数字化和智能化电动葫芦

数字化和智能化电动葫芦 新一代电动葫芦全行程绝对值编码器

使电动葫芦更高效、更安全、更经济、市场更广

 

智能I/O起重控制编码器  同步控制、高度控制、大小车控制

业内领先的绝对值多圈编码器轻松实现工业4.0数据互联

 

*电动葫芦起吊高度自动控制及显示

*电动葫芦起吊高度上下空间防碰撞保护

*电动葫芦行走小车直向、横向位置控制，实现三维定点

*电动葫芦快慢速安全停车效率控制

*双葫芦同步、多葫芦同步纠偏控制

*双葫芦定点联动、多葫芦定点联动，定向倾斜，翻转控制

 

省钱：无需PLC，RS485信号直接进触摸屏，开关信号直接参与控制，减少设备成本 !

省时：直接开关点输出，减少编程时间，减少调试时间，减少人力成本 !

省力：由编码器应用专家提供的解决方案，节省开发时间，减少开发成本 !

 

数字化、智能化是起重机械及电动葫芦的发展趋势，随着现代工业的迅速发展，电子计算机的广泛应用，系统工程、优化工程、创造性工程、人机工程等现代化理论的发展，大大加快了现代工业的发展进程，使社会生产力又跃上了一个新水平。长期以来物料搬运技术仅指的是各类起重运输设备，而90年代的物料搬运系统逐渐增加了许多自动化的内容，包括自动识别、自动导向、自动计数、自动称重等。为了使生产和流动能够紧密配合，构成更大、更高效的物流系统，计算机技术得到了广泛的应用，起重机械如果跟不上时代，很多工作将被先进的机器人和其它机器所取代。 

电动葫芦实现数字化、智能化，可提高生产效率，加强安全保护，从而实现更经济高效的使用效果。有关调查资料表明，65%的起重机械用户主要是为了提高生产率、减少劳动工资，在人工成本越来越高，安全要求越来越高的情形下，要求采用先进的起重机设备的用户便越来越多。

    同时，电动葫芦实现了数字化与智能化，可增加完成原来电动葫芦无法实现的工作要求，比如自动三维定位，多葫芦同步提升，多葫芦联动定向倾斜与翻转等等，将电动葫芦的应用领域扩展，可实现多卖出电动葫芦，为电动葫芦厂家带来更多的市场。

 

自动化电动葫芦应用

1，电动葫芦起吊高度自动控制及显示

单个电动葫芦控制，多个葫芦各自独立的控制与高度显示

单个葫芦安装绝对值编码器可以实现高度显示和高度控制的功能，编码器可选择开关点输出的，可显示当前电动葫芦起升高度，2路开关点输出可以设置葫芦的上限位置和下限位置，即可以任意设置葫芦的升降高度。

适用于各种起重机械的高度及位置定位，实现起重设备的自动化控制，如垃圾搬运起重机、港口集装箱起重机、各类自动化输送线、危险防爆环境下的起重操作等。

编码器的绝对信号，能传输给其他上位机，实现自动化功能，比如同步纠偏、自动控制、

 

2，电动葫芦起吊高度上下空间防碰撞保护

安全高度控制：相当于在原有机械限位的基础上，增加了一组电子限位，形成了一个安全防撞缓冲区，能有效减少机械故障及降低维护成本；由于有数字化可调技术，这样的高度可以很方便的设置并且精度远比机械限位开关高。

吊钩高度实时显示：能监测货物的起吊高度，避开危险区域，提高起重作业的安全性。

 

3，电动葫芦行走小车直向、横向位置控制，实现启升吊钩三维定点控制

行走小车、大车同样可以安装全行程绝对值编码器，这样可以实现启升吊钩三维定点可控制，例如封闭式自动垃圾吊，汽车厂车身喷涂、焊接，冲压模具开模等等。

 

