Энкодер

[Антон Владимирович]

Доброго времени суток!

Господа специалисты, необходимо контролировать перемещение установки по кругу. Есть идея использовать энкодер. Склоняюст к абсолютным энкодерам с ModBus RTU для дальнейшего отображения в SCADe. Вот только возникли проблемы и вопросы:
1) Установка эксплуатируется на улице, (т.е. температура может достигать -40С. ниже думаю не будет, т.к. установка находится над водой);
2) Установка находится над водой и поэтому в зимний период возможно заиневание;
3) Способ установки. Во всей установке недвижущейся частью является только труба для подвода питания к токоприемнику. А т.к. этот токосъемник может сниматься для замены или ремонта, конструкция должна быть съемной. Причем труба тоже может меняться.

Прилагаю ниже фото токосъемника, на других установках приблизительно та же картина, различия в размерах. Заранее спасибо.

[Ryzhij]

Это у Вас очистной пруд?
С какой точностью Вам надо знать позицию?
Почему бы Вам не установить три дискретных датчика на береговом конце? Два из них (каналы А и В) смотрели бы на зубчатый диск, связанный с опорным колесом, а третий (канал Z) синхронизировал бы координату (например, обнулял) на каждом обороте по береговой метке. На мой взгляд получилось бы достаточно надёжно и точно.

[Serex]

Эта штука движется с постоянной скоростью. Так что можно и одного датчика. И алгоритм, который замеряет каждый раз время одного круга и из этого рассчитывает текущее положение.

И кстати, в чем чисто практический смысл контролировать положение мешалки? Интересно контролировать только сам факт, что она все еще крутиться и сообщать диспетчеру об остановке.

[Ryzhij]

Эта штука движется с постоянной скоростью. Так что можно и одного датчика. И алгоритм, который замеряет каждый раз время одного круга и из этого рассчитывает текущее положение.

Тогда этот единственный можно сенсор вообще на берегу поставить. У кранового путевого выключателя, например, непревзойдённая надёжность. Надо только ток через контакты не менее 20мА обеспечить.

И кстати, в чем чисто практический смысл контролировать положение мешалки? Интересно контролировать только сам факт, что она все еще крутиться и сообщать диспетчеру об остановке.

А для таких случаев существуют специальные датчики контроля скорости движения с дискретным выходом.
Навскидку http://www.kontakt-1.ru/uks210i.html

[Антон Владимирович]

Это у Вас очистной пруд?

Это вторичный отстойник на очистных сооружениях

С какой точностью Вам надо знать позицию?

Точность здесь в принципе не так важна, как правильно сказали, необходимо

контролировать только сам факт, что она все еще крутиться и сообщать диспетчеру об остановке.

В летний период с этим проблем нет, но вот зимой, когда на окружности возникает наледь, колесо, движущееся по этой самой окружности, начинает пробуксовывать. Первоначально я планировал установить герконы по периметру в 4-х контрольных точках, но эту идею забраковали. Теперь стало возможным установка датчика или систему контроля в центре отстойника, поэтому и подумываю об использовании энкодера.

Тогда этот единственный можно сенсор вообще на берегу поставить. У кранового путевого выключателя, например, непревзойдённая надёжность.

Это тот же вариант, что и с герконами. Время прохождения одного круга порядка 40 мин. Если поставить 1 конечный выключатель, то в худшем случае мы определим останов установки только через 40 мин, что может сказаться на технологии. Можно увеличить количество контрольных точек, но диаметр каждого отстойника - 40 м. Их 4. Во-первых это ж сколько кабеля уйдет и во-вторых - опять же проблема в прокладке этого кабеля.
Можно было б соорудить ту же систему из герконов и на крышке токосъемника. Но опять же она должна быть съемной

[Ryzhij]

В летний период с этим проблем нет, но вот зимой, когда на окружности возникает наледь, колесо, движущееся по этой самой окружности, начинает пробуксовывать. Первоначально я планировал установить герконы по периметру в 4-х контрольных точках, но эту идею забраковали. Теперь стало возможным установка датчика или систему контроля в центре отстойника, поэтому и подумываю об использовании энкодера.

Проблема обнаружения пробуксовки ведущего колеса решается установкой рядом с ним или следом за ним "ленивца" - пассивного колеса с прижимным грузом - с которого и следует дискретным(-и) датчиком(-ами) снимать сигнал движения.
Я убеждён, что прикупить даже несколько китайских детских велосипедов на детали конструкции обойдётся гораздо дешевле, а система окажется в целом надёжнее и проще в обслуживании, чем один энкодер в центре пруда.
При запитывании блока системы от работающего электродвигателя и применении радиоканала связи переоборудование можно осуществить без длительного вывода установки на ремонт.

