一，改造的熱度

冷與熱：從中國工控網(wǎng)年度市場調(diào)研報告上來看，2018年自動化行業(yè)內(nèi)的伺服、機器人熱度有所下降，再加上中美貿(mào)易戰(zhàn)沒有“停火”“止戰(zhàn)”，仍在持續(xù)火熱中。從去年八月份開始國內(nèi)制造業(yè)機器人、伺服電機等從原來的熱度漸冷，包括編碼器普遍業(yè)績不太景氣。

但是在上海精浦機電公司卻是另一番景象，絕對值多圈編碼器訂單做到零部件一時缺貨了，一個字，“熱”。根據(jù)上海精浦上半年1-5月份統(tǒng)計，絕對值多圈編碼器的出貨業(yè)績與去年同期相比，卻是增長了22%。增長的主要來源于自動化與數(shù)字化的兩化改造，來自于企業(yè)的安全生產(chǎn)需求，與減少勞動力提高效率的需求。有些地區(qū)按照地方規(guī)定的環(huán)保與安全達(dá)標(biāo)要求，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)需要在政府環(huán)保與安全生產(chǎn)檢查規(guī)定的時間前，完成自動化改造，否則面臨的將是停產(chǎn)整治，甚至關(guān)廠。“改造”一時成了這些企業(yè)生存的命題。

“近日，山東省應(yīng)急管理廳發(fā)布消息，從5月21日起，山東將派出8個檢查組利用10天時間，對東營、淄博、濰坊等8個危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多的市開展異地執(zhí)法檢查。此次重磅出擊，重點檢查涉及“兩重點一重大”（重點監(jiān)管的危險化工工藝、重點監(jiān)管的危險化學(xué)品和重大危險源）危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)“三防”（防泄漏、防爆炸、防中毒）工作落實情況，以及企業(yè)風(fēng)險管控、隱患排查、安全投入、培訓(xùn)教育、特殊作業(yè)、承包商管理、罐區(qū)及充裝作業(yè)、應(yīng)急管理等方面的內(nèi)容?！?/p>

在這個新聞發(fā)出前，精浦公司剛剛就在山東地區(qū)為一家化工企業(yè)客戶解決了一個自動化安全改造項目，這個客戶的要求是時間緊、大量老設(shè)備盡力繼續(xù)使用，選型的編碼器需可連接原有的進(jìn)口控制器、方便現(xiàn)場工人調(diào)試操作，等等要求。

在近期的自動化、數(shù)字化改造項目中，我們經(jīng)常會碰到這樣的編碼器選型要求，因為是已經(jīng)在生產(chǎn)的老設(shè)備改造，生產(chǎn)改造的停工時間要求盡量短，改造的成功性要求高，而且用戶希望盡力使用原有的可用設(shè)備。

例如冶金行業(yè)的高爐氧槍定位、轉(zhuǎn)爐傾角定位、送料小車定位等。遠(yuǎn)程安全監(jiān)控顯示。

再例如起重行業(yè)的大車、小車位置定位，吊鉤高度控制，大跨徑門機的同步控制等。

自動化控制與遠(yuǎn)程安全監(jiān)控顯示。

再例如化工、火電、垃圾場的原有露天工作場所的封閉后自動化，各種工作行程自動化定位，遠(yuǎn)程安全監(jiān)控顯示等。

這些都是自動化、數(shù)字化改造的內(nèi)容，開始如6月份的天氣——“熱了”。

二，編碼器選型

對于這樣的要求，我們總結(jié)出一些編碼器選型與改造成功的經(jīng)驗，與大家分享：

第一，選擇絕對值多圈編碼器，尋找在機械低速端位置安裝，這樣便于調(diào)試中很快找到位置控制點，并且位置不會變化了，作為自動化改造的多點位置控制、多電機同步控制很方便，改造都能完成令用戶滿意的效果。幾乎近期改造都選擇了這種方案。

