本文简单介绍了倍恩多圈绝对值多圈BE122SM58编码器的特点，着重讲述了纠偏过程中纠偏系统的纠偏依据与纠偏原理，详细阐述了纠偏系统的硬件组成与软件设计流程，并针对纠偏系统调试过程中最容易出现的故障给出了具体的解决方法。 1引言
我单位上海精芬配合中国水电海外投资自主研发设计的
175t+175t/10t双小车桥式起重机安装在老挝南欧江五级水电站主房内，主要用于3台立轴水轮发电机组及其附属设备的安装及检修，发电机转子约310t，定子约160t，定、转子采用平衡梁双钩抬吊。双小车桥机两个起升机构各自由一台施耐德ATV71HC16N4160kW变频器拖动一台YZPFMC315M2-8-TH110kW变频电机经由减速机带动起升卷筒实现吊钩的升降。现场双小车桥式起重机如图一所示。
图一 双小车桥机总图 2倍恩绝对值编码器
德国倍恩（BEN）是全球自动化行业中久负盛名的专业传感器公司，生产在法国，其生产的BE122SM58系列绝对值编码器采用现代的快速技术，通过SSI接口（同步串行接口）传输相应的轴的位置值，两根数据线和两根时钟线，RS422接口与供电电源是电隔离的，分辨率高达65536步每圈和16384圈，内含微处理器，控制模块发送一连串脉冲给BEN绝对值编码器以获得位置数据，与此同时绝对值BEN编码器同时发送一串位置数据给控制模块，该系列编码器主要有以下特点：
①工作电压范围宽达DC10-30V；②输出码为格雷码或二进制码；③总精度多圈30位；④接口形式为SSI接口，符合RS422协议；⑤传输速率为0.1-2Mbit/S；⑥带有选择计数方向功能；⑦具有零位设置功能；⑧具有很强的抗干扰能力，能够在非常恶劣的环境下使用；⑨防护等级高达IP65，工作环境温度范围广达-40~85℃。
基于倍恩绝对值编码器以上的优良特点，所以在此纠偏系统中，采用两件倍恩多圈绝对值编码器BE122SM58-N011K1ROGN-1213来作为双钩的位置检测和实时纠偏控制。BEN编码器安装在起升卷筒上，如图二所示。
图二 编码器安装位置
3纠偏依据与原理
两起升机构在抬吊发电机定子或转子的过程中，由于两起升机构不是刚性轴连接，难以保证两吊钩高度差时时刻刻都在一个固定的范围内，如果高度差超过了这个范围，对发电机定子和转子的安装势必会造成一定的影响。这就要求我们电气控制系统中必须进行实时自动纠偏，保证双钩高度差在一定范围内。这里将上海精芬绝对值BEN编码器检测到的1#钩高度与2#钩高度分别简称为A与B。 ⑴当转换开关-SA500从1#车或2#车旋转到联动的第一次，这里可能有三种情况会出现，如下所示：
①如果0≤A-B﹤5cm或0≤B-A﹤5cm，则两起升机构可以同时上升或下降，且吊钩有5个速度；
②如果A>B，A-B≥5cm，这里可能有两种情况会出现，如下所示： ⅰ、如果A-B≥50cm，如果执行上升命令，则1#钩自动停止上升，2#钩上升且2#钩有5个速度，并且可调节，直到A=B；如果执行下降命令，则2#钩自动停止下降，1#钩下降且1#钩下降有5个速度，并且可调节，直到A=B；
ⅱ、如果5cm≤A-B﹤50cm，如果执行上升命令，则1#钩自动停止上升，2#钩上升且2#钩速度自动降到慢速1档，直到A=B，如果执行下降命令，则2#自动停止下降，1#钩下降且1#钩下降速度自动降到慢速1档，直到A=B；
③如果B>A，且B-A≥5cm，这里可能有两种情况会出现，如下所示：
ⅰ、如果B-A≥50cm，如果执行上升命令，则2#钩自动停止上升，1#钩上升且1#钩有5个速度，并且可调节，直到B=A，如果执行下降命令，则1#钩自动停止下降，2#钩下降且2#钩下降有5个速度，并且可调节，直到B=A；
ⅱ、如果5cm≤B-A﹤50cm，如果执行上升命令，则2#钩自动停止上升，1#钩上升且1#钩速度自动降到慢速1档，直到B=A，如果
执行下降命令，则1#钩自动停止下降，2#钩下降且2#钩速度自动降到慢速1档，直到B=A；
