انواع انکودر و کاربرد آنها در صنعت آسانسور


انکودر چیست؟

این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن 01.jpg است

انکودرها یکی از تجهیزات مهمی هستند که در موتورها جهت تشخیص موقعیت (Position)، سرعت (Velocity) و جهت گردش شفت موتور (Direction)  استفاده می شوند.

انکودرها از لحاظ ساختمان در دو نوع خطی (Linear encoder) و چرخشی (Rotary encoder) و از لحاظ عملکرد نیز در دو نوع انکودر مطلق (Absolute encoder) و انکودر افزایشی (Incremental encoder) طراحی و ساخته می شوند.

کاربرد انکودر

انکودرها معمولاً در سیستم های اتوماسیون و کنترلی برای ارسال بازخورد (feedback) استفاده می‏شوند و پارامترهای زیر را مشخص می‏کنند:

  1. اندازه گیری سرعت
  2. اندازه گیری و کنترل موقعیت
  3. جهت چرخش شفت

وظایف انکودر در آسانسور :

  • سنجش سرعت کابین
  • تشخیص جهت حرکت موتور
  • استفاده در سیستم کنترل آسانسور به منظور افزایش دقت و کیفیت حرکتی
  • مشخص نمودن لحظه ای موقعیت شفت الکتروموتور جهت کنترل دور موتور (در موتورهای آسنکرون)
این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن 02.jpg است

جهت داشتن حرکتی نرم و بدون تنش و لرزش در آسانسورها، می توان در آسانسورها از انکودر( جهت مشخص نمودن لحظه ای مشخصات حرکت شفت موتور) استفاده نمود، که با اعلام این مشخصات به تابلو فرمان و با کمک درایو می توان مطلوب ترین فرکانس را در اختیار موتور گذاشته و به هدف نهایی خود دست بیابیم.

خاطر نشان می‏سازد که در موتورهای گیرلس که  روتور آنها از نوع مغناطیس دائم (سنکرون) می‏باشند، برای کنترل دور موتور الزاماً نیاز به انکودر دارند. به همین علت بر روی تمامی موتورهای بدون گیربکس، توسط کارخانه سازنده، انکودر نصب گردیده است.

اجزاء انکودرها به شرح ذیل می باشد:

  • شفت انکودر
  • گیرنده نوری
  • فرستنده نوری
  • خروجی الکتریکی
  • صفحه مدور شیشه ای
  • مدار واسطه جهت تبدبل سیگنال های گیرنده نوری به سطح ولتاژ استاندارد صنعتی

انواع انکودرها

  1. انکودر از نظر ساختمانی
    1. انکودرهای خطی
    2. انکودرهای چرخشی و یا دورانی
  2. انکودر از نظر عملکرد و ساختمان داخلی (فن آوری تولید)
    1. نوری
    2. مغناطیسی
    3. خازنی
  3. انکودر از نظر نوع خروجی سیگنال
    1. مطلق
    2. افزایشی

انکودر خطی:

این نوع انکودر همانطور که از نامش پیداست، جهت اندازه گیری حرکت خطی استفاده می شود. از لحاظ ساختمانی در انواع نوری ، مغناطیسی و مقاومتی (در واقع نوعی پتانسیومتر است) ساخته می شود. انکودر خطی مدل نوری دارای خروجی دیجیتال و انکودر خطی مدل مغناطیسی و مقاومتی دارای خروجی آنالوگ است. از این انکودرها در دستگاه هایی مثل دستگاه پرس برای اندازه گیری میزان حرکت طولی پیستون جک و غلتک ها برای اندازه گیری میزان فاصله طولی بین توپی های غلتک استفاده می شود.

انکودر دورانی:

انکودر دوار که به شفت انکودر (Shaft encoder) نیز معروف است ، در واقع یک تجهیز الکترومکانیکی که موقعیت یا حرکت زاویه ای یک محور را به یک کد آنالوگ یا دیجیتال تبدیل می کند. این نوع انکودر به طور معمول از یک یا دو جفت LED فرستنده و گیرنده و یک دیسک مدرج (سیاه و سفید یا جای خالی و جای پر) استفاده می شود. دیسک مدرج مابین سنسورهای فرستنده و گیرنده قرار دارد و این مجموعه بر روی محور چرخان دستگاه مستقر است. هنگام چرخش محور، دیسک مدرج همراه با محور می چرخد و سنسورهای فرستنده و گیرنده ثابت می مانند. به این ترتیب سیگنالی که از سمت فرستنده به گیرنده ارسال می شود توسط چرخش دیسک به طور متوالی قطع و وصل می شود. به این صورت ما در خروجی گیرنده یک قطار از پالس های متوالی صفر و یک منطقی خواهیم داشت. این پالس‏ها همان کدهایی هستند که انکودر تولید می کند و برای اینکه تبدیل به موقعیت و یا تعداد دوران شافت شود، به ورودی یک دیکودر داده می شود و طبق برنامه ای که به دیکودر داده شده است، این پالس ها به موقعیت تبدیل می شود. هر چه تعداد نقاط سیاه و سفید روی دیسک مدرج بیشتر باشد، تعداد این صفر و یک های منطقی در یک دوران ۳۶۰درجه بیشتر و در نتیجه دقت اندازه گیری بیشتر می شود.