作為已經(jīng)在用的老設(shè)備改造，現(xiàn)場常常會有很多電機需要做自動化定位與多電機同步與協(xié)同控制，并且要數(shù)字化數(shù)據(jù)取出。而且原有電機的廠家與形式各不相同，以變頻電機為多，且品牌不一，再有部分的伺服電機或者步進(jìn)電機，甚至只是一個普通的電機。按一些做進(jìn)口產(chǎn)品系統(tǒng)集成商的提供的改造方案，需要大部分更換成同一個品牌的電機，如果有做同步就要都換成伺服電機（或者異步伺服），這樣的成本代價太高，改造調(diào)試的周期長，改造后對現(xiàn)場工人維護(hù)使用的要求也高了。這種要用戶大動干戈、化大本錢的改造，在用戶看來無疑是在這個“要命”的時候“趁火打劫”。

盡管現(xiàn)在的伺服電機控制發(fā)展的很快，成本也大幅度下來了，但是，在改造現(xiàn)場常常是希望沿用原有的電機設(shè)備，尤其是很多較大功率的各個品牌的變頻電機，在機械端少做改動，保持原有工藝，以節(jié)省大量的改動時間，提高改造成功性。無論是用原有的變頻電機還是新增的伺服電機，在低速端統(tǒng)一加裝絕對值多圈編碼器，作為參考點編碼器絕對值位置坐標(biāo)，起到了各種電機設(shè)備同步位置的標(biāo)準(zhǔn)，與各個電機在加工工藝執(zhí)行端快速找準(zhǔn)位置自動控制定位的作用，節(jié)省了調(diào)試時間，提高了改造成功的保障。并且，這個低速端的絕對值多圈編碼器，直接反映了機械執(zhí)行的位置與轉(zhuǎn)速，作為數(shù)字化的改造目的，數(shù)字化數(shù)據(jù)直接可取出，作為現(xiàn)場顯示或者遠(yuǎn)傳安全監(jiān)控，可同時實現(xiàn)自動化與數(shù)字化改造的位置與速度的傳感器層面的CPS建立。

附鏈接文章：變頻電機為什么要用編碼器？變頻電機、異步伺服電機的雙編碼器閉環(huán)以及該怎么選型

改造中作為位置定位，一般不會選擇增量編碼器——PLC常常沒有多余的高速器接口，或者現(xiàn)場抗干擾沒有把握，怕耽誤了時間。

改造中作為位置定位，現(xiàn)在接近開關(guān)、光電開關(guān)類傳感器也逐漸被連續(xù)位置的編碼器所替換，開關(guān)類傳感器無法連續(xù)位置可調(diào)與全程位置顯示，無法完成數(shù)字化的全程現(xiàn)地及遠(yuǎn)程數(shù)字顯示監(jiān)控，提高安全警示的要求。

第二，絕對值多圈編碼器的信號輸出的選擇，常常是根據(jù)客戶現(xiàn)場已有的控制器設(shè)備選擇，盡量選擇開放性的通用信號，例如：

4—20mA信號，幾乎所有的PLC都會有這樣的輸入接口；

modbusRTU信號，國際標(biāo)準(zhǔn)與國標(biāo)，現(xiàn)在大部分的經(jīng)濟型PLC都已經(jīng)有通訊接口，可以在此通訊接口接上編碼器。由于已是國標(biāo)的普及性，大部分PLC可以直接調(diào)用內(nèi)部modbus通訊程序。并且數(shù)字信號可以作為遠(yuǎn)傳顯示與記錄，在數(shù)字化改造中很受歡迎。

Canopen信號，是比較開放的信號接口，在很多品牌進(jìn)口控制器上可以找到這樣的總線接口。由于是現(xiàn)場總線式的信號，多加一個編碼器地址即可連上總線。

SSI信號，這在一些現(xiàn)場已有的老設(shè)備的德國進(jìn)口控制器上能夠找到這樣的輸入接口。但是SSI接口是一對一連接的，需要看到是否有空的輸入接口。

在改造項目中，如果編碼器同時有兩路信號輸出，一路是模擬量信號4—20mA，另一路是數(shù)字量信號，例如modbusrtu，或者canopen，那是最受用戶歡迎的，這樣可以同時完成自動化、數(shù)字化，一路信號進(jìn)控制器的自動化，一路信號進(jìn)顯示器或者遠(yuǎn)程的數(shù)字化。另外，4--20mA信號在現(xiàn)場可以用萬用表量測信號，可以在調(diào)試與維護(hù)中快速判斷現(xiàn)場可能出現(xiàn)的問題。