4，电动葫芦快慢速安全停车效率控制

安装有全行程绝对值编码器的电动葫芦，可以在启升初期选用慢挡，并切换进入快挡，当需要停止时可以先进入慢挡减速，然后再停车，这样既可以多用快挡提高效率，又可以避免电机的急启、急停，保护电机延长寿命，并确保起吊物平稳；如果是大车、小车也安装了编码器，可实现平稳移动与停止，防止摇摆，从而实现既高效又安全的葫芦使用效率，提高电动葫芦用户的生产率并降低生产成本。

 

5，双葫芦同步、多葫芦同步纠偏控制

双个葫芦都安装有全行程绝对值编码器，可两个葫芦高度不断比较，当两个高度不同并超过设定偏差标准，可通过偏差葫芦的变频调速、快慢档切换、甚至停车修正，以纠偏修正两个葫芦启升高度，以达到相同高度的上升与下降。多个葫芦也一样可以同步控制，可设定一个葫芦为主吊钩，其余葫芦均与其做同步纠偏修正（和双葫芦同步一样），从而实现多葫芦同步控制。

葫芦群吊同步控制（4个以上一组的多组控制）：可将4个葫芦设定为一组，用一个小型PLC控制，然后多个PLC之间可用PLC的现场总线联网，实现PLC之间的通讯信息交换，以一个PLC的4个葫芦吊钩高度作为主吊钩组，其余组别与其同步对比，调整高度，可实现多组葫芦同步控制，例如4个葫芦、16个葫芦、。。直至64个葫芦的同步。

双葫芦及葫芦群吊实现同步功能实现，为世界范围内起重设备业内领先的全行程绝对值多圈编码器同步技术，强大的信号抗干扰特征，无电机与变频器干扰担忧，精确同步控制，无停电滑动丢失零位位置担忧。双吊点及多吊点实时同步对比，控制电机速度调整，同启同停同高度；联动控制，实现特殊作业，确保快速平稳安全起吊。配合多种工业现场总线技术，可快速、安全、抗干扰。用于汽车涂装线，制浆造纸自动化搬运等。

 

6，智能化葫芦群吊、多葫芦定点联动，定向倾斜，翻转控制；

两个葫芦或葫芦群吊各自安装的编码器的绝对信号，能传输给PLC或其他上位机，按设计的程序实现各种自动化功能，比如按时间先后要求的多个葫芦复杂高度控制、起吊高度的特定倾销角，葫芦群吊起吊物件的旋转、翻转等等复杂动作，打个比方就是可实现“牵线木偶”的动作效果了。

可实现复杂的联动功能，比如舞台机械葫芦舞台灯光的追光效果，例如汽车涂装间的翻转等等。

 

电动葫芦数字化、智能化时代：

——三维终点定位：降低循环时间，实现精确定位

——安全受限保护区域：避免人为错误，保护员工和设备的安全

——高效的缓启缓停，防摇摆控制：避免负荷摆动，节约时间，使工作更安全、更方便

——同步起升：实现吊钩平衡，操作简单安全

——智能化群吊控制：联动复杂动作，实现多点三维智能化复杂联动，实现智能葫芦群吊。

 

葫芦的发展从手动到电动，从单个葫芦起降到智能化葫芦群吊控制，从眼睛观察到中央集控，

电动葫芦现已进入了数字化、智能化时代。

 

 

 

绝对值编码器与电动葫芦的工程应用案例

关键词：电动葫芦，起重设备自动化，起重机械自动化，起重机安全监控，三菱PLC，欧姆龙PLC，西门子PLC，同步，模拟量编码器，RS485编码器，Modbus编码器，汽车生产线自行小车，汽车涂装线，电镀生产线，全自动垃圾吊，

 

案例1

上海某电子厂洁净车间环链电动葫芦，用编码器控制上升停止位和下降停止位，因为每一个工位的停止位置完全不同，而且洁净车间无法人工进入手动操作，所以要求电动葫芦按程序要求自动控制。该电动葫芦为日本KITO变频电动葫芦，起吊高度高，运行速度快，对工件的停止位置的准确性有一定的要求

