: 2000 Приложения по
взрывозащите «d»
• EN 50 019: 2000 Повышенная
безопасность «e»
Взрывозащищённые энкодеры и тахогенераторы, протестированные институтом TUV Nord,
имеют прочный корпус для защиты от воздействия высоких
давлений, чтобы в случае возгорания противостоять давлению
взрывной волны, а также специальную конструкцию
соединительного фланца, позволяющую невилировать
воздействие высоких температур при воспламенении.
На меньшем рисунке изображён инкрементальный энкодер
EE*OG9, температура его поверхности не должна превышать
+85 градусов, узлы вывода рабочих сигналов
и электрические соединения соответствуют стандартам
повышенной безопасности «e».
EEx OG 9
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Оборудование
Компактные датчики угла поворота
Стандартные датчики угла поворота диаметром корпуса 58 мм очень распространены и
имеют большое количество применений. Основным приемуществом таких энкодеров является
их относительно низкая стоимость,
но не все они работают в условиях жёсткой эксплуатации и под воздействием агрессивных
сред. Энкодеры HUBNER решают эту проблему.
OGS71 – энкодер с синус выходом
HOGS71 – энкодер с синус выходом
с полой осью
OG71 – инкрементальный энкодер
HOG71 – инкрементальный энкодер
с полой осью
Краны
Данные изделия отличают
следующие характеристики:
Прочее
• Надёжный литой корпус
• Специальная крепёжная скоба для
удобного соединения
• Встроенные клеммы для кабеля
• Высокий уровень защиты IP 66
На рисунке по часовой стрелке изображены двигатели с энкодерами 71 серии
в различных применениях:
1.Производство битумного картона
2.Металлообработка
3.Гальваническое производство
4.Кабельный барабан крана
Технология
ПРИМЕНЕНИЯ
Металлургия
Краны
Прочее
Оборудование
Производство бумаги
Производство бумаги является достаточно сложным и кропотливым процессом. К
оборудованию в данном случае предъявляются особые требования. Привода на
бумагоделательных машинах должны иметь постоянную скорость, плавный ход и
обеспечивать повышенную надёжность.
Сырьё для производства бумаги,
состоящее из пульпы и различных
примесей, формуется в единый плоский
слой а затем сушится с помощью
специальных всасывающих роликов.
Дальше сушка происходит в сушильной
камере.
Для получения бумаги разного качества
на неё воздействуют различным
количеством роликов и прессовщиков.
Бумажное полотно шириной 10 метров
выходит из машины со скоростью
1000 метров в минуту для высокосортной
бумаги и со скоростью 1800 метров
в минуту для периодической.
Готовая бумага наматывается на бабину и обрезается с
помощью резаков.
Многие годы комбинаты по производству бумаги
используют в приводах инкрементальные энкодеры
HUBNER серии HOG10.
Оборудование
Применение
Идея создания ООО "ПРОМСИТЕХ" принадлежит группе инженеров из
институтов Ногинского Научного Центра в Черноголовке.
Направления деятельности компании:
1)
2)
создание систем автоматического управления технологическими
процессами.
Поставка компонентов для промышленной автоматизации. Это
датчики, преобразователи частоты, мотор-редукторы, сервосистемы,
процессоры и промышленные компьютеры.