例如精浦的機械式絕對值多圈編碼器9600系列，編碼器大都具有這種兩路信號同時輸出，在近期的改造項目中，被選型的最多，增長主要來自于這款編碼器。

第三，品質(zhì)與技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗。改造項目時間短，要求成功不許失敗，對于編碼器的品質(zhì)要求高，更需要有專業(yè)的服務(wù)與經(jīng)驗，如果在現(xiàn)場碰到什么問題，編碼器廠家需要第一時間響應(yīng)，幫助用戶分析找到問題，并且盡快解決。

對于編碼器專業(yè)的選擇，當(dāng)客戶了解了各種編碼器原理的比較后，普遍希望選用機械式絕對值多圈編碼器，沒有電池、沒有韋根、沒有計數(shù)器，減少不確定性，使用品質(zhì)有保障，減少以后的麻煩。

三，實例分享

在文章開頭提到的山東化工廠安全改造項目分享：

在接到客戶要求后，我們設(shè)計了應(yīng)用方案，隔日便前往了項目現(xiàn)場。該項目是化工電石爐，屬于化工電解爐性質(zhì)，其使用環(huán)境突出為大電流電極（2萬安培），強電場、磁場，多灰塵（爐灰）及高溫，而自動化改造是為了給工人創(chuàng)造更安全的工作環(huán)境。

電石爐出爐機自動化代替人工作業(yè)

三個位置的反饋確認(rèn)，大大提高了出爐機的操作準(zhǔn)確度

Canopen信號的特征是抗干擾強，尤其是對于變頻的抗干擾，多編碼器總線型連接速度快，適合做多軸多電機同步控制。

一個控制器與三個CANOPEN編碼器的使用，通過1號編碼器控制小車行走位置，當(dāng)小車行走到位，通過2號編碼器來調(diào)整回轉(zhuǎn)裝置的角度，當(dāng)回轉(zhuǎn)角度調(diào)整好后，再通過3號編碼器來控制導(dǎo)桿臂的伸縮位置，當(dāng)導(dǎo)桿臂在電石爐內(nèi)到達(dá)指定位置后，進(jìn)行爐內(nèi)疏導(dǎo)和攪拌，該應(yīng)用是三軸聯(lián)動同步控制，對同步性的要求非常高，一旦傳感器數(shù)據(jù)出錯將帶來不可估量的后果，必需要求絕對值數(shù)據(jù)的獨一性，而機械多圈的絕對值編碼器無需進(jìn)行任何位置計數(shù)和圈數(shù)累加方面的算法處理，直接引用編碼器輸出的反饋數(shù)據(jù)。在其多圈旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不會出現(xiàn)重復(fù)的位置信號輸出，所有的值都是獨一的。

同時由于應(yīng)用環(huán)境惡劣，粉塵彌漫，震動較大，故選用磁電式的絕對值編碼器，光學(xué)碼盤有因抖動或灰塵水汽而失效的問題，采用磁電式絕對值編碼器沒有這方面的問題，可靠性大大增強了。從而能滿足用戶在功能和性能上的使用要求。

編碼器信號采用CANOPEN輸出，我們是CANopen國際組織CIA的會員單位，并且擁有國際協(xié)會CIA發(fā)放的獨一ID廠商號，能有效避免CANOPEN連PLC時區(qū)分廠商設(shè)備，而且Canopen信號對接地要求不高，容錯性和抗干擾很好，所以在重型機械上很實用。

該項目改造前因工作環(huán)境惡劣，危險性高，一線工人在現(xiàn)場操作都有生命危險，現(xiàn)在改造后，自動化設(shè)備替代了人為操作，避免了人員工作的危險性。一方面自動化改造保證了運動控制的準(zhǔn)確性與安全可靠性，是為了人身安全為第一位的考慮，另一方面自動化改造使得原材料得到了充分利用，污染的排放量也大大降低了，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