[Serex]

Может быть по току двигателя что-то получиться определить?
При проскальзывании двигатель начинает работать в холостую и ток становиться меньше. Хотя с таким мощным редуктором нагрузка на двигателе наверное вообще не колыхается :)

[Михайло]

Мы для измерения частоты вращения на улице использовали индуктивные выключатели ВБИ. Значит, не заглядывая в каталоги, можно говорить, что -40 градусов по Цельсию они выдержат.

[Антон Владимирович]

Господа специалисты,

Проект был реализован на датчиках тока. Судя по графику, качество электропитания оставляет желать лучшего: потребляемый ток то возрастает, то понижается. Есть идея использования беспроводных конечных датчиков. Пока нашел только http://www.compeljournal.ru/. Но проблема в том, что ему необходимо внешнее питание. Также втречал охранные системы, в которых используются беспроводные датчики, в том числе и на разбитие стекла, по сути тот же сигнал, что мне и нужен. Питаются они от батареи, но температуру не выдерживают, и вторичник с ненужным мне функционалом. Может есть аналог всего вышеперечисленного с питанием от батареи и выдерживающий - 40 С? Заранее спасибо за ответы.

[Serex]

Эх... если подходить творчески.
То я бы поставил по периметру несколько индукторов (катушка).
А на вращающемся диске одну антенну. На индукторах генерить разные частоты с небольшим шагом.
Антенна, проходя рядом с индуктором, переизлучала бы сигнал, который принимался бы другим прибором (приемником).
Далее теория радиоприема, сложение частот, промежуточная частота, детектирование колебательным контуром с нагрузкой на вход контроллера.
Т.е. каждый вход контроллера соответствовал бы одному индуктору.
В итоге на вращающемся барабане вообще никаких элементов питания не будет.

Но я все с университета забыл :)... Поэтому надо к радиотехникам обращаться. По сути два прибора - генератор частот и радиоприемник. Немного самодеятельности и что-то получиться.

[CHANt]

Ну, если подходить творчески...А не пробовали посмотреть в сторону датчиков движения охранных сигнализаций?
Типа такого - http://www.npfpol.ru/cat.php?f=3 Прямо с берега водоема.

[Serex]

По прежнему проблема остается в том, что датчиков нужно много ставить по периметру, так как мешалка медленно движется.
Для того, чтобы реакция была около 1 минуты, нужно 40 датчиков!!!

[Nemez1963]

Думается мне,проще поставить надежный энкодер (например SIKO для тяжелых условий применения).У меня стоят около 15 лет -хоть бы что...а условия такие что не приведи господь. Абсолютный вроде не к чему,достаточно инкрементальный для контроля движения.

[Serex]

Думается мне,проще поставить надежный энкодер (например SIKO для тяжелых условий применения).У меня стоят около 15 лет -хоть бы что...а условия такие что не приведи господь. Абсолютный вроде не к чему,достаточно инкрементальный для контроля движения.

Ходим по кругу??
Читайте выше, почему это решение не удобно.

[Ryzhij]

Есть ещё идея о применении технологии связи PLC (Power Line Communication — коммуникация, построенная на линиях электропередачи, "Ethernet через розетку")

[CHANt]

Есть ещё идея о применении технологии связи PLC (Power Line Communication — коммуникация, построенная на линиях электропередачи, "Ethernet через розетку")

На 0,4кВ и выше (за вменяемые деньги), из отработанных решений по ВЧ, все с использованием траснформаторов связи. По условиям задачи просто места нет. Да и условия эксплуатации бррр :)

Для того, чтобы реакция была около 1 минуты, нужно 40 датчиков!!!

Ну-ну. Нафиг такой максимализм, надо с метками думать...Хотя, соглашусь, что то колхозить на мешалках посреди пруда, не лучший вариант. Можно подумать обработку видеонаблюдения, но вот что-то у прософта не наблюдаю плат с китом в виде софта для разработчика. Раньше продавали они - на 4 камеры, стоило в районе 200-250 у.е. Можно было самому писать обработку изображения в кадре.

[Serex]

Может быть какой-то лазерный дальномер?
В центр мешалки поставить какую то асимметричную штуку (эксцентрик). Так чтобы при каждом угле поворота мешалки расстояние от эксцентрика до дальномера было разным.