⑵、如果在联动（不算从1#车或2#车旋转到联动的第一次）的过程中出现5cm≤A-B﹤50cm，如果执行上升命令，则1#钩自动停止上升，2#钩上升且2#钩速度自动降到慢速1档，直到A=B，如果执行下降命令，则2#钩自动停止下降，1#钩下降且1#钩速度自动降到慢速1档，直到A=B；如果在联动过程中出现A-B≥50cm，如果执行上升命令，则1#钩自动停止上升，2#钩上升且2#钩上升有5个速度，并且可调节，直到A=B，如果执行下降命令，则2#钩自动停止下降，1#钩下降且1#钩下降有5个速度，并且可调节，直到A=B；如果在联动过程中出现5cm≤B-A﹤50cm，如果执行上升命令，则2#钩自动停止上升，1#钩上升且1#钩上升速度自动降到慢速1挡，直到B=A，如果执行下降命令，则1#钩自动停止下降，2#钩下降且2#钩下降速度自动降到慢速1挡，直到B=A；如果在联动过程中出现B-A≥50cm，如果执行上升命令，则2#钩自动停止上升，1#钩上升且1#钩有5个速度，并且可调节，直到B=A，如果执行下降命令，则1#钩自动停止下降，2#钩下降且2#钩下降有5个速度，并且可调节，直到B=A。其中临界值5cm根据机械平衡梁的要求定义，而临界值50cm根据吊钩在一定的减速时间从最高速度减到最低速度变化的距离而计算出来。 4纠偏系统的设计
4.1纠偏系统的硬件组成
S7-300系列PLC出色主要表现在以下方面：
①循环周期短、处理速度快；②指令集功能强大（包含350多条指令），可用于复杂功能；③产品设计紧凑，可用于空间有限的场合；④模块化结构，设计更加灵活；⑤功能模块和I/O模块可选择；⑥有可在露天恶劣条件下使用的模块类型。
基于S7-300PLC的以上优点，本双小车桥式起重机采用S7-300PLC作为电气控制系统的核心，具体硬件组成如下图三所示。
图三 硬件系统配置
在纠偏系统硬件配置中，带有西门子位置检测模块SM338，SM338模块主要有以下优良特点：
①用于连接多达三个绝对值BEN编码器(SSI)的输入以及2个用于冻结编码器数值的数字输入；②允许在运动系统中对编码器值直接做出反应；图四SM338模块设置
③用户程序中处理由SM338记录的编码器值；④支持等时模式；⑤可选编码器数据采集模式；⑥支持帧长度为为13位、21位、25位的绝对值编码器（SSI）；⑦支持的数据格式为格雷码或二进制码，且如果BEN编码器输出的数据格式为格雷码的话SM338模块还自动转换为二进制码。
其中，两路SSI绝对值BEN编码器信号直接进入西门子SM338模块的通道一和通道二，由用户进行数据处理。SM338模块设置如图四所示。
图四 SM338模块设置
5.2软件设计流程
本双小车桥式起重机以S7-300PLC作为控制系统的核心，其大致的程序控制流程如图五所示，纠偏的具体程序在这里不再复述。
图五 程序控制流程图
6常见故障及处理方法
在现场调试中，最容易造成SM338模块报故障的原因主要如下表一所示：
表一常见故障原因及解决方法
故障原因 SSI绝对值BE122SM58-N011K1R07编码器进检查上海精芬BEN编码器接线 SM338模块的信号线或时钟线或电源线接错或断线 SSI绝对值BE122SM58编码器进将编码器屏蔽层一端可靠接地 解决办法 入SM338模块的信号有干扰，屏蔽层没可靠接地 SSI绝对值BEN编码器损坏或者SM338模块本身损坏 更换SSI绝对值BEN编码器或SM338模块 重新参照SSI绝对值编码器参SM338模块参数设置不对 数正确设置SM338参数 7结束语
经过长时间的设计、调试，上海精芬自主设计的双小车桥式起重机实时纠偏系统已成功的运用在老挝南欧江五级水电站主房175t+175t/10t桥机上。经现场测试，双小车桥式起重机在双钩抬吊过程中，纠偏准确、平稳、实用，保证了发电机定子和转子的顺利安
装，受到业主的一致好评一九
上海精芬零二一 ：三九伍三六二
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