必須注意的是在高危生產(chǎn)線作業(yè)檢查的時候，自動化位置控制如果發(fā)生錯誤，將導(dǎo)致人身安全性隱患。在專業(yè)技術(shù)人力資源緊張且重視安全第一的現(xiàn)在，每個動作步驟不能停不能倒車，生命沒有回頭路，所以要求編碼器數(shù)據(jù)就是不許錯！

四，品質(zhì)高要求，技術(shù)要專業(yè)

能夠在自動化改造上使用的編碼器，對于品質(zhì)可靠性要求就極高，就需要有“產(chǎn)品品質(zhì)三證”。自動化改造是不能貪圖便宜而亂用偽劣編碼器，如果要用絕對值編碼器就不能用帶有計數(shù)器的偽多圈編碼器（電池或者韋根的所謂停電記憶）。因為一旦出錯無法檢出，就失去了安全改造的初衷。

第一證，是產(chǎn)品生產(chǎn)單位的品質(zhì)保證體系第三方認(rèn)證。例如ISO9000的第三方認(rèn)證。按產(chǎn)品生產(chǎn)成熟度考慮，需要至少有5年以上的連續(xù)認(rèn)證。

第二證，是該產(chǎn)品序列的品質(zhì)第三方認(rèn)證。例如德國萊茵實驗室TUV測試通過認(rèn)證，電磁兼容性EMC等測試通過認(rèn)證。

第三證，是每一個產(chǎn)品必須包含有一品一碼防偽編碼的合格證。每一個產(chǎn)品獨一性的編碼，并且對于品質(zhì)可以一直追溯到生產(chǎn)前端的供應(yīng)商管理，這是對每一個編碼器都有品質(zhì)的保證。

第四，有些以進(jìn)口品牌產(chǎn)品推銷的自動化系統(tǒng)集成商也需要思考，是以自己手上的優(yōu)勢進(jìn)口品牌產(chǎn)品推銷，還是以滿足客戶需求、客戶利益為目標(biāo)？動不動就要都換掉現(xiàn)場原有的配置，要求用戶都換成自己手上優(yōu)勢的進(jìn)口產(chǎn)品系統(tǒng)集成，尤其是以某一個進(jìn)口大品牌集成的所謂“國外最先進(jìn)技術(shù)”“才能夠做好”，而且都要配置進(jìn)口編碼器（面臨交貨周期與現(xiàn)場服務(wù)問題），這種態(tài)度在改造項目中是不會受用戶歡迎的。能夠結(jié)合用戶現(xiàn)場已有設(shè)備，做專業(yè)性的分解用戶需求，專業(yè)性的幫助用戶選型，并且能夠在改造過程中如果用戶現(xiàn)場遇到問題，可以及時幫助用戶解決，這才是做改造的用戶歡迎的態(tài)度。

上海精浦多年來一直致力于以客戶利益為中心，圍著客戶利益跑，在了解、挖掘客戶需求，并協(xié)助客戶實現(xiàn)需求，精浦并不會刻意去追求利潤最大化，而是看得更長遠(yuǎn)，首先讓客戶利益的滿足，讓客戶的客戶都有利益體現(xiàn)并賺錢，大家共同努力實現(xiàn)價值并獲利，而這是一些做進(jìn)口品牌編碼器代理做不到的，他們?nèi)鄙賹I(yè)性的幫助客戶選型，缺少現(xiàn)場能夠解決問題的經(jīng)驗與能力。上海精浦重視客戶體驗度客戶滿意度，而這正是用戶想要的。在關(guān)鍵時刻幫助客戶，解決客戶燃眉之急，并且保證產(chǎn)品質(zhì)量能夠使項目成功驗收。所以上海精浦的機械式絕對值多圈編碼器能夠抓住了近期自動化、數(shù)字化改造的熱度，才會在國內(nèi)編碼器業(yè)績普遍停滯的形勢下，仍然有較大幅度的增長。

圍繞客戶需求、客戶利益，正確的選型，做正確的自動化數(shù)字化改造方案，使你的項目成功了一半。

兩化改造“熱”起來了，做自動化的機會來了。

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