    配置：

机械式绝对值多圈编码器： GAX60

PLC 品牌： 三菱 模拟量输入模块

    编码器输出信号：编码器4-20mA和RS485信号，

PLC采集信号：4-20mA，

PLC输出开关点：电机启、停、正反转，加速和减速点。

工作原理：

编码器可安装于电机一侧，也可安装于链轮一侧，安装在电机侧结构简单方便，易于改造容易实现（见图），安装在链轮侧需要厂家对电动葫芦做一定的改造，一般集成在葫芦的内部，用一根轴和编码器相对接（见图），我们建议安装于环链电动葫芦的链轮一侧，控制精度较高。PLC为客户自己选用的三菱品牌，配一个模拟量的模块用以接收编码器的信号。

    开始运行时，绝对值编码器将位置信号发送到PLC，PLC根据程序设定的加速点，将指令发送到变频器上，电动葫芦开始工作时，缓缓启动逐渐加快速度，以保证所吊装的工件稳定起吊，到达起吊高度后根据程序缓停，到达工作位置放下工件时，电机提前多点连续减速，在到达设定工位时缓缓停下。减速点和加速点以及停止位由绝对值编码器保证，准确位置停止，并不受停电后位置移动影响，而且编码器紧靠电机和电磁刹车，没有受到这两大干扰源影响，数据稳定输出。

    带的Easypro软件，可以根据用户实际使用情况，对编码器参数进行设定，因为是采集4-20mA模拟信号，需要计算葫芦的链轮直径，即葫芦电机转一圈是多少高度距离，继而推算出总高度需要运行多少圈数，通过Easypro软件可以轻松对相关参数进行设置，比如测量模式、最大圈数对应的值，通过设置可以将模拟量输出精度控制在最高范围内，方便用户的应用。

 

案例2

上海隧道盾构机环链电动葫芦，为芬兰科尼XN25双速环链电动葫芦，用绝对值编码器控制吊钩防冲顶，盾构机内空间狭小，工人在用电动葫芦起吊工件时无法一直抬头看吊钩是否到到位和是否冲击葫芦底部，如果吊钩过头会导致工件直接撞击电动葫芦造成设备损坏，针对这个情况有用到机械限位来调整位置，但是每个项目所吊的工件不一样，调整机械限位要打开葫芦机箱，操作麻烦不说一旦调整错误同样会产生冲顶事故，所以需要用到绝对值编码器来完成高度定位的功能。绝对值编码器能反映当前实际高度位置，同时在设置参数时也能直观的输入用户需要的数值。

    配置：

机械式绝对值多圈编码器： GAX60，GEX60

仪表： CH6

    编码器输出信号：编码器4-20mA和RS485信号，

仪表CH6采集信号：4-20mA，

仪表CH6输出开关点：2个停止位，电动葫芦有极限位。

工作原理：绝对值编码器将模拟信号输入到CH6表，CH6表收到信号并显示，显示的就是当前吊钩的高度，当吊钩到达设定的高度时输出开关点，该开关点是继电器型的常闭触点，能直接切断控制上升的主接触器电源，葫芦停止上升，如果该触点未动作，后面还有一个常闭触点做保护用，吊钩的2个停止位可以通过仪表任意设定，解决了用户调整机械限位不方便而且不直观的问题。

该系统中绝对值码编码器每一个位置都是固定的，数据精准不会错，断电不丢失，配合仪表使用可实现整个工作过程全数字化显示，无论是起吊工作还是参数设置都非常直观方便，可以根据用户需求任意设置，而且结构简单，连接方便，不需要专业的技术，尤其在盾构机的工作使用环境中，仪表的液晶数字相比于触摸屏更亮更清晰，性价比更高。

   