[VADR]

GPS-приёмник на конец вращающейся детали и опрашивать по беспроводке. Это в порядке шутки юмора, но в каждой шутке есть доля шутки :)
Другой, более реальный на мой взгляд вариант - то же видеонаблюдение, с добавлением светоотражающего элемента на конце ширмы и освещения всей конструкции.
Третий вариант (если все-таки есть возможность подать питание на устройство на конце ширмы). На ширме ставится небольшое устройство с микрофоном и динамиком. В стороне (на какой-нибудь стационарной конструкции) - динамик и пара микрофонов на некотором расстоянии друг от друга. По команде контроллера стационарный динамик выдаёт звуковой сигнал, устройство на ширме его принимает и выдаёт звуковой ответ. Стационарные микрофоны этот ответ принимают, контроллер фиксирует момент прихода сигнала, вычисляет расстояния от ширмы до каждого из микрофонов, а из них - позицию. При скорости звука порядка 331 м/с смещение конструкции на 1 м изменит время прихода сигнала примерно на 3 мс. Имея достаточно быстродействующий ввод, такое время вполне можно поймать.
Но в любом случае - это решения из области "клуб юных техников".

[Ryzhij]

Может быть какой-то лазерный дальномер?
В центр мешалки поставить какую то асимметричную штуку (эксцентрик). Так чтобы при каждом угле поворота мешалки расстояние от эксцентрика до дальномера было разным.

Тогда уж проще в центре лампочку с "абажуром" из шторок-полосок и парочку (для верности) "глаз" на берегу. Абажур с лампой вертится - светотени играют. Для помехоустойчивости можно в качестве источника света внутри абажура использовать LED-светильник и модулировать его каким-либо кодом, хотя бы просто мигать заставить. А запитать всё это дело можно от цепей двигателя.

[Михайло]

А где все увидели условия задачи?

[Nemez1963]

Ходим по кругу??Читайте выше, почему это решение не удобно.

Прочитал,но так и не понял,в чем неудобство применения энкодера?

[Serex]

Ходим по кругу??Читайте выше, почему это решение не удобно.

Прочитал,но так и не понял,в чем неудобство применения энкодера?

Каким образом снимать сигнал с энкодера?

[alex_ugrumov]

Ура, коллективный разум нашёл решение!

..... Есть идея использовать энкодер. ......

Может быть какой-то лазерный дальномер?
В центр мешалки поставить какую то асимметричную штуку (эксцентрик). Так чтобы при каждом угле поворота мешалки расстояние от эксцентрика до дальномера было разным.

Может быть какой-то лазерный дальномер?
В центр мешалки поставить какую то асимметричную штуку (эксцентрик). Так чтобы при каждом угле поворота мешалки расстояние от эксцентрика до дальномера было разным.

Тогда уж проще в центре лампочку с "абажуром" из шторок-полосок и парочку (для верности) "глаз" на берегу. Абажур с лампой вертится - светотени играют. Для помехоустойчивости можно в качестве источника света внутри абажура использовать LED-светильник и модулировать его каким-либо кодом, хотя бы просто мигать заставить. А запитать всё это дело можно от цепей двигателя.

Ставим абажур из штрих полосок, на берегу ставим дальномер лазерный. По мере поворота лазер попадает то на полоску, то на пропуск. Измеренное расстояние меняется. Все. Чем меньше полоски, тем чаще меняется сигнал. но очень маленькие их не сделать, луч на большом расстоянии имеет широкое пятно. Чем больше радиус "абажура" тем больше полосок можно навесить. В этих условиях легко обеспечить отсутствие посторонних прерывателей сигнала.

[atamkosta]

Я так понял что проект уже реализован?
Но к вопросу об энкодере - зачем он там?
Это ж не станок. Точность не нужна, ставится на вращающейся части любая найденая в мех.мастерской звездочка, на на неподвижной индуктивный датчик, типа http://www.ifm.com/ifmde/web/pinfo010_010_040.htm они есть у всех производителей, и стоят дешевле помоему даже контактных. Вот и вся задача. Если не хочется жариться с контроллером, есть и шкафного исполнения коробульки которые контролируют время между импульсами и кричат аларм если время это велико, такие схемы стоят на многих вентиляторах.

А если из области фантастики, то ставите на вращающуюся часть гамма источник от того же берхольда, ну например с кобальтом, а на берегу пруда детекторы излучений и все красиво и высокотехнологично, знай себе меняй гильзочку с изотопом раз в н-лет (в зависимости от выбранного элемента) :-)

[Филолог]

В порядке бреда - сельсин. Или вращающийся трансформатор