انکودرهای مورد استفاده در صنعت آسانسور معمولاً در یک دور کامل 1024 یا 2048 پالس تولید می کنند.

انکودرهای نوری

انکودرهای نوری، دقیق ترین نوع انکودرها هستند. وقتی یک انکودر نوری را انتخاب می کنیم. خیلی مهم است که انکودر مذکور حفاظت های اضافی برای جلوگیری از آلودگی ناشی از گرد و غبار ، لرزش و سایر شرایط رایج صنعتی را داشته باشد. در صنعت آسانسور از این نوع انکودرها استفاده می‏شود.

 انکودرهای مغناطیسی

انکودرهای مغناطیسی با وجود اینکه از انکودرهای نوری مقاوم ترند و اغلب در محیط های در معرض آلودگی، بخار، لرزش و سایر انواع تداخل های محیطی استفاده می شوند ولی قدرت تفکیک(Resolution)  یا دقت بالتری نسبت به انکودرهای نوری دارند.

انکودرهای خازنی

انکودرهای خازنی نسبت به دو مدل قبلی در دنیای صنعت تازه وارد محسوب  می شوند. انکودرهای خازنی از نظر نیرومندی مانند مدل های مغناطیسی هستند ولی قدرت تفکیک پذیری انکودر های نوری از انکودرهای خازنی بالاتر است.

انکودر نسبی

به این صورت که یک گیرنده و فرستنده مادون قرمز در دو طرف چرخ شیاردار قرار می گیرد. در این نوع از انکودرها صرفا موقعیت نسبی جسم چرخنده نسبت به موقعیت اولیه اندازه گیری می شود و نمی توان جهت چرخش را مشخص کرد.

انکودر افزایشی

این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن 04-1-e1620750732890.jpg است

اگر انکودر فقط دارای یک ردیف پالس باشد، نمی تواند به درستی جهت چرخش را نشان دهد. بنابر این باید دارای یک ردیف پالس دومی نیز باشد که به این منظور باید یک فرستنده و گیرنده نوری دیگر به مجموعه اضافه شود. همچنین ممکن است در لحظاتی هر دو پالس یک منطقی و در لحظاتی صفر منطقی باشند. بنابر این در این لحظات نمی توان جهت چرخش شفت را تشخیص داد. برای حل این مشکل نیاز به پالس سومی داریم که این پالس بر اثر یک دور چرخش کامل به وجود می آید که به آن پالس فرمان می گویند و از آن برای شمارش تعداد دوران نیز استفاده می شود.

این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن 05.jpg است

برای مثال اگر مجموعه پالس A قبل از پالس B وجود داشته باشد، شفت در جهت عقربه های ساعت می چرخد. ولی اگر پالس B  زودتر از پالس A وجود داشته باشد، شفت در جهت عکس عقربه های ساعت می چرخد و پالس C به علت چرخش به وجود می آید، در نتیجه پالس C با پالس B مچ شده و جهت چرخش بر این مبنا تعیین می شود.

بر اساس منطق کارکرد شرح داده شده، این نوع انکودرها نمی‏توانند موقعیت حرکت محور را ذخیره نمایند سیستم کنترل با شمارش تعداد پالس‏ها، می‏تواند میزان حرکت را محاسبه کند. بنابر این در صورت خاموش و روشن شدن دستگاه، باید مجددا سیستم از نقطه صفر شروع به حرکت کند. اصطلاحاً در آسانسور می‏گویند که تابلوفرمان در حالت شناسایی قرار گرفته و به یکی از نقاط ابتدا و انتهای چاه منتقل می‏شود.

انکودر مطلق

این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن 06-e1620750509656.jpg است

در انکودرهای مطلق از یک صفحه شفاف استفاده می شود که بخش های خاصی از آن سیاه شده اند و از چندین فرستنده گیرنده (به طور مثال ۸ جفت) استفاده می شود. در هر لحضه تعدادی از این گیرنده ها صفر و برخی یک را نشان می دهد، بدین ترتیب یک عدد باینری تولید می‏شود که زاویه بین صفر تا ۳۶۰ درجه را نشان می‏دهد. پس این نوع انکودر علاوه بر میزان جابجایی، موقعیت را نیز نشان می دهد. بر خلاف انکودر افزایشی، در صورت قطع و وصل برق، در این نوع انکودر نیاز به شروع از نقطه صفر نیست و از همان نقطه قبلی میتوان به حرکت ادامه داد.

یک اشکال بزرگ انکودرهای افزایشی این است که شمارش پالس های آن در یک میانگیر یا اکسترنال کانتر (Counter External) ذخیره می شود. اگر برق قطع شود و یا به هر حال اختلال پیدا کند، شمارش گم خواهد شد ( نقطه صفر برای دستگاه به هنگام راه اندازی مجدد کم یا تعریف نشده است) این بدان معناست که چنانچه قدرت را از یک ماشین الکتریکی با انکودری که دارای چرخاننده الکتریکی است بگیریم، (به هر دلیلی ممکن است، به خاطر تعمیرات یا هر شب بعد از ساعات کاری باشد) دیگر انکودر موقعیت صحیح را نخواهد دانست. برای حل این مشکل از انکودرهای مطلق استفاده می شود که در این صورت ماشین همیشه موقعیتش را خواهد دانست.

نظرات

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *