Энкодеры в АСУ ТП

Энкодеры в АСУ ТП: Датчики положения и скорости

Энкодеры — это датчики, преобразующие угловое или линейное перемещение в электрический сигнал. Они обеспечивают точную обратную связь о положении, скорости, направлении вращения или перемещении элементов механизмов, что критично для управления движением в промышленных системах.

Ключевые характеристики

Тип перемещения:

Вращательные: Измеряют угол поворота вала.
Линейные: Определяют положение по прямой (например, в станках ЧПУ).

Принцип работы:

Оптические: Используют светодиод, диск с метками и фотодетектор. Высокая точность, но чувствительны к загрязнениям.
Магнитные: Основаны на эффекте Холла или магниторезистивных элементах. Устойчивы к пыли, влаге, вибрации.
Индуктивные (Resolver): Аналоговые датчики, невосприимчивые к ЭМ-помехам. Применяются в тяжелой промышленности.

Тип выходного сигнала:

Тип	Принцип	Преимущества	Недостатки
Инкрементальные	Генерируют импульсы при вращении (сигналы A, B, Z)	Простота, низкая стоимость	Требуют сброса после включения
Абсолютные	Выдают уникальный код для каждого положения (даже после отключения питания)	Сохранение позиции, высокая надежность	Сложнее и дороже
- Однооборотные	Кодируют 1 полный оборот (до 65 536 позиций)	Точность для коротких ходов	Не подходят для длинных перемещений
- Многооборотные	Добавляют счетчик оборотов (до 4 096 оборотов)	Идеальны для кранов, шлюзов, лифтов	Высокая стоимость

Классификация и основные типы датчиков (по измеряемому параметру):

Датчики температуры:

Контактые: Термопары (ТХК, ТЖК и др. типы), Термосопротивления (RTD: Pt100, Pt1000, Cu50 и др.), Термисторы (NTC, PTC).
Бесконтактные (Пирометры): Инфракрасные датчики, измеряющие температуру по тепловому излучению объекта.
Применение: Контроль температуры жидкостей, газов, твердых тел в реакторах, теплообменниках, трубопроводах, двигателях, помещениях.

Датчики давления:

По принципу: Тензометрические (мембранные с тензорезисторами), Пьезоэлектрические, Пьезорезистивные, Емкостные, Резонансные.
По типу давления: Абсолютного, Избыточного (манометрического), Дифференциального (перепада), Вакуумметрического.
Применение: Контроль давления/разрежения в сосудах, трубопроводах, гидравлических/пневматических системах, фильтрах, измерение уровня (гидростатический метод), расхода (дифманометры).

Датчики уровня:

Контактные: Поплавковые, емкостные, гидростатические (по давлению столба жидкости), вибрационные (камертонные), проводящие (кондуктометрические).
Бесконтактные: Ультразвуковые, радарные (микроволновые FMCW, импульсные), оптические, радиоизотопные.
Применение: Контроль уровня жидкостей, сыпучих материалов в резервуарах, силосах, котлах, технологических аппаратах.

Датчики расхода: (Более специализированная группа, часто выделяется отдельно)

Типы: Электромагнитные, ультразвуковые (доплеровские, время-импульсные), Кориолисовы (массовые), вихревые, турбинные, переменного перепада давления (суж. устройства + диф. датчик), тепловые.
Применение: Точное измерение объемного или массового расхода жидкостей, газов, пара.

Датчики аналитических параметров:

pH-метры: Измерение кислотности/щелочности.
ОВП-метры (редокс-потенциал).
Кондуктометры: Измерение удельной электрической проводимости (концентрация ионов).
Кислородомеры (растворенного O₂): Оптические (люминесценция), гальванические, полярографические.
Мутномеры, нефелометры.
Газоанализаторы: Оптические (ИК, УФ, лазерные TDLAS), электрохимические, каталитические, термокондуктометрические.
Применение: Контроль качества воды, технологических растворов, пищевых продуктов, выбросов, параметров химических реакций, безопасности среды.

Датчики механических величин:

Положения/Перемещения: Индуктивные, емкостные, ультразвуковые, магнитострикционные, оптические (в т.ч. энкодеры), потенциометрические.
Приближения (индуктивные, емкостные, оптические, ультразвуковые, магнитные): Обнаружение наличия/отсутствия объекта без физического контакта.
Силы/Веса: Тензодатчики (нагрузочные ячейки).
Крутящего момента.
Вибрации/Ускорения: Пьезоэлектрические акселерометры.
Скорости вращения (тахометры).
Применение: Позиционирование, контроль натяжения, взвешивание, диагностика механического оборудования (вибрация), подсчет изделий, управление движением.

Как выбрать?

Определите:

Требуется ли сохранение позиции при отключении питания? → Абсолютный.
Высокие скорости/ударные нагрузки? → Магнитный.
Взрывоопасная зона? → Pepperl+Fuchs (Ex).
Интеграция с Siemens TIA Portal? → Sendix/SIMATIC.

Проверьте:

Соответствие вала/фланца механизму.
Поддерживаемые протоколы связи (Profinet, EtherCAT).
Температурный диапазон (например, -40°C...+85°C для металлургии).

Пример: Для конвейера пищевого производства подойдет магнитный инкрементальный энкодер Baumer PMG08 (IP69K, нержавеющая сталь). Для точного позиционирования робота-манипулятора — абсолютный оптический энкодер Balluff BML с разрешением 24 бита и EtherCAT.

Наши контакты

‭+7 (812) 982-0188
info@foursp.ru
г. Санкт-Петербург, вн. Тер. г. Муниципальный округ Народный, ул. Новоселов, д.8, лит. А, оф. 691/1