水閘閘門控制，涉及到防洪、排洪,，引水,、排污，通船,、發(fā)電等應(yīng)用,，以及一些起重卷揚機提升的高度控制應(yīng)用,，其控制安全性越來越重要,，現(xiàn)在設(shè)計已要求手動現(xiàn)地應(yīng)急控制與遠程自動控制都要獨立考慮,，而對于絕對值多圈編碼器的使用，不再使用增量值編碼器或單圈絕對值編碼器,，也幾乎已經(jīng)為行業(yè)規(guī)范了,。過去，水閘控制中,，絕對值多圈編碼器大多選用了SSI（同步串聯(lián)）輸出信號,，而現(xiàn)在設(shè)計安全性的要求下，遇到了兩個困難：

一．原SSI編碼器的兩個困難

1．SSI信號手,、自控制無法獨立。

SSI信號為時鐘同步串聯(lián)信號,，點對點傳輸,，時鐘發(fā)送與信號接收只能為同一個設(shè)備，如果編碼器信號連接現(xiàn)地閘門開度儀表,，就不能再給自動控制的PLC信號,，而只能由閘門開度儀表再輸出信號給PLC，這樣,，系統(tǒng)的可靠性都建立在閘門開度儀上,，而SSI閘門開度儀售價高，廠家良莠不齊,，存在較大安全隱患,；如果編碼器信號直接輸出給PLC，只有少數(shù)歐洲品牌PLC有SSI接口,，如西門子s7-300(S7-200就沒有),，這樣造價高，可選面少,，而且現(xiàn)地手動控制的信號要依賴于自動控制的PLC給,，失去了手動應(yīng)急控制的意義。

2．SSI信號端口無法插入防雷器,，較易被損壞,。

SSI信號為“同步”串聯(lián)信號，其實并不完全同步,，其由接收設(shè)備發(fā)送時鐘到編碼器,，編碼器再發(fā)送信號到接收設(shè)備，內(nèi)部“同步”比較,，有一個同步時間差的范圍要求,，一旦插入防雷器,，或電纜較長、電纜不專業(yè),，信號的同步性超出了偏差范圍,，數(shù)據(jù)就會跳碼，而無法正常工作,。我公司過去多年研發(fā)過SSI防雷器,，在實驗階段都可以符合同步性偏差范圍，可在現(xiàn)場條件下,，往往無法保證SSI信號的同步性而跳碼,，而不得不放棄。由于無法加入信號防雷器,，SSI編碼器每年被打壞的數(shù)量很多,，包括德國著名品牌的，例如江蘇三河閘,，使用63個德國著名品牌SSI編碼器,，每年被雷擊打壞的約3-5個。

二．絕對值編碼器雙輸出信號的解決方案

為了解決如上的問題,，三峽水電站是用了兩套閘門開度傳感器作為備份,，這樣對于大多數(shù)閘門控制是不現(xiàn)實的。在與國內(nèi)水利設(shè)計單位及業(yè)主的多方討論后,，我們推出了雙輸出絕對值真多圈編碼器,，用于閘門開度儀的手、自獨立并冗余控制,，如下示意圖：

GAX60..LB絕對值真多圈編碼器,，雙信號輸出為傳統(tǒng)的4—20mA和總線型RS485信號，這兩種信號幾乎所有的PLC都有可連接的接口,，而連接的儀表也可以從大部分正規(guī)的儀表廠家找到,。

這個方案的特點如下：

1．  GAX60..LB編碼器為機械齒輪組真多圈絕對值編碼器，外形安裝尺寸完全與原來的德國進口SSI編碼器相同,，安裝上可直接替換,。編碼器外殼防護等級為IP67，溫度等級為-40度—80度,，符合水利潮濕,、高低溫的使用。

2．  雙輸出的信號為4—20mA和RS485,，可傳輸距離400米—1000米（依據(jù)電纜）,，符合直接遠傳要求；此兩種信號都有成熟的,、大量已使用的防雷器,，對信號端口（無論是編碼器還是接收設(shè)備）可起到保護作用,。

3．  所有的PLC都可以有4—20mA接口，大部分的PLC也可以連接RS485信號,，這樣對于PLC的可選面就大大增加,，成本就可以下來；而4—20mA和RS485信號,，也可以找到標準的,、成熟的儀表，以增加儀表的可靠性并降低成本,。PLC和儀表,，可以相互選擇使用4—20mA信號還是RS485信號。

4．  編碼器雙信號分別進手動現(xiàn)地控制與自動PLC控制,，兩套控制既可以獨立,，又可以相互冗余，控制安全性可以大大增強,，而成本卻可以下降,。由于可以增加安裝防雷器，今后的維護備件成本也下降了,。

三．討論參考：

1．  載荷保護控制。由于相當(dāng)多的卷揚式提升機需要載荷保護,，同樣可選擇4—20mA輸出的載荷傳感器,，此方案中，閘門開度儀表可選用2路輸入的4—20mA輸入儀表,。

2. 卷揚提升機,。此方案不僅僅可用于水閘閘門開度儀控制，同樣可用于各類有安全要求的卷揚提升機高度控制,，例如鋼鐵廠煉鐵高爐小車送料控制等（已有成功案例）,。