 

案例3

上海某电镀厂自动生产线，室内桥式起重机，因为国家对环保的要求，电镀厂房需要全封闭的，操作人员无法在车间内操作起重机，所以需要对整台起重机的大车方向、小车方向和起吊高度都进行全自动定位控制。

机械式绝对值多圈编码器： GMX60

PLC 品牌： 西门子300

编码器输出信号： Profibus-DP，

PLC采集信号：Profibus-DP。

工作原理：编码器分别安装于大车轮、小车轮和葫芦的减速箱一侧，分别测长度、跨度和起升高度， 编码器是智能型编码器，可以分别设置地址，工作时PLC可以分别读取3个编码器的当前位置值，然后根据程序将起重机运行到指定位置上料，再运行到电镀池下料，整个工作的过程完全无需人员操作，起重机的位置定位由绝对值编码器提供的数据完成，由于是机械多圈绝对值编码器无需担心运行过程中停电和各种干扰的因素，绝对值编码器总能最快最准确的提供当前位置数据。

    在起重机械设备用于位置控制的应用中，编码器安装于车轮或葫芦减速箱一侧，运行的圈数一定达到多圈，若采用单圈绝对值编码器只在360 度的范围内有效，超过360 度后数据又循环从0 开始了，超过360 度后的位置是依靠电子计数的方式，如果遇到干扰或停电，就和增量编码器一样也需要重新找原点位置修正，尤其是在高度控制上非常的不安全，而机械齿轮组的绝对值多圈编码器的信号即使受到外部干扰，但是由于其位置信息是内部机械唯一对应的，不受到外部干扰及停电后移动的影响，即使受到干扰或停电移动后，再次重新读数与之前数据无关，是直接的当前绝对位置值，无需再回到原点找零位，因此只有机械齿轮组的绝对值多圈编码器符合起重机械设备的位置控制。

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智能I/O起重同步控制编码控制器  同步控制、高度控制、大小车控制

业内领先的绝对值多圈编码器轻松实现工业4.0数据互联

 

省钱:无需PLC，RS485信号直接进触摸屏，开关信号直接参与控制，减少设备成本 !

省时:直接开关点输出，减少编程时间，减少调试时间，减少人力成本 !

省力:由编码器应用专家提供的解决方案，节省开发时间，减少开发成本 !

 

可靠的绝对值多圈编码器，强大的抗干扰特征，无电机与变频器干扰担忧；

全行程机械式绝对值位置信号，无停电滑动丢失零位位置担忧；

编码器输出5路开关点，可以任意设置上下限位置，比如任意调整起重机械可升降高度

编码器实时测速，显示转速，输出速度开关点，旋转方向开关点，

编码器输出RS485信号，可接触摸屏监视当前数值和设置位置参数值，

RS485可接无线通讯实现远程监控。

编码器输出1路模拟信号，进变频器进行调速，或接仪表实现现地显示

编码器输出1路Can2.0信号，支持自定义协议

2只编码器可实现双路同步纠偏功能

 

产品类型	单圈或电子多圈绝对值编码器	经济型多圈绝对值编码器	高精度多圈绝对值编码器
工作电压	10-30Vdc    极性保护
输出信号	5路OC输出，带负载能力<100mA； 1路模拟量电流输出； 1路RS485输出，支持标准的MODBUS/RTU主、从协议， 以及自由通讯协议； 1路CAN2.0输出；支持自定义协议。
单圈分辨率	16384	（1）1024 （2）256	16384
精度	<±0.5°
重复精度	±2 Bit
圈数	1	(1)16                        （2）64	4096
绝对值位置	单圈360°绝对值位置，           停电不受影响。	机械齿轮式绝对值多圈编码器，任何位置停电不受影响
电子多圈	电子计圈数值，每次通电（或复位）从4095开始，停电不保存圈数值。	-
工作温度	-20～80℃
防护等级	外壳IP67,转轴IP65
震动冲击	20g，10～2000Hz；100g，6ms
允许转速	2400转/分
连接电缆	1米屏蔽电缆径向侧出（其余形式可订货）
外形特征	外径58mm，金属外壳   密封双轴承结构

 

智能IO绝对值编码器的双路同步纠偏控制应用案例

    起重机械的双路控制主要是大车轮的双路同步纠偏控制和双吊点同步控制，在双路控制中智能IO绝对值编码器需要安装于涡轮蜗杆减速箱低速端上，与机械输出轴同轴，或者安装于轨道测量轮上，跟着大车的移动旋转测量。两个绝对值编码器之间以Canopen总线信号互联，主编码器接收从绝对值编码器信号，随时做绝对值位置同步对比，同时输出4—20mA模拟信号或者纠偏开关量分别给两边变频器，变频器获得的速度指令是根据两个编码器绝对位置比较后，根据位置偏差计算给出的，以保证两个电机的绝对位置在偏差范围内。

例如某造船厂大跨径门机同步纠偏，按设计要求当左右大车轮出现偏差时输出开关点，变频器接收到开关点进行调速，大车差距20cm输出慢纠开关点，变频器对偏差的大车轮慢速修正，大车差距30cm输出快纠开关点，变频器进行快速纠偏；大车差距50cm强制停车。大车开始运行时，绝对值多圈编码器开始实时跟踪，并在显示屏上适时反馈车轮的距离状态，如果车轮出现20cm偏差，编码器根据位置进行左纠或者右纠，输出纠偏开关点给变频器，变频器通常是将运行速度快的进行降速，然后到达左右大车轮位置平衡，如果车轮出现30cm偏差，输出快速纠偏开关点给变频器，变频器进行更大幅度的降频控制速度，以便位置滞后一侧的车轮能追上并保持平衡，如果两边误差太大超过50mm极限值，则发出强制停车指令，停止起重设备继续运行。   

 

小知识：起重机械高度控制为什么一定要选用机械多圈的绝对值编码器

起重机械设备庞大，安全要求高，关系到操作人员的生命安全和设备及使用的巨大财产保护，起重机械设备的自动化和安全信息监控是行业发展的必然需求。起重机械设备自动化及安全信息监控，所需要的信息源头就是由传感器获得，传感器是起重机械设备的自动化及安全信息监控实现的最底层最为关键的基础元器件。旋转编码器是一种位置、速度信息反馈的传感器，可分为：增量编码器、单圈绝对值编码器、机械齿轮组多圈绝对值编码器。

在起重机械设备用于位置控制的应用中，由于超大行程和使用环境的因素，不推荐用增量编码器和单圈绝对值编码器，而应该采用机械齿轮组的多圈绝对值编码器。现在的大型设备自动化控制中，电气设备的使用越来越多，干扰问题是一个不可回避的问题。

增量编码器的信号在受到干扰以后，需要重新找位置修正，并且在编码器供电停电以后设备不能移动，不然都会失去对原点的位置，需要重新找原点位置修正，这对于重型机械设备很麻烦也很不安全。

单圈绝对值编码器只在360度的范围内有效，超过360度后数据又循环从0开始了，超过360度后的位置是依靠电子计数的方式，如果遇到干扰或停电，和增量编码器一样也需要重新找原点位置修正，同样的不安全。另外现在用一种威根效应记圈的号称多圈编码器也不是真正意义上的多圈编码器，采用记圈方式的难免会出错。

而机械齿轮组的绝对值多圈编码器的信号即使受到外部干扰，但是由于其位置信息是内部机械唯一对应的，不受到外部干扰及停电后移动的影响，即使受到干扰或停电移动后，再次重新读数与之前数据无关，是直接的当前绝对位置值，无需再回到原点找零位，因此只有机械齿轮组的绝对值多圈编码器符合起重机械设备的位置控制或安全监